Jako zagorzały fan motoryzacji przy okazji premiery najdroższego jak na te czasy (~70 mln zł) cywilnego samochodu marki Bugatti model La Voiture Noire (franc. czarny samochód) zastanawiałem się z jakiego tworzywa muszą być wykonane elementy składowe (m.in uchwyty i opaski) wykorzystywane przy wiązkach kablowych w tego typu autach? W maszynie o mocy 1500KM, z silnikiem W16 czynniki szkodliwe w pobliżu silnika (wysoka temperatura oraz drgania) wymagają produktów ze specyficznymi właściwościami. Czy firma Panduit wykorzystuje takie tworzywa?

    Wiązki elektryczne w autach wielokrotnie narażone są na różnego rodzaju szkodliwe czynniki, jednak odporność złączek i innych komponentów na wysoką temperaturę gwarantują bezawaryjne funkcjonowanie całego silnika. Do tej pory omówiłem dwa tworzywa sztuczne, które są odporne na wysokie temperatury: PEEK i Acetal – zróżnicowane zastosowania i złożona struktura pozwalają tym surowcom na wiele możliwości.

    Dlatego poszukując odpowiedzi na nurtujące mnie pytanie, moją uwagę zwrócił zmodyfikowany fluoroplast o dużej przepuszczalności światła DuPont Tefzel™ ETFE (ang. ethylene-tetrafluoroethylene – etylen-TetraFluoroEtylen – kopolimer etylenu i tetrafluoroetylenu). Co kryje się za tak skomplikowanym związkiem chemicznym? Otóż wraz z wieloma zbliżonymi surowcami (żywice: Teflon® PTFE (politetrafluoroetylen); Teflon® FEP wprowadzone w 1960 r.; Tefzel™ ETFE w 1970 r.; Teflon® PFA w 1972 r.), tworzywo te należy do rodziny fluoropolimerów Teflonu PTFE. Jego strukturą początkową jest żywica, przetwarzany jest w stanie stopionym, przezroczysty, może być zgrzewany, kształtowany termicznie, spawany i łączony na gorąco. Charakterystyczny kolor błękitny.

    Tworzywo ETFE DuPont Tefzel® jest chemicznie obojętne i odporne na rozpuszczalniki praktycznie wszystkich chemikaliów, z wyjątkiem stopionych metali alkalicznych, gazowego fluoru i niektórych złożonych związków chlorowcowanych, takich jak tri-fluorek chloru w podwyższonych temperaturach i ciśnieniach. Charakteryzuje je również niska przepuszczalność cieczy, gazów, wilgoci i oparów organicznych (źródło). Super. Cechuje je:

• Szeroki zakres termiczny:
  • temperatura ciągłej pracy: -100°C do 150°C (-150°F – 300°F);
  • temperatura topnienia: 260°C do 280°C (500°F do 536°F).
• Wytrzymałość mechaniczna:
  • wybitne właściwości anty adhezyjne (zmniejszona przyczepność (adhezja) do różnych ciał);
  • wysoka odporność na uderzenia, rozdarcia, przecięcia i ścieranie;
  • niski współczynnik tarcia;
  • doskonała wytrzymałość i zachowanie właściwości na dużych powierzchniach (wykorzystywane w elektrowniach słonecznych/ fotowoltaice jako elastyczna powłoka baterii słonecznych);
  • odporność na pękanie spowodowane naprężeniem;
  • wyjątkowa udarność.
    
• Odporność czasowa:
  • obojętny i niewrażliwy na stres środowiskowy w zastosowaniu na zewnątrz;
  • wysoka transmitancja promieniowania UV i podczerwieni z wyjątkiem FIR (ang. far infrared).

    Te właściwości sprawiły, że żywice Teflon są jedną z najcenniejszych i najbardziej wszechstronnych technologii, jakie kiedykolwiek wymyślono, co przyczynia się do znacznych postępów w dziedzinach takich jak lotnictwo, energia, elektronika, automatyka przemysłowa i architektura.

    Według udostępnionej specyfikacji firmy Chemours dotyczącej surowca Tefzel dowiaduję się, że jest wiele gatunków tego tworzywa. Uniwersalna żywica fluoro-polimerowa gatunek Tefzel 200, którego zalecana górna temperatura pracy wynosi 150°C (specyficzne zastosowania Tefzel® mogą mieć wyższą temperaturę roboczą przekraczającą 230°C (392°F)), wykorzystywana jest w: tulejach elektrycznych, formach cewek, gniazdach, złączach i przełącznikach. Warto wspomnieć również o wyższym gatunku mianowicie żywicy Tefzel HT-2004, która jest wzmocniona włóknem szklanym i zapewnia lepsze właściwości mechaniczne, stosowane przy wyrobach formowanych w sposób wtryskowy.

    Firma Panduit wykorzystuje w swoich produktach gatunek tworzywa Tefzel o najwyższej jakości w stosunku do pozostałych czyli DuPont Tefzel™ 280 ETFE (spełnia wymagania badania ASTM D-3159-06, typ 1, gatunek 1). Żywica fluoro-polimerowa o stosunkowo niskim natężeniu przepływu, znacznie zwiększonej elastyczności, odporności na stres środowiskowy/agresywne chemikalia i odporności na uderzenia. Wykorzystywana jako komponenty, okładziny i części formowane do użytku w niezwykle ekstremalnych środowiskach termicznych, mechanicznych i chemicznych. Właściwości Tefzel ™ 280 ETFE:

• obojętność chemiczna – odporny na praktycznie wszystkie chemikalia w podwyższonych temperaturach i ciśnieniu (z wyjątkiem metali alkalicznych (litowców), gazowego fluoru (żółtozielony silnie trujący gaz o ostrym zapachu podobny do chloru) oraz pewnych związków chlorowcowych, np. tri-fluorek chloru (nieorganiczny związek chemiczny, potencjalny duszący bojowy środek trujący)), nierozpuszczalny we wszystkich znanych rozpuszczalnikach.
• właściwości termiczne (Chemical Use Temperature Guide):
  • ciągła temperatura pracy: od -100°C – 150°C (-150 – 300°F). Produkty firmy Panduit (w opaskach i uchwytach) wykonane z przetworzonego tworzywa temperaturę pracy posiadają: od -60°C – 170°C;
  • temperatura montażu wynosi: -20°C – 0°C;
  • temperatura topnienia: 260°C – 280°C (500°F – 536°F) według metody ASTM D3418;
  • termozgrzewalne.
• doskonały poziom i stabilność właściwości dielektrycznych:
  • wysoka wytrzymałość dielektryczna (przebicia elektryczne), ponad 160 kV/mm dla powłoki 0.025 mm (4000 V/mil dla powłoki 1 mil);
• niska przepuszczalność dla cieczy, gazów, wilgoci i oparów organicznych. W towarach Panduit absorpcja wody w tym tworzywie wynosi mniej niż 0.03% według metody ASTM D570 (przy zanurzeniu na 24h).
• odporność na hydrolizę, warunki atmosferyczne i starzenie (do 15 lat).
• palność według UL94 wynosi: V-0, wytwarza małą gęstość dymu;
• odporność na promieniowanie wysokoenergetyczne spełnia IEEE383 (Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników), tworzywo jest dopuszczone do użytku w elektrowniach jądrowych, bo ma znacznie lepszą odporność na promieniowanie niż Teflon®, ale nie jest odporny na uszkodzenia powstałe przez długotrwałe narażenie na promieniowanie gamma, szczególnie w podwyższonej temperaturze.

• idealne do zastosowań wymagających odporności na czynniki środowiskowe takie jak: agresywne chemikalia, promieniowanie Gamma, promieniowanie UV oraz ekstremalnie niskie i wysokie temperatury;
• obudowy pomp i wirników;
• podzespoły elektryczne i izolacje pracujące w wysokich temperaturach;
• elementy i uszczelki w przemyśle chemicznym;
• kształtki z wkładkami metalowymi stosowane w wysokich temperaturach.
• jako folia w przemyśle: lotnictwo, elektryka, elektronika, medycyna, optyka, fotowoltaika.

    Tak zaawansowane tworzywo firma Panduit stosuje przede wszystkim w jednoczęściowych opaskach kablowych z grupy Pan-Ty, które występują w czterech długościach: PLT1M-C76 (99.0mm), PLT2I-C76 (203.0mm) oraz PLT3S-C76 (295.0mm), PLT4H-L76 (371.0mm) i czterech przekrojach: Miniature, Intermediate, Standard, Light-Heavy. Symbol C76 odpowiada za tworzywo Tefzel. Opaski w zależności od rozmiaru współpracują z narzędziami instalacyjnymi takimi jak: GTS-E, GS2B-E, GTH-E, GS4H-E, itp. (artykuł dot. narzędzi instalacyjnych do opasek z tworzyw sztucznych). Standardowa ilość w opakowaniu 100szt lub 50szt. Dokumentacja techniczna.

    Oraz w uchwytach stosowanych z w/w opaskami, które są idealne do stosowania w wysokich temperaturach i agresywnych warunkach chemicznych. Dostępne modele uchwytów: TM2S8-C76, TM3S8-C76, TM3S10-C76. Standardowa ilość w opakowaniu 100szt. Dokumentacja techniczna.

Przydatne linki:

• Strona firmy MK Elektronik z produktami z tworzywa Tefzel (link);
• Strona firmy Panduit z produktami z tworzywa Tefzel (link).

Dane przedstawione w artykule odpowiadają stanowi mojej wiedzy i mają na celu poinformować o naszych wyrobach i możliwości ich zastosowania.