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Was ist PCTFE-Material?

PCTFE (Polychlortrifluorethylen) PCTFE (Polychlortrifluorethylen) ist ein Homopolymer von Chlortrifluorethylen. PCTFE ist ein einzigartiges Fluorpolymer, das seine physikalischen Eigenschaften bei außergewöhnlich niedrigen Betriebstemperaturen beibehalten kann.

PCTFE weist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit, Strahlungsbeständigkeit und Entflammbarkeit auf. Das Material hat einen nutzbaren Temperaturbereich von -400 °F bis 380 °F. PCTFE ist beständig gegen Kaltfluss und hat den niedrigsten Wärmeausdehnungskoeffizienten aller ungefüllten Fluorpolymere. Diese Eigenschaften machen es zu einer ausgezeichneten Wahl, wenn Dimensionsstabilität entscheidend ist.

PCTFE wird häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, wenn chemische Beständigkeit, ein breiter Betriebstemperaturbereich und geringe Entflammbarkeit erforderlich sind. Es wird auch häufig für kryogene Ventilanwendungen verwendet.

Wichtige Eigenschaften des PCTFE-Materials

• Formstabil, steif und beständig gegen Kaltfluss
• Sehr geringe Gaspermeation und Ausgasung
• Nahezu keine Feuchtigkeitsaufnahme
• Ausgezeichnete chemische Beständigkeit
• Hohe Druckfestigkeit
• Geringe Verformung unter Last
• Nicht brennbar
• Temperaturbereich: -400° bis 380°F
• Strahlungsresistenz

Eigentum	Wert	Einheiten	Methode
Zugfestigkeit	4860 – 5710 34 – 39	psi MPa	D 638
Verlängerung	100 – 250	%	D 638
Biegefestigkeit, 73°F	9570 – 10300 66 – 71	psi MPa
Flex-Modul	200 – 243 x 103 1,4 – 1,7	psi MPa
Schlagfestigkeit, Izod, 23 °C	2,5 – 3,5	ft-lb/Zoll	D 256
Druckspannung bei 1% Verformung,	1570 – 1860 11 – 13	psi MPa	D 695
Dichte	2.10 bis 2.17	g/cm³
Linearer Ausdehnungskoeffizient	7 x 10-5	K-1
Schmelzpunkt	410 -414 210 – 212	Grad F Grad C
Wärmeleitfähigkeit	1.45 0.84	Btu·Zoll/h·ft2·°F W/m²K	ASTM C 177
Spezifische Wärme	0.22 0.92	Btu/lb/Grad F kJ/kg/Grad K
Wärmeformbeständigkeitstemperatur, 66 lb/sq.in (0,455 MPa)	259 126	Grad F Grad C	D 648
Verarbeitungstemperatur	620 327	Grad F Grad C
Durchschlagsfestigkeit, kurzzeitig, 0,004 Zoll	3000	Volt/Milliliter	T 149
Lichtbogenbeständigkeit	360	Sek	D 495
Volumenwiderstand, @ 50% RH	2 x 1017	Ohm-cm	D 257
Oberflächenwiderstand, @ 100% RH	1 x 1015	Ohm Quadrat-1	D 257
Dielektrizitätskonstante, 1 kHz	2.6	ε	D150-81
Verlustfaktor bei 1 kHz	0.02		D150-81
Wasseraufnahme	0.00	% Gewichtszunahme	D570-81
Flammenbewertung+	Nicht brennbar		D 635
Reibungskoeffizient			D 1894
Spezifisches Gewicht	2.10 bis 2.17		D792
Feuchtigkeitsdurchlässigkeitskonstante	0.2	g/m, 24 Stunden
O2-Durchlässigkeit	1,5 x 10-10	Cc, cm/Quadratzentimeter, Sek., atm
N2-Durchlässigkeit	0,18 x 10-10	Cc, cm/Quadratzentimeter, Sek., atm
CO2-Durchlässigkeit	2,9 x 10-10	Cc, cm/Quadratzentimeter, Sek., atm

PCTFE-Ventilsitz

Kugelhahnsitze, die Anzeichen von Schwellungen, Blasenbildung oder „Popcorning“ aufweisen, sind auf molekularer Ebene durchdrungen. Dies kann natürlich zu ernsthaften Problemen wie Lecks und katastrophalen Ausfällen führen. Die Lösung besteht darin, ein Kugelhahnsitzmaterial zu finden, das äußerst widerstandsfähig gegen Durchdringung ist. Eine ausgezeichnete Wahl hierfür wäre PCTFE. Im Blogbeitrag dieser Woche sprechen wir über PCTFE-Kugelhahnsitze und wie sie in Anwendungen mit geringer Durchdringung eingesetzt werden.

Eines der besten Materialien für Kugelhahnsitze, bei denen die Durchlässigkeit ein Problem darstellt, ist PCTFE (Polychlortrifluorethylen), ein thermoplastisches Chlorfluorpolymer. PCTFE wird manchmal als modifiziertes PTFE oder PCTFE bezeichnet und hat auch die Handelsnamen Kel-F, Voltalef und Neoflon. PCTFE wird oft als PTFE-Material der zweiten Generation angesehen, das die chemische und thermische Beständigkeit von PTFE sowie seine geringe Reibung beibehält. Es ist auch anderen Fluorpolymeren wie PFA oder FEP ähnlich.

Eines der charakteristischen Merkmale von PCTFE ist seine viel dichtere Molekularstruktur und sein geringerer Poren- und Mikroporositätsgehalt im Vergleich zu ähnlichen Materialien für Kugelhahnsitze. Dies verleiht ihm einen sehr niedrigen Permeabilitätskoeffizienten, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass es aufquillt oder aufplatzt, viel geringer ist als bei anderen Materialien. Beispielsweise beträgt seine Permeabilität für O2, N2, CO2 und H2 1,5 x 10-10, 0,18 x 10-10, 2,9 x 10-10 bzw. 56,4 x 10-10 Darcy.

PCTFE bietet außerdem eine verbesserte Zähigkeit und Festigkeit sowie eine gute Verformungsrückbildung und ausgezeichnete Kriech- und Kaltflussbeständigkeit. Darüber hinaus verfügt es über einen breiten Betriebstemperaturbereich von -100 °F bis 500 °F. Tatsächlich funktioniert es bei kryogenen Temperaturen hervorragend. Aufgrund seiner geringen Reibung ergibt sich auch ein sehr niedriges Kugelhahn-Betriebsdrehmoment. PCTFE weist außerdem keinerlei Feuchtigkeitsaufnahme auf und ist nicht benetzend.

PCTFE funktioniert gut in Betriebsumgebungen, in denen andere Polymere versagen könnten. Beispielsweise ist es gut für den Einsatz in der Nuklearindustrie geeignet, wo es zu hoher Strahlenbelastung kommen kann, es ist nicht entflammbar (D 635) und beständig gegen die meisten Chemikalien und Oxidationsmittel. Die einzigen Chemikalien, die zu einer leichten Schwellung führen können, sind Ether, Ester, aromatische Lösungsmittel und Halogenkohlenwasserstoffverbindungen.