يُعدّ كلٌّ من بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) ومونومر إيثيلين بروبيلين ديين (EPDM) مادتين صناعيتين شائعتي الاستخدام في تطبيقات صناعية متنوعة. ورغم تميّز كلٍّ منهما بخصائص وفوائد فريدة، إلا أنهما يختلفان اختلافًا كبيرًا في تركيبهما الكيميائي، ومقاومتهما للحرارة، وملاءمتهما لبيئات محددة.
ستتناول هذه المقالة الفروقات الرئيسية بين PTFE و EPDM، وتفحص خصائصهما ومزاياهما وحالات الاستخدام النموذجية في صناعة الآلات.
ما هو PTFE
بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) هو بوليمر فلورو صناعي يتميز بمقاومته الكيميائية الممتازة، ومعامل احتكاكه المنخفض، وثباته العالي في درجات الحرارة. يتكون هذا البوليمر الحراري البلاستيكي من ذرات كربون وفلور مرتبة في سلسلة خطية، مع روابط كربون-فلور قوية تُضفي عليه خصائص فريدة.
مادة PTFE كارهة للماء والزيت، وتطرد الماء والزيت معًا. تتميز بثابت عزلها الكهربائي المنخفض جدًا، مما يجعلها عازلًا ممتازًا للتطبيقات الكهربائية. كما أن طاقة سطحها المنخفضة تُنتج سطحًا غير لاصق، مما يمنع التصاق المواد الأخرى.
من أبرز خصائص PTFE نطاق درجات حرارة التشغيل الواسع، حيث يحافظ على خصائصه من -200 درجة مئوية إلى +260 درجة مئوية. لا يذوب، ولكنه يمر بمرحلة انتقالية عند درجة حرارة 327 درجة مئوية. يتميز PTFE بكثافة عالية تبلغ حوالي 2.2 جم/سم³، مما يعزز قوته الميكانيكية ومتانته.
تُستخدم مادة PTFE في العديد من الصناعات بفضل خصائصها الفريدة. فهي تُستخدم في طلاء أواني الطهي غير اللاصقة، والمحامل، والأختام، والحشيات، والعزل الكهربائي. كما تُستخدم في معدات المعالجة الكيميائية، والأجهزة الطبية، ومكونات الطائرات.
ما هو EPDM
EPDM (مونومر إيثيلين بروبيلين ديين) هو مطاط صناعي معروف بمقاومته الممتازة للحرارة والأوزون والعوامل الجوية. يتكون هذا الإيلاستومر من إيثيلين وبروبيلين ومونومر ديين، مشكلاً هيكلاً أساسياً من البوليمر المشبع ذي سلاسل جانبية غير مشبعة.
يتميز EPDM بكثافة أقل مقارنةً بـ PTFE، وتتراوح عادةً بين 0.86 و0.88 غ/سم³. تُسهم هذه الكثافة المنخفضة في مرونته ومرونته، مما يسمح له بالعودة إلى شكله الأصلي بعد التشوه.
من أهم خصائص EPDM مقاومته الفائقة للأوزون والأشعة فوق البنفسجية والعوامل الجوية. فهو يحافظ على مرونته وخصائصه الميكانيكية حتى بعد التعرض الطويل للظروف الخارجية. كما يتميز EPDM بمقاومة جيدة للحرارة، مع نطاق درجة حرارة تشغيل مستمر يتراوح بين -40 درجة مئوية و+150 درجة مئوية.
يتميز EPDM بمقاومة كيميائية جيدة للأحماض المخففة والقلويات والمذيبات القطبية. ومع ذلك، فهو ليس خاملاً كيميائياً مثل PTFE، وقد يتحلل عند تعرضه للأحماض المركزة أو الزيوت أو المذيبات غير القطبية.
بفضل مزيج من مقاومة العوامل الجوية والمرونة والمتانة، يُناسب EPDM تطبيقات متنوعة. ويُستخدم عادةً في عوازل وخراطيم السيارات، وأغشية الأسقف، والعزل الكهربائي، وأنظمة العزل المائي. كما يُستخدم EPDM في عوازل النوافذ والأبواب، وأحزمة النقل، والمنتجات المطاطية الميكانيكية.
الفرق الرئيسي بين PTFE و EPDM
كثافة
يتميز PTFE بكثافة أعلى، تتراوح عادةً بين 2.13 و2.19 غ/سم³، بينما يتميز EPDM بكثافة أقل تبلغ حوالي 0.86 غ/سم³. تساهم الكثافة العالية لـ PTFE في خواصه الميكانيكية الفائقة ومقاومته للتآكل.
مرونة
EPDM عبارة عن مادة مطاطية مرنة، وهذا يعني أنه يتمتع بمرونة ممتازة ويمكن تمديده وضغطه دون تشوه دائم.
من ناحية أخرى، فإن مادة PTFE هي مادة بلاستيكية حرارية ذات مرونة محدودة.
مقاومة كيميائية
يتميز كلٌّ من PTFE وEPDM بمقاومة كيميائية ممتازة، إلا أن PTFE يتفوق على EPDM في هذا الجانب. يتميز PTFE بخواص كيميائيّة خاملة تقريبًا، ومقاوم لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية، بما في ذلك الأحماض والقواعد والمذيبات القوية.
تتمتع مادة EPDM أيضًا بمقاومة جيدة للمواد الكيميائية ولكنها قد تنتفخ أو تتحلل عند تعرضها لمواد كيميائية معينة، مثل الزيوت والوقود.
مقاومة درجات الحرارة
يتميز PTFE بمقاومة أعلى لدرجات الحرارة مقارنةً بـ EPDM. يتحمل PTFE درجات حرارة تتراوح بين -200 درجة مئوية و+260 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
يتمتع EPDM بنطاق درجة حرارة أقل، عادةً من -50 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية، مما يحد من استخدامه في البيئات ذات درجات الحرارة القصوى.
القوة الميكانيكية
يتميز PTFE بقوة ميكانيكية فائقة مقارنةً بـ EPDM. يتمتع PTFE بقوة شد أعلى، تتراوح بين 20 و35 ميجا باسكال، بينما تبلغ قوة شد EPDM حوالي 10 ميجا باسكال.
إن القوة الميكانيكية العالية لـ PTFE تجعلها أكثر مقاومة للتآكل والتآكل والتشوه، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب المتانة وعمر الخدمة الطويل.
ذكية ومتخصصة
يستخدم PTFE بشكل شائع في التطبيقات التي تتطلب احتكاكًا منخفضًا ومقاومة لدرجات الحرارة العالية ومقاومة كيميائية ممتازة، مثل الأختام والحشيات والمحامل في الصناعات الكيميائية والسيارات والفضاء الجوي.
يتم استخدام مادة EPDM، التي تتميز بمرونتها ومقاومتها الجيدة للمواد الكيميائية، غالبًا في التطبيقات التي تتطلب الختم ومقاومة العوامل الجوية، مثل أغشية التسقيف، وأختام السيارات، والعزل الكهربائي.
