Procesamiento mecánico CNC de politetrafluoroetileno de pieza de PTFE
Propiedades básicas de los materiales de PTFE (naturaleza antes del procesamiento)
Estructura molecular y ventajas principales.
La pieza de mecanizado de PTFE tiene una fórmula química de -(CF₂-CF₂)ₙ-, que está formada por monómeros de tetrafluoroetileno (TFE) mediante polimerización de radicales libres para formar una cadena polimérica lineal. Su cadena molecular está compuesta enteramente de átomos de carbono (C) y átomos de flúor (F), y los átomos de flúor están firmemente enrollados alrededor de la cadena de carbono en forma de espiral (similar a un "escudo de átomos de flúor"). Esta estructura única confiere al PTFE las siguientes propiedades fundamentales:
Inercia química extrema
La electronegatividad de los átomos de flúor es extremadamente fuerte (3,98) y la energía de enlace del enlace CF formado con los átomos de carbono es tan alta como 485 kJ/mol (mucho más alta que los 413 kJ/mol del enlace CH o los 339 kJ/mol del enlace C-Cl), que puede resistir la corrosión de casi todos los medios químicos conocidos.
A temperatura ambiente, el PTFE es insoluble en cualquier disolvente orgánico (como etanol, acetona, tolueno) y ácido/base fuerte (incluido el ácido sulfúrico concentrado, el ácido nítrico concentrado, el ácido fluorhídrico y el agua regia). Sólo es sensible al ácido sulfúrico fumante, a los metales alcalinos fundidos (como el sodio, el potasio) o al propio flúor a altas temperaturas (>300°C).
Rango de temperatura ultra amplio
Temperatura de uso a largo plazo: -200 °C a +260 °C (-328 °F a +500 °F).
Permanece flexible (no quebradizo) a -200°C (entorno de nitrógeno líquido), adecuado para dispositivos de almacenamiento a baja temperatura o embalajes de material superconductor;
Se puede utilizar de forma continua durante un corto período de tiempo a +260 °C (como sellos de reactores de alta temperatura) e incluso puede soportar temperaturas breves de hasta 300 °C (pero las propiedades mecánicas disminuirán).
Energía superficial extremadamente baja (antiadherencia y baja fricción)
La energía superficial es de sólo 18-20 mN/m (la energía superficial del agua es de 72 mN/m, y los plásticos comunes como el PE es de 31 mN/m), que es la más baja entre los materiales sólidos conocidos.
Antiadherencia: Casi todos los líquidos (como aceite, agua, reactivos químicos) y sólidos (como metales y vidrio) no pueden adherirse a su superficie. El coeficiente de fricción es de solo 0,04-0,10 (en condiciones de fricción estática y seca), lo que lo convierte en uno de los mejores lubricantes sólidos (comúnmente utilizado para la lubricación sin aceite de rodamientos y rieles guía).
Fácil desmolde: En la fabricación de moldes, el PTFE se puede utilizar como recubrimiento de desmolde para evitar la adhesión del producto.
Excelente aislamiento eléctrico
La resistividad del volumen es tan alta como 10¹⁷-10¹⁹ Ω·cm (cerca del límite teórico de los aisladores), la rigidez dieléctrica es de aproximadamente 19-25 kV/mm, la constante dieléctrica (2,1, frecuencia estable) y la tangente de pérdida dieléctrica (<0,0002, extremadamente baja) lo convierten en un material ideal para circuitos de alta frecuencia y aislamiento de alto voltaje (como sustratos de PCB y cubiertas de cables).
Otras características
No inflamabilidad: Limitación del índice de oxígeno (LOI) >95 % (la concentración de oxígeno en el aire es solo del 21 %), no arderá en llamas abiertas (solo se ablanda y se extingue después de abandonar la llama) y cumple con el estándar de retardante de llama UL94 V-0.
Baja absorción de agua: <0,01% (casi sin absorción de humedad), alta estabilidad dimensional (sin deformación en ambientes húmedos).
Resumen de ventajas principales
Las piezas CNC de PTFE logran alta precisión (tolerancia ±0,01-0,05 mm) y estructuras complejas (orificios con formas especiales, paredes delgadas y componentes anidados) mediante el mecanizado CNC. Combinadas con las propiedades inherentes del PTFE, estas piezas ofrecen las siguientes ventajas únicas:
Adaptabilidad a entornos extremos : Resiste temperaturas que oscilan entre -200 °C y +260 °C y es resistente a la corrosión de ácidos fuertes, álcalis y disolventes orgánicos, lo que los hace adecuados para aplicaciones exigentes como las industrias química y de semiconductores.
Fricción ultrabaja y autolubricación : no requiere lubricación adicional para un funcionamiento con bajo desgaste (p. ej., cojinetes y guías), lo que reduce los costos de mantenimiento.
Aislamiento eléctrico y estabilidad de la señal : Excelente rendimiento de aislamiento en altas frecuencias y altos voltajes, lo que lo hace adecuado para empaquetamientos de componentes electrónicos o conjuntos de cables.
Antiadherente y fácil de limpiar : la superficie repele líquidos y residuos sólidos (p. ej., adhesivos y productos químicos), lo que la hace adecuada para componentes alimentarios, médicos o de instrumentos de precisión.
Biocompatibilidad y seguridad : No tóxico y no alergénico, apto para contacto directo con el cuerpo humano o productos farmacéuticos (por ejemplo, catéteres médicos y equipos de laboratorio).