Las juntas tóricas de PTFE se valoran por sus propiedades mecánicas únicas, que las hacen adecuadas para aplicaciones de estanquidad específicas a pesar de sus limitaciones de elasticidad. Presentan una excelente resistencia a la temperatura (de -250°C a +250°C), baja fricción e inercia química, pero requieren un diseño cuidadoso debido a los riesgos de deformación permanente bajo presión. Su dureza (60 Shore D) y resistencia a la abrasión permiten un rendimiento a alta presión, a menudo combinado con anillos de refuerzo de ptfe para evitar la extrusión. Las principales desventajas son la mínima recuperación elástica (inadecuada para juntas dinámicas) y la susceptibilidad a la fluencia, que se mitiga con núcleos de caucho adheridos o diseños de ranuras optimizados.
Explicación de los puntos clave:
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Resistencia a la temperatura
- Funciona eficazmente desde -250°C a +250°C Supera a la mayoría de elastómeros (p. ej., NBR, EPDM).
- Superior a la silicona (VMQ) en resistencia química e iguala su rango de altas temperaturas, aunque el FFKM supera el límite superior del PTFE (340°C).
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Dureza y resistencia
- Dureza 60 Shore D (equivalente en escala Rockwell: D50-55) permite resistir altas presiones pero limita la elasticidad.
- Resistencia a la tracción: 10-40 MPa (moderada en comparación con los metales, pero suficiente para las juntas estáticas).
- Módulo de Young: 0,3-0,8 GPa, lo que indica flexibilidad pero susceptibilidad a la deformación permanente bajo carga.
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Riesgos de elasticidad y deformación
- Baja recuperación elástica: Inadecuada para el sellado dinámico; requiere un diseño preciso de la ranura para evitar la deformación por compresión.
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Fluencia: Deformación permanente bajo presión constante; atenuada por:
- Núcleos de caucho adheridos (mejora la resiliencia).
- Apoyo de anillos de refuerzo de ptfe para evitar la extrusión en sistemas de alta presión.
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Propiedades de fricción y desgaste
- Coeficiente de fricción: 0,05-0,2 (entre los más bajos de cualquier material sólido), lo que reduce el desgaste en aplicaciones de deslizamiento.
- Resistencia a la abrasión: Excelente para juntas estáticas, pero puede requerir lubricación en configuraciones dinámicas.
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Rendimiento comparativo
- Ventajas: Inercia química, estabilidad térmica y aislamiento eléctrico.
- Limitaciones frente a los elastómeros: Menor resistencia a la tracción que el FFKM/FKM y sin extensibilidad inherente.
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Consideraciones de diseño
- Diseño de la ranura: Debe tener en cuenta la baja elasticidad del PTFE para evitar el fallo de la junta.
- Soluciones híbridas: La combinación de PTFE con núcleos elastoméricos o anillos de apoyo optimiza el rendimiento en condiciones extremas.
Las juntas tóricas de PTFE destacan en entornos estáticos, de alta temperatura o químicamente agresivos, pero exigen una ingeniería cuidadosa para abordar sus limitaciones mecánicas. Su integración con componentes de soporte como los anillos de apoyo amplía su utilidad en aplicaciones industriales exigentes.
Tabla resumen:
| Propiedad | Valor/Descripción |
|---|---|
| Resistencia a la temperatura | -250°C a +250°C (superior a la mayoría de elastómeros) |
| Dureza | 60 Shore D (equivalente en escala Rockwell: D50-55) |
| Resistencia a la tracción | 10-40 MPa (moderada pero suficiente para juntas estáticas) |
| Módulo de Young | 0,3-0,8 GPa (flexible pero propenso a la deformación permanente) |
| Coeficiente de fricción | 0,05-0,2 (el más bajo entre los materiales sólidos) |
| Recuperación elástica | Baja (inadecuada para juntas dinámicas; requiere un diseño preciso de las ranuras) |
| Resistencia a la fluencia | Susceptible de deformación permanente; mitigada por núcleos de caucho adheridos o anillos de apoyo |
| Resistencia a la abrasión | Excelente para juntas estáticas; puede necesitar lubricación en configuraciones dinámicas |
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