Guarnizione in PTFEè un materiale di tenuta ideale per pompe, valvole e agitatori dei settori chimico, farmaceutico, alimentare e idrico. Gli acquirenti spesso vedono due famiglie di prodotti sullo stesso scaffale dei fornitori: baderne in PTFE puro e baderne in PTFE espanso. I due sembrano simili, sono entrambi bianchi e sono entrambi descritti come chimicamente inerti. Ma la loro struttura materiale è fondamentalmente diversa e tale differenza determina il modo in cui sigillano, come si usurano, come gestiscono l'eccentricità dell'albero e come si comportano in temperatura. Un acquirente che li considera intercambiabili selezionerà un imballaggio che è eccessivamente specifico per l'applicazione o, cosa più pericolosamente, sottospecificato per le condizioni di servizio.
Questa guida è scritta per i team di approvvigionamento che acquistano baderne in PTFE e necessitano di comprendere la differenza strutturale tra la forma pura e quella espansa. Spiega la differenza molecolare e morfologica, come il processo di produzione crea tale differenza, come la struttura si traduce in prestazioni di tenuta, quali caratteristiche strutturali gli acquirenti dovrebbero verificare nei dati di prodotto di un fornitore e come si confrontano le due strutture in termini di resistenza chimica e termica. Il contenuto è organizzato in base alle domande che un acquirente dovrebbe porre e include i parametri del prodotto e la documentazione che un fornitore affidabile dovrebbe fornire. La nostra fabbrica aNingbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd.produce baderne in PTFE puro ed espanso e le linee guida riportate di seguito riflettono gli standard di scienza dei materiali e di approvvigionamento che applichiamo ai prodotti che forniamo.
Il PTFE puro e il PTFE espanso sono entrambi costituiti dallo stesso polimero, il politetrafluoroetilene. L'unità di ripetizione chimica, lo scheletro carbonio-fluoro e l'elevata cristallinità sono comuni ad entrambi. La differenza non è nella chimica. È nella morfologia, nella disposizione fisica delle catene polimeriche e nei vuoti tra di loro. La baderna in PTFE puro è prodotta da una pellicola di PTFE rasata o da resina PTFE che viene stampata e quindi tagliata o modellata in una baderna. Il materiale è denso, con un basso contenuto di vuoti, e le catene polimeriche sono orientate nella direzione del film o del flusso di stampaggio. La baderna in PTFE espanso è prodotta mediante un processo che allunga il PTFE in condizioni controllate per creare una struttura microporosa e fibrillata. Le catene polimeriche vengono trascinate in fibrille sottili e gli spazi tra le fibrille formano una rete di pori microscopici.
La tabella seguente riassume le differenze strutturali a livello molecolare e morfologico.
| Caratteristica strutturale | Baderna in puro PTFE | Baderna in PTFE espanso |
| Composizione chimica | PTFE omopolimero | PTFE omopolimero |
| Morfologia | Film denso, orientato o forma stampata | Rete microporosa e fibrillata |
| Contenuto vuoto | Basso, in genere inferiore al 5% | Alto, tipicamente dal 50% all'80% |
| Disposizione della catena polimerica | Orientamento parallelo da film o flusso | Fibrille con nodi e pori interconnessi |
| Densità | Da 2,1 a 2,2 g/cm³ circa | Da 0,6 a 1,0 g/cm³ circa |
| Superficie | Liscio, non poroso | Strutturato, poroso, comprimibile |
La differenza strutturale è la ragione per cui le due baderne si comportano diversamente in servizio. La baderna in puro PTFE è densa e dimensionalmente stabile. Resiste all'estrusione e allo scorrimento viscoso, ma è relativamente rigido e ha una comprimibilità limitata. La baderna in PTFE espanso è morbida, comprimibile e conformabile perché la rete porosa consente al materiale di deformarsi e riempire le irregolarità del premistoppa e dell'albero. Questa conformabilità si ottiene senza sacrificare la resistenza chimica, poiché il polimero di base è lo stesso. La decisione dell'acquirente dipende quindi dalle esigenze meccaniche dell'applicazione, non dalla resistenza chimica del polimero.
Il nostro stabilimento di Kaxite produce baderne in PTFE puro ed espanso e mantiene i dati del materiale che distinguono le due strutture. Forniamo la densità, il contenuto di vuoti e la descrizione della morfologia per ciascun prodotto in modo che gli acquirenti possano abbinare l'imballaggio all'applicazione. L’obiettivo è rendere visibile la differenza strutturale nei dati sugli acquisti, non solo nella descrizione del marketing.
Il processo di produzione è ciò che crea la differenza strutturale. La baderna in PTFE puro inizia con una resina PTFE che viene stampata in una billetta o in un foglio. La billetta viene sinterizzata, raffreddata e quindi trasformata in una pellicola sottile. La pellicola viene tagliata in un nastro e il nastro viene intrecciato o attorcigliato per formare un imballaggio. Le fasi di sinterizzazione e smussatura producono un materiale denso e orientato con un basso contenuto di vuoti. Le catene polimeriche si allineano nella direzione della smussatura e la baderna risultante ha una superficie liscia e un'elevata resistenza alla trazione nella direzione della macchina. Il processo è essenzialmente un processo di densificazione: l'obiettivo è rimuovere i vuoti e produrre una struttura uniforme e non porosa.
La baderna in PTFE espanso inizia con una resina PTFE simile, ma il processo include una fase di stiramento. La resina viene miscelata con un lubrificante, preformata e quindi stirata a temperatura e velocità di deformazione controllate. Lo stiramento trascina le catene polimeriche in fibrille e crea una rete microporosa. Il lubrificante viene rimosso e il nastro espanso viene tagliato e intrecciato in una baderna. Il processo è un processo di testurizzazione: l'obiettivo è creare una struttura di vuoti controllati che conferisca all'imballaggio comprimibilità e conformabilità. La tabella seguente mette a confronto le fasi del processo e il loro effetto sulla struttura.
| Fase del processo | Baderna in puro PTFE | Baderna in PTFE espanso |
| Preparazione della resina | Resina PTFE, senza lubrificante | Resina PTFE miscelata con lubrificante |
| Preformatura | Billette o lamiere stampate | Billetta preformata per allungamento |
| Allungamento | Non applicato | Lo stiramento controllato crea fibrille e pori |
| Sinterizzazione | Sinterizzazione ad alta temperatura | Sinterizzazione dopo allungamento per bloccare la struttura |
| Formare | Raschiare e tagliare il nastro | Taglio del nastro espanso |
| Intrecciatura | Intrecciato o attorcigliato in confezione | Intrecciato o attorcigliato in confezione |
| Struttura risultante | Denso, orientato, non poroso | Microporoso, fibrillato, comprimibile |
La differenza di processo non è una variazione minore. Questo è il motivo per cui i due prodotti hanno un diverso compression set, un diverso recupero e un diverso comportamento in termini di perdite. Una baderna in PTFE puro intrecciata da una pellicola densa resiste all'estrusione ma potrebbe non adattarsi ad un albero usurato. Una baderna in PTFE espanso intrecciata da un nastro microporoso si adatterà all'albero e al premistoppa, ma potrebbe avere una resistenza alla trazione inferiore e potrebbe richiedere una tecnica di installazione diversa. L'acquirente dovrebbe chiedere al fornitore di descrivere il processo e la struttura risultante, non solo la composizione chimica.
Il nostro stabilimento di Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. controlla il rapporto di stiramento, la temperatura di sinterizzazione e la tensione dell'intreccio per produrre una baderna in PTFE espanso con una struttura dei pori coerente. Controlliamo anche lo spessore della smussatura e l'orientamento della nostra baderna in PTFE puro. L'obiettivo è rendere la struttura riproducibile, in modo che l'imballaggio funzioni in modo coerente da un lotto all'altro.
La differenza strutturale influisce sulle prestazioni di tenuta perché il meccanismo di tenuta dipende da come la baderna si deforma sotto compressione e da come si riprende quando la compressione viene rilasciata. Una baderna in PTFE puro è densa e relativamente rigida. Quando è compresso nel premistoppa, resiste alla deformazione e genera un elevato stress di tenuta contro l'albero. Ha una buona resistenza al creep e una bassa permeabilità, che lo rendono adatto per servizi ad alta pressione e alta temperatura. Ma ha una conformabilità limitata, quindi potrebbe non sigillare bene su un albero usurato o su un premistoppa disallineato. Una baderna in PTFE espanso è morbida e comprimibile. Quando viene compresso, la rete porosa collassa e il materiale si conforma all'albero e al premistoppa. Presenta eccellente conformabilità e basso attrito, che lo rendono adatto per applicazioni di servizio generale a bassa velocità e per alberi non perfettamente lisci.
Le differenze prestazionali sono riepilogate nella tabella seguente.
| Caratteristica prestazionale | Baderna in puro PTFE | Baderna in PTFE espanso |
| Comprimibilità | Da basso a moderato | Alto |
| Conformabilità all'albero | Moderare | Eccellente |
| Resistenza allo scorrimento | Bene | Moderare |
| Resistenza all'estrusione | Bene | Moderare |
| Attrito | Moderare | Basso |
| Capacità di velocità dell'albero | Da moderato ad alto | Da basso a moderato |
| La migliore applicazione | Alta pressione, alta temperatura, chimicamente aggressivo | Servizi generali, alberi usurati, bassa velocità, alimentare e farmaceutico |
La conseguenza pratica è che le due baderne non sono intercambiabili. Una baderna in PTFE puro può presentare perdite su un albero usurato poiché non riesce ad adattarsi alla superficie. Una baderna in PTFE espanso può estrudere o strisciare in un'applicazione ad alta pressione perché la sua struttura porosa è meno resistente alla deformazione. L'acquirente dovrebbe abbinare la struttura alle condizioni di applicazione e il fornitore dovrebbe fornire i dati di compressione, recupero e scorrimento che supportano la selezione. Il nostro stabilimento di Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. fornisce i dati sulle prestazioni per entrambe le famiglie di prodotti e può consigliare sulla scelta di una pompa o valvola specifica.
Gli acquirenti devono verificare le caratteristiche strutturali che determinano se l'imballaggio funzionerà nel servizio previsto. La verifica dovrebbe includere la densità, il contenuto di vuoti, la resistenza alla trazione, il compression set, il recupero e la morfologia superficiale. La tabella seguente fornisce una lista di controllo per la verifica dell'approvvigionamento di guarnizioni in PTFE.
| Caratteristica | Baderna in puro PTFE | Baderna in PTFE espanso | Perché è importante |
| Densità | da 2,1 a 2,2 g/cm³ | da 0,6 a 1,0 g/cm³ | Indica il contenuto di vuoti e la comprimibilità |
| Contenuto vuoto | Basso, meno del 5% | Alto, dal 50% all'80% | Determina la conformabilità e la permeabilità |
| Resistenza alla trazione | Alto | Moderare | Influisce sull'installazione e sulla resistenza all'estrusione |
| Insieme di compressione | Basso | Moderare | Influisce sulla ritenzione dello stress di tenuta |
| Recupero | Moderare | Alto | Influisce sulla capacità di seguire il movimento dell'albero |
| Morfologia superficiale | Liscio, non poroso | Strutturato, poroso | Influisce sull'attrito e sulla conformabilità |
La verifica dovrebbe essere supportata dai dati di prova del fornitore. Un fornitore che fornisce solo un certificato di composizione chimica non fornisce i dati strutturali di cui l'acquirente ha bisogno. Un fornitore che fornisce dati su densità, contenuto di vuoti, set di compressione e recupero fornisce la prova che l'imballaggio funzionerà come specificato. Il nostro stabilimento di Kaxite fornisce questi dati sia per le baderne in PTFE puro che per quelle espanse e accogliamo con favore gli audit dei clienti per verificare il processo di produzione.
Per un acquirente, la verifica strutturale dovrebbe essere combinata con una revisione della domanda. L'imballaggio strutturalmente corretto per un'applicazione potrebbe non essere corretto per un'altra. L'acquirente deve confermare la velocità dell'albero, la pressione, la temperatura, il fluido e le condizioni dell'albero prima di selezionare la struttura. Il team tecnico del fornitore può aiutare con questa revisione se l'acquirente fornisce i dati dell'applicazione.
La resistenza chimica e termica del PTFE puro e della baderna in PTFE espanso è essenzialmente la stessa, poiché entrambe sono costituite dallo stesso polimero PTFE. Entrambi resistono all'attacco di quasi tutti i prodotti chimici, ad eccezione dei metalli alcalini fusi e di alcuni agenti fluoruranti. Entrambi hanno un intervallo di temperature di servizio continuo compreso tra circa -200°C e +260°C, con il limite esatto che dipende dal grado e dall'applicazione. La differenza strutturale non modifica la resistenza chimica, ma cambia il modo in cui l'imballaggio risponde al ciclo termico e all'esposizione chimica. Una baderna densa in PTFE puro ha una permeabilità inferiore, quindi è meno suscettibile agli attacchi chimici attraverso la maggior parte del materiale. Una baderna in PTFE espanso ha un'area superficiale maggiore e una struttura porosa, quindi può assorbire più fluido di processo, ma il PTFE stesso rimane inerte. La tabella seguente mette a confronto le due strutture in termini chimici e termici.
| Proprietà | Baderna in puro PTFE | Baderna in PTFE espanso |
| Resistenza chimica | Eccellente, inerte alla maggior parte dei prodotti chimici | Eccellente, inerte alla maggior parte dei prodotti chimici |
| Permeabilità | Basso | Maggiore a causa della porosità |
| Conduttività termica | Moderare | Inferiore a causa dei vuoti |
| Risposta al ciclismo termico | Dimensionalmente stabile | Comprimibile, segue il movimento |
| Temperatura di servizio continua | Da -200°C a +260°C | Da -200°C a +260°C |
| La migliore applicazione chimica | Servizio ad alta pressione e bassa permeabilità | Servizi chimici generali, alimentari e farmaceutici |
La prestazione termica è influenzata dalla struttura in modo sottile. La baderna in PTFE puro ha una conduttività termica più elevata e un contenuto di vuoti inferiore, quindi dissipa il calore da attrito in modo più efficace ed è meno soggetta alla degradazione termica al contatto dell'albero. La baderna in PTFE espanso ha una conduttività termica inferiore e un contenuto di vuoti maggiore, pertanto potrebbe surriscaldarsi in corrispondenza del contatto con l'albero se l'attrito non viene controllato. Questo è il motivo per cui la baderna in PTFE espanso viene spesso utilizzata a velocità dell'albero inferiori e con un'installazione attenta per evitare una compressione eccessiva. Il nostro stabilimento di Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. fornisce i dati di resistenza termica e chimica per entrambe le strutture e può consigliare sulla scelta di un fluido di processo e di una temperatura specifici.
Per un acquirente, il confronto mostra che la resistenza chimica e termica non è il fattore decisivo tra le due strutture. Il fattore decisivo è il comportamento meccanico: la baderna pura per il servizio ad alta pressione e alta stabilità e la baderna espansa per la conformabilità e il servizio generale a bassa velocità. L'acquirente dovrebbe prendere la decisione sui requisiti meccanici e utilizzare i dati chimici e termici per confermare che entrambe le strutture sono compatibili con il fluido di processo.
Domanda 1: La baderna in PTFE puro e la baderna in PTFE espanso sono realizzate con lo stesso polimero?
Risposta: Sì, entrambi sono realizzati in politetrafluoroetilene. La composizione chimica è la stessa. La differenza sta nella struttura fisica: la baderna in PTFE puro è densa ed orientata, mentre la baderna in PTFE espanso è microporosa e fibrillata. La differenza strutturale è creata dal processo di produzione, non da una differenza nella chimica del polimero.
Domanda 2: Quale baderna è migliore per un albero della pompa usurato?
Risposta: La baderna in PTFE espanso è generalmente la scelta migliore per un albero della pompa usurato perché la sua struttura porosa e comprimibile si adatta alla superficie dell'albero e riempie le irregolarità. Una baderna in PTFE puro è più densa e rigida, pertanto potrebbe non garantire una tenuta altrettanto efficace su un albero usurato. Tuttavia, se la pressione è elevata, la baderna pura può essere preferita per la sua migliore resistenza all'estrusione.
Domanda 3: La baderna in PTFE espanso può essere utilizzata ad alta pressione?
Risposta: La baderna in PTFE espanso può essere utilizzata a pressioni moderate, ma la sua struttura porosa ha una resistenza all'estrusione inferiore rispetto alla baderna in PTFE puro. Per il servizio ad alta pressione, la baderna in PTFE puro è generalmente la scelta migliore. Il limite esatto di pressione dipende dalle dimensioni del premistoppa, dallo spazio libero del premistoppa e dalla tecnica di installazione. Il fornitore dovrebbe fornire la pressione nominale per il prodotto specifico.
Domanda 4: La struttura porosa della baderna in PTFE espanso influisce sulla sua resistenza chimica?
Risposta: Il polimero PTFE stesso rimane chimicamente inerte, quindi la resistenza chimica non viene compromessa. Tuttavia, la struttura porosa ha un'area superficiale maggiore e può assorbire più fluido di processo rispetto a una baderna densa in PTFE puro. Ciò potrebbe influire sulla pulibilità nelle applicazioni alimentari e farmaceutiche. L'acquirente deve confermare che l'imballaggio è adatto al regime di pulizia del processo.
Domanda 5: Quale documentazione devo richiedere per verificare la struttura di una baderna in PTFE?
Risposta: Richiedere la densità, il contenuto di vuoti, la resistenza alla trazione, il compression set e i dati di recupero del prodotto. Per baderne in PTFE espanso richiedere la descrizione della struttura dei pori ed i dati del processo di stiro. Per baderna in PTFE puro richiedere lo spessore di smussatura ed i dati di orientamento. Un fornitore che fornisce questi dati è un fornitore in grado di dimostrare la differenza strutturale e supportare la selezione.
La baderna in PTFE puro e la baderna in PTFE espanso differiscono nella struttura del materiale, non nella composizione chimica. La baderna in PTFE puro è densa e orientata, con un basso contenuto di vuoti ed elevata resistenza all'estrusione. La baderna in PTFE espanso è microporosa e fibrillata, con un elevato contenuto di vuoti ed eccellente conformabilità. La differenza strutturale determina il modo in cui ciascuna baderna sigilla, come risponde agli alberi usurati e ai cicli termici e dove è meglio applicata. Per i team di approvvigionamento, la chiave è richiedere i dati strutturali, abbinare la struttura ai requisiti meccanici dell'applicazione e confermare la compatibilità chimica e termica. Il nostro stabilimento di Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. produce baderne in PTFE puro ed espanso e fornisce i dati su densità, contenuto di vuoti, set di compressione e recupero di cui gli acquirenti hanno bisogno per effettuare la selezione. Se stai acquistando una baderna in PTFE per una pompa, una valvola o un agitatore, contatta il nostro team per discutere la tua applicazione e per richiedere i dati strutturali per i prodotti che stai considerando.
Contatta Ningbo Kaxite Sealing Materials Co., Ltd. oggi stessoper discutere le vostre esigenze di baderne in PTFE e per richiedere dati strutturali e prestazionali per baderne in PTFE puro ed espanso.
