PTFEボールの材料構成は？主な特性と産業用途

PTFEボールは、卓越した耐薬品性、低摩擦性、非粘着性で知られ る合成フッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン （PTFE）を主成分としています。この材料は、純粋な状態（バージン）で使用することも、機械的強度、熱伝導性、耐摩耗性などの特定の特性を向上させるために、ガラス、カーボン、ステンレス鋼、青銅などのさまざまな充填材で改質することもできます。これらの改良により、PTFEボールは、高温耐性や電気絶縁性などのPTFEの中核特性を維持しながら、多様な産業要件を満たすことができる。

主要ポイントの説明

1. ベース素材ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）

   • PTFEは PTFEボール CAS番号9002-84-0。
   • その分子構造は強力な炭素-フッ素結合を特徴とし、以下を提供する：
     • 卓越した耐薬品性（ほとんどすべての工業薬品に耐える）
     • 低摩擦係数（あらゆる固形材料の中で最も低い摩擦係数のひとつ）。
     • 非粘着性（最小限の粘着力を必要とする用途に最適）

2. バージンPTFEと変性PTFE

   • バージングレードPTFE:充填剤を含まない純粋なPTFEで、最高の化学純度と電気絶縁性を持つが、機械的強度は低い。
   • 変性PTFE（例：テフロンNXT 85）:ほとんどのバージンPTFEの特徴を保持しながら、耐クリープ性と耐摩耗性を向上させるように設計されている。

3. 一般的なフィラーとその役割

   • ステンレス鋼（例：50% 316ステンレス鋼）:熱伝導性と圧縮強度を高める。
   • ガラス (15-25%):寸法安定性と耐摩耗性を向上。
   • カーボン／ガラスハイブリッド（例：カーボン10％＋ガラス10）:導電性と機械的補強のバランス。
   • ブロンズ:耐荷重性と熱性能を向上させる。

4. 物理的および化学的特性

   • 密度 2.14-2.2g/cm³（フィラーにより若干異なる）。
   • 耐熱温度:200℃から+260℃まで安定。
   • 引火性:定格V0（自己消火性）。
   • 吸水率:24 時間で 0.01%（無視できる）。
   • 電気絶縁:カーボンのような導電性フィラーを添加しない限り、優れている。

5. 性能のトレードオフ

   • フィラーは機械的／熱的特性を向上させるが、耐薬品性や純度を低下させる可能性がある。例えば
     • ガラス繊維入りPTFEは変形しにくいが、バージンPTFEより不活性である。
     • ステンレス鋼を充填したPTFEは熱を伝えるが、腐食性の高い環境には適さない。

6. 用途が組成を決める

   • 純粋なPTFE:汚染が許容できない半導体や製薬産業で使用される。
   • 充填PTFE:自動車、航空宇宙、または耐久性を必要とするベアリング/シール用の産業機械で一般的。

適切なPTFE配合を選択することで、購入者は、コスト、性能、寿命のバランスをとりながら、特定の操作上の要求に合わせてボールを調整することができます。

要約表

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