PTFE Virgin بی اثری استثنایی و تحمل دما گسترده ای را ارائه می دهد، اما از محدودیت های فنی آشکار رنج می برد: جریان سرد بالا (خزش) تحت بار فشاری پایدار، مقاومت در برابر سایش ضعیف، هدایت حرارتی کم، و تمایل به تغییر شکل دائمی تحت فشار. پرکننده کربن به طور همگن با رزین PTFE مخلوط می شود تا این نقاط ضعف را کاهش دهد. رنگ سیاه از ذرات کربن به طور مساوی پراکنده در سراسر ماتریس پلیمری ناشی می شود. پر کردن کربن مقاومت در برابر خزش فشاری را بهبود می بخشد، هدایت حرارتی را افزایش می دهد، خواص ضد سایش و ضد اصطکاک را افزایش می دهد و سختی و ثبات ابعادی را افزایش می دهد. باید توجه داشت که مقاومت شیمیایی در مقایسه با PTFE پر نشده اندکی کاهش می‌یابد، یک مبادله کاملاً مستند در انتخاب مواد آب‌بندی.
قالب گیری مسیر اصلی تولید حلقه های PTFE پر شده با کربن و واشرهای گرد است. سازندگان معمولاً قالب‌گیری فشرده‌سازی را اتخاذ می‌کنند: پودر کربن مرکب-PTFE از پیش ساخته می‌شود، در قالب‌های دقیق بارگذاری می‌شود، تحت سیکل‌های کنترل‌شده دمای بالا پخته می‌شود، سپس برای دستیابی به تحمل‌های ابعادی هدف، تمام می‌شود. درمقایسه با واشرهای برش خورده که از شمش‌های PTFE جامد ماشین‌کاری شده‌اند، مهر و موم‌های PTFE قالب‌گیری شده دارای دایره‌ای بهتر، هندسه سطح مقطع ثابت و ضایعات مواد کمتری برای سفارش‌های دسته‌ای متوسط تا بزرگ هستند. برای اندازه‌های ویژه با حجم کم، ماشین‌کاری CNC از قطعات PTFE پر شده با کربن یک جایگزین رایج باقی می‌ماند. بررسی‌های کیفی حیاتی کامل بودن تف جوشی، عدم وجود فضای خالی یا ترک‌های سطحی، تحمل ابعادی قطر داخلی، قطر بیرونی و سطح مقطع، به‌علاوه بازرسی بصری برای تراشه‌ها و عیوب سطحی را پوشش می‌دهد.
محدوده دمای کاری اجزای آب بندی PTFE پر از کربن معمولاً بین 200 درجه تا +260 درجه است. تحت چرخه حرارتی مکرر خواص فیزیکی را حفظ می کند. بر خلاف حلقه های الاستومری ساخته شده از NBR، EPDM یا FKM، PTFE پر شده با کربن یک مهر و موم پلاستیکی سفت و سخت با بازیابی الاستیک بسیار کم است. اثر آب بندی متکی بر فشرده سازی کنترل شده پلاستیک است، نه جهش الاستیک مانند لاستیک. این مهم ترین نقطه برای مهندسان طراح است. اندازه نامناسب شیار غده، فشرده سازی بیش از حد یا کم فشار مستقیماً باعث خرابی مهر و موم می شود. فشردن بیش از حد باعث ایجاد تغییر شکل دائمی پلاستیک می شود. پیش بار ناکافی نمی تواند تماس آب بندی سطحی موثری ایجاد کند.
در سازگاری شیمیایی، PTFE سیاه پر شده با کربن در برابر اکثر اسیدهای معدنی، قلیایی ها، محلول های نمکی، روغن های هیدرولیک، سوخت های هیدروکربنی و تقریباً تمام حلال های آلی رایج مقاومت می کند. با این حال، محدودیت‌های مادی واضحی وجود دارد. با فلزات قلیایی مذاب، فلوئور عنصری و برخی از عوامل فلوئور کننده قوی ناسازگار است. گریدهای پر شده با کربن نیز نسبت به PTFE خالص مقاومت کمی نسبت به محیط اکسید کننده قوی دارند. کاربران نهایی باید به جای تکیه بر برگه‌های اطلاعات همه منظوره، سازگاری رسانه را با شرایط کاری واقعی تأیید کنند. برای آب بندی دینامیکی مانند محورهای چرخان و پیستون های رفت و برگشتی، هدایت حرارتی بهبود یافته از پرکننده کربن به دفع گرمای اصطکاکی کمک می کند و خطر گرمای بیش از حد موضعی را کاهش می دهد.
در انتخاب صنعت در دنیای واقعی، اورینگ‌های PTFE قالب‌گیری شده با کربن و واشرهای گرد زمانی انتخاب می‌شوند که لاستیک‌های الاستومری نتوانند دمای شدید، مواد شیمیایی تهاجمی یا سرعت بالای سطح را تحمل کنند. کاربردهای معمولی عبارتند از مهر و موم ساقه سوپاپ، حلقه های آب بندی داخلی پمپ، واشرهای گرد فلنج، اجزای کمپرسور و سخت افزار ابزار. این یک راه حل ارتقای جهانی نیست. اگر انحراف الاستیک زیاد برای ناهماهنگی افست مورد نیاز است، PTFE خالص یا PTFE پر شده به تنهایی ممکن است الزامات را برآورده نکند. طرح های کامپوزیت با الاستومرهای پشتیبان الاستیک اغلب مورد استفاده قرار می گیرند.
اشتباهات رایج میدانی شایسته توجه هستند. بسیاری از خریداران، حلقه های PTFE پر شده با کربن را به عنوان جایگزین مستقیم برای حلقه های لاستیکی بدون تغییر ابعاد غدد، که اغلب منجر به نشتی می شود، در نظر می گیرند. لبه های تیز، سوراخ های روی سطوح فلزی جفت شده و نصب بی دقت می تواند سطح آب بندی PTFE را سوراخ کرده و عملکرد آب بندی را از بین ببرد. پرداخت سطح شیارها و شفت های فلزی باید الزامات مشخصات را برآورده کند.
اندازه‌های استاندارد اورینگ AS568 برای قطعات PTFE پر شده با کربن قالب‌گیری شده در دسترس هستند، در حالی که واشرهای گرد غیراستاندارد سفارشی و پروفیل‌های مقطع ویژه بر اساس نقشه‌ها یا نمونه‌های مشتری تولید می‌شوند. سازندگان معتبر آب بندی قابلیت ردیابی دسته ای مواد خام را حفظ می کنند. هیچ تضمین عملکرد اغراق آمیزی را نمی توان صرفاً با درجه مواد ارائه کرد. عمر سرویس نهایی به طور مشترک توسط فشار، دما، محیط شیمیایی، وضعیت سطح، طراحی شیار و کیفیت مونتاژ تعیین می شود. برای پروژه های تجهیزات جدید اکیداً تأیید صحت آزمایشگاهی یا میدانی توصیه می شود.
به طور خلاصه، حلقه‌های PTFE قالب‌گیری شده با کربن سیاه و واشرهای گرد، اجزای آب‌بندی با کارایی بالا و بالغ هستند. پرکننده کربن بهبودهای ملموسی را در مقاومت خزش، سایش و هدایت گرما به قیمت عملکرد شیمیایی جزئی به ارمغان می آورد. استقرار موفقیت آمیز به شناخت کامل پلاستیک، ماهیت کم ارتجاعی آن، طراحی صحیح غده و مراحل نصب مناسب بستگی دارد. درک نقاط قوت و محدودیت های ذاتی به مهندسان مکانیک و تدارکات کمک می کند تا تصمیمات منطقی مواد را برای سیستم های آب بندی صنعتی بگیرند.