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聚四氟乙烯擁有的力學(xué)性能較好,我們來(lái)看看它在力學(xué)性能上的表現(xiàn)如何。
它的摩擦系數(shù)很小,僅為聚乙烯的1/5,這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力極低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。
聚四氟乙烯在-196~260℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能,全氟碳高分子的特點(diǎn)之一是在低溫不變脆。
PTFE密度較大,為2. 14一2. 20g/cm3,幾乎不吸水,平衡吸水率小于0. 01%。
聚四氟乙烯是典型的軟而弱聚合物,大分子間的相互引力較小,剛度、硬度、強(qiáng)度都較小,在應(yīng)力長(zhǎng)期作用下會(huì)變形。
聚四氟乙烯受載時(shí)容易出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象,是典型的具有冷流性的塑料。PTFE的蠕變隨壓縮應(yīng)力、溫度和結(jié)晶度的不同而異,溫度越高則蠕變?cè)酱?。PTFE的結(jié)晶度在55%一80%之間,蠕變量不超過(guò)2%;當(dāng)結(jié)晶度在55%以下和80%以上時(shí),蠕變量迅速增大。燒結(jié)一般在自由狀態(tài)下于空氣中進(jìn)行加熱,也有栗氮?dú)獗Wo(hù)下燒結(jié)或用熱壓燒結(jié)法。
聚四氟乙烯力學(xué)性能方面優(yōu)異的特性是摩擦因數(shù)小,在0. 01一0. 10之間,在現(xiàn)有塑料材料,乃至所有工程材料中小。
PTFE的摩擦因數(shù)隨滑動(dòng)速率的增大而增大,當(dāng)線速度達(dá)到0. 5一1. 0m/s以上時(shí)趨于穩(wěn)定;而且靜摩擦因數(shù)小于動(dòng)摩擦因數(shù),將這種特性用于軸承制造,可減小其起動(dòng)阻力,使之從起動(dòng)到運(yùn)轉(zhuǎn)都十分平穩(wěn)。PTFE的摩擦因數(shù)隨隨載荷增加而減小,當(dāng)載荷達(dá)到0. 8 MPa以上時(shí)趨于恒定。在高速、高載荷下,PTFE的摩擦因數(shù)低于0. 01。原料多為粉狀樹(shù)脂或濃縮分散液,具有極高的分子量,為高結(jié)晶度的熱塑性聚合物。從超低溫到PTFE熔點(diǎn),
其摩擦因數(shù)幾乎不變,只有在表面溫度高于熔點(diǎn)時(shí),摩擦因數(shù)為才急劇增大。
由于分子間引力小,PTFE的硬度低,易被其他材料磨損。但是,只要對(duì)磨材料表面粗糙度合適,可在相當(dāng)程度上降低PTEF的磨損量。
對(duì)比分析
根據(jù)相關(guān)人員對(duì)框架結(jié)構(gòu)不帶樓梯、普通板式樓梯、帶滑動(dòng)支座樓梯三個(gè)計(jì)算模型的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn):
1.帶普通板式樓梯的結(jié)構(gòu)中,樓梯增加了整體結(jié)構(gòu)的空間剛度,地振作用明顯增加了,說(shuō)明樓梯的斜向梯板起到了支撐作用,地振作用有了明顯提高。而帶滑動(dòng)支座樓梯的結(jié)構(gòu)大大減小了對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響。如果采用滑動(dòng)支座的混凝土框架結(jié)構(gòu),可以不用考慮樓梯參與整體結(jié)構(gòu)計(jì)算?;瑒?dòng)支座構(gòu)造在滑動(dòng)支座處,為保證地振作用下梯段板支座處能否自由滑動(dòng),應(yīng)盡量減小支座摩擦,不宜直接設(shè)置施工冷縫。
2.在傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)樓梯設(shè)計(jì)中,板式樓梯的梯板一般僅按照單向受彎構(gòu)件設(shè)計(jì),但在地振作用中板作為斜向支撐構(gòu)件承受軸力和剪力,因此梯板與梯梁連接處應(yīng)力較大。而帶滑動(dòng)支座的樓梯將剪力和彎矩釋放,大大減小了梯板的受力。
3.帶滑動(dòng)支座樓梯在地振作用下,帶滑動(dòng)支座樓梯板存在瞬時(shí)脫離滑動(dòng)支座的可能性,因此設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮滑動(dòng)支座樓梯板支座端在地振作用下位移的定量分析。