ТАБЛИЦА СТОЙКОСТИ ФТОРОПЛАСТОВ В НЕКОТОРЫХ СРЕДАХ. Фторопласт бензин


технические характеристики и свойства полимера

Фторопласт это техническое название фторсодержащих полимеров, полученных в результате связывания атомов фтора и углерода. Эта связь наделила материал по-настоящему уникальными свойствами, благодаря которым изделия из фторопласта получили широкое распространение. Другое его название, чаще используемое в простой речи – тефлон.

Даже беглый взгляд на перечень приписываемых фторопласту достоинств показывает его незаменимость в самых разных областях промышленности. Особо можно выделить следующие качества:

  • высокая прочность;
  • химическая устойчивость;
  • устойчивость к температурным воздействиям;
  • диэлектрическая проницаемость;
  • гидрофобность.

Эти и другие качества определяет химическая особенность соединения в молекулах вещества. А чтобы окончательно разобраться с характеристиками фторопласта и влиянии их отдельных свойств на конечный продукт, нужно ознакомиться с количественными и качественными значениями этих показателей.

Характеристики отдельных показателей

При исследовании фторопласта следует отдельно обратить внимание на такие его показатели.

1. Диэлектрическая проницаемость. Это одно из важных характеристик фторопласта. Удельное сопротивление поверхности материала составляет 1017 Ом. Важно, что этот показатель не зависит от колебаний температуры. Поэтому материал активно используется в конструкциях радиолокационных станций и других видах электронной аппаратуры.

2. Горючесть вещества. Нужно отметить интересное проявление фторопласта, как горючего материала. Его условно можно назвать негорючим веществом, но при взаимодействии с кислородом фторопласт загорается, при этом нет значительного выделения теплоты.

Следует учитывать, что при температуре свыше 773 °К (более 500 °С) процесс горения вещества сопровождается выделением ядовитого газа фторфосгена. Это вещество при попадании на слизистые оболочки вызывает сильные химические ожоги, что особенно опасно для верхних дыхательных путей. Тем не менее, опасность таких процессов может быть сведена к минимуму, если нагрев вещества будет происходить в вакууме.

3. Плотность вещества. Фторопласт обладает максимальной плотностью вещества среди полимеров. Этот показатель составляет от 2,17 до 2,26 г/см3. Такая особенность фторопласта наделила его хорошей податливостью для обработки. Материал поддается всем известным способам обработки – сверление, фрезерование, точение и другие.

Плотность положительно сказывается и на прочности при разрыве. Этот показатель составляет 200 кг/см2. Даже при изготовлении защитных пленок на основе фторопласта, они выдерживают значительное воздействие.

4. Стойкость при температурных воздействиях. Диапазон рабочей температуры достаточно высок. Максимальная температура использования (+ 260 °С) ограничена не потерей прочности, а лишь снижением некоторых физико-химических свойств, например, износостойкость. Нижний температурный предел – минус 269 °С. Коэффициент трения деталей с участием фторопласта при работе в любых погодных условиях практически не изменяется.

5. Химическая устойчивость. Наиболее понятным примером инертности этого полимера может стать устойчивость его при погружении в «царскую водку», которая способна растворить почти все известные вещества. Среди веществ, которые вступают в химическую реакцию с фторопластом, можно назвать хлорид фтора и некоторые другие растворы. Материал можно считать безвредным как в биологическом, так и в физиологическом плане.

Фторопласт сочетает в себе и другие, менее заметные достоинства. Например, материал практически не поглощает воду из окружающей среды. В случае необходимости, материал можно наделить некоторыми специальными свойствами, вводя необходимые добавки. Например, фторопласт-4Д обладает хорошей пластичностью.

Как уже известно, фторопласт наделен способностью оказывать небольшое сопротивление при трении деталей. Причем это качество остается неизменным при перепаде температур. Поэтому с его использованием изготавливаются самые различные детали двигателей и других подвижных механизмов.

Недостатки и возможность изменения свойств

Несмотря на возможность практически бесконечного использования фторопласта, тем не менее, у него есть и слабые стороны. Так, адгезионная пассивность не позволяет производить склеивание деталей из этого материала. Этот недостаток можно устранить, выпуская фторопласт с поверхностью, обработанной растворами окислителей. Механическое увеличение прочности путем армирования стекловолокном связано с ползучестью материала при очень высоких нагрузках.

И конечно, учитывая все положительные характеристики, нужно предполагать использование дорогостоящего оборудования: прессов, печей, обрабатывающих станков. Все это увеличивает стоимость заготовок, если сравнивать их с более простыми полимерами.

С целью повышения теплопроводности, твердости, стойкости к истиранию, снижению коэффициента термического расширения, когда это необходимо под определенные задачи, фторопласт усиливается добавлением необходимых присадок и наполнителей.

Многочисленные преимущества перед другими материалами делают фторопласт незаменимым полимером в различных сферах деятельности. Число изготавливаемых деталей и самостоятельных изделий не сосчитать в машиностроении – от тяжелых машин до бытовых устройств, медицины и пищевой промышленности.

Можно с уверенностью говорить, что дальнейшие перспективы применения фторопласта будут только расти при исследовании других возможностей улучшения имеющихся свойств материала, и наделения его новыми качествами.

polimerinfo.com

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ

Фторопласты

В нашей стране разработано и выпускается большое количество фторсодержащих полимеров с самым разнообразным сочетани­ем физико-механических, термических, химических и реологи­ческих свойств [I, 2]. Наиболее широкое применение среди фторсодержащих полимеров получил фторопласт-4-политетра­фторэтилен, как правило, не содержащий добавок и модифи­каторов.

Фторопласт-4 - политетрафторэтилен (в США - тефлон, фа - лон, в ФРГ - хостафлон)-высокомолекулярный кристаллический полимер с температурой плавления кристаллической фазы % 327°С, выше которой он превращается в аморфный прозрач­ный материал, не переходящий из высокоэластического состоя­ния в вязкотекучее даже при температуре разложения (выше 415°С). Вязкость расплава полимера при температуре 380°С составляет 109-10 Па с. Материал характеризуется высоким коэффициентом термического расширения, который при 380°С достигает максимального значения; при этом объем материала увеличивается на ^ 50% от первоначального. Наряду с низким пределом ползучести полимера это также становится одним из препятствий для получения качественных сварных соединений.

В настоящее время налажен серийный выпуск нескольких новых марок фторопласта-4 (фторопласт-4А, фторопласт-4АТ), которые представляют собой сыпучие материалы, что облегчает их переработку в изделия.

Близок к фторопласту-4 по физико-механическим и электри­ческим характеристикам фторопласт-4Д, который перерабаты­вается методом экструзии (получившим название «экструзия пасты») в профильные изделия (тонкостенные трубы, изоляция, пленочные покрытия).

В настоящее время выпускают фторсодержащие полимеры и сополимеры, способные при нагреве образовывать расплав и, следовательно, перерабатываться обычными для термопластов высокопроизводительными методами: горячим и литьевым прес­сованием, экструзией, литьем под давлением. К ним относятся фторопласты-4МБ, -40, -42, -3, -4Н, - ЗМ, -30, -32Л, -2, -26, -23, -1, -100, -400, -50. Плавкие фторопласты уступают фторопласту-4 по теплостойкости, диэлектрическим свойствам, однако более на­дежны в работе при высоких механических нагрузках и повышен­ной радиации.

Некоторые марки плавких фторопластов (фторопласты-26,

-23, -42, -32Л, -4Н, -2, -2М, -1) растворяются в органических растворителях, что дает возможность применять для них методы переработки из растворов, а также сваривать их с помощью растворителя.

Фторопласт-1 - поливинилфторид (в США - дельвар) - кри­сталлический материал, который характеризуется твердостью, высокой механической прочностью к истиранию и многократным перегибам, высокой атмосферостойкостью. Особенностью фто­ропласта-1 является высокая вязкость расплава, обусловленная регулярным строением полимера и наличием в нем водородных связей. Полимер перерабатывается из расплава в присутствии латентных растворителей, активных по отношению к фторо­пласту-1 при температуре выше 100°С.

Фторопласт-2 - поливинилиденфторид (в США - кайнар) - вы­сокомолекулярный кристаллический полимер, отличающийся от фторопласта-4 более высокими механической прочностью, твер­достью, жесткостью. Сильно набухает или растворяется при нагревании в кетонах (ацетон, метилэтилкетон), сложных эфирах (2-этилсилэтилацетате), амидных растворителях (диметилацет - амиде и диметилсульфоксиде),

Фторопласт~2М - модифицированный фторопласт-2, облада­ющий большей эластичностью и более низкой температурой плавления кристаллической фазы, повышенной растворимостью. Вязкость расплава фторопластов-2 и -2М при 240°С составляет 103- 105 Пас, что позволяет перерабатывать их обычными методами на стандартном оборудовании.

Фторопласт-3 представляет собой полимер трифторхлорэти - лена (в США-кель-Г). Из-за несимметричности основного звена и наличия атома хлора полимер в значительной степени уступает фторопласту-4 по термостойкости и стойкости к растворителям. Фторопласт-3 является кристаллическим полимером и характе­ризуется выраженной зависимостью физико-механических свойств от условий термообработки и степени кристалличности. Степень кристалличности в зависимости от условий термообработки может изменяться от 25 до 80%. Нагревание закаленного образца до 150°С и выше вызывает кристаллизацию полимера, поэтому не рекомендуется эксплуатировать изделия из фторопласта-3 при температурах выше 130°С. Как и фторопласт-4, фторопласт-3 не растворяется при обычной температуре в большинстве раство­рителей, за исключением некоторых хлорированных углеводо­родов, простых эфиров, в которых он набухает, особенно при повышенных температурах. Для инфракрасных лучей полимер позрачен в пределах длин волн от 2 до 7,5 мкм.

Фторопласт-3 перерабатывается в изделия обычными для термопластов методами прессования, литья под давлением, экструзии. Трудности при переработке связаны с близостью температуры расплава и температуры разложения полимера.

Фторопласт-3М - модифицированный фторопласт-3 - отлича­ется меньшей скоростью кристаллизации, меньшими размерами образующихся при кристаллизации сферолитов и более высокой молекулярной массой. Степень кристаллизации не превышает 60%. Материал более эластичен, легче перерабатывается при медленном охлаждении, не делаясь хрупким. Максимальное значение tg 8 при 1 кГц и 20°С составляет 0,024. Фторопласт-ЗМ менее стоек к растворителям и набухает в сложных эфирах, кетонах, ароматических и хлорированных углеводородах.

Фторопласт-4МБ-сополимер тетрафторэтилена с гексафтор - пропиленом (ТФЭ-ГФП, в США-тефлон-ФЕП)-один из наибо­лее близких по свойствам к политетрафторэтилену (ПТФЭ). Он перерабатывается обычными для термопластов способами, что обусловлено пониженной вязкостью его расплава (103 —105 Па с при 300°С). Интервал рабочих температур фторопласта-4МБ от — 190 до 200°С, кратковременно может эксплуатироваться при 260°С.

Фторопласт-40 - сополимер тетрафторэтилена с этиленом (ТФЭ-3, в США-тефзел, в Японии - афлон-КОП, в ФРГ-хоста - флон-ЕТ) - представляет собой кристаллический полимер, обла­дающий более высокими по сравнению с фторопластом-4 механической прочностью, твердостью, упругостью, износостой­костью, сопротивлением к ползучести под нагрузкой. Перераба­тывается обычными для термопластов методами; вязкость расплава различных марок Ф-40 составляет 103- 108 Па с. По теплостойкости фторопласт-40 немного уступает фторопласту-4 (длительно его можно эксплуатировать при 200°С, кратковремен­но-при 250°С). По химической стойкости полимер не уступает фторопласту-4; он не растворяется ни в одном органическом растворителе.

Фторопласт-42 представляет собой сополимер тетрафторэти­лена с винилиденфторидом (ТФЭ-ВДФ) с высокими физико - механическими показателями и атмосферостойкостью. Раство­рим в кетонах и сложных эфирах. Интервал рабочих температур от —80 до 120°С. Фторопласт-42 перерабатывается в изделия методами прессования, экструзии, литья под давлением, хорошо сваривается, имеет довольно низкие диэлектрические характе­ристики.

Фторопласты-10 и 100-мягкие эластичные полимеры с высо­кой термической и химической стойкостью (близкой к хими­ческой стойкости фторопласта-4МБ). По эластичности подобны фторопласту-26, однако в отличие от него стойки к действию органических растворителей.

Фторопласт-26 - высокомолекулярный низкокристаллический растворимый полимер с высокой эластичностью. По механи­ческим свойствам он занимает промежуточное положение между пластиками и каучуками. Растворяется в сложных эфирах и кетонах. Применяется в основном для изготовления пленок, покрытий, а также пластин и профильных фасонных изделий.

Фторопласт-30-сополимер трифторхлорэтилена с этиленом (ТФХЭ, в США-хелар)-представляет собой кристаллический полимер с высокой механической прочностью, зависящей от температуры. Температура длительной эксплуатации фторо­пласта-30 составляет 150-170°С. Низкая вязкость расплава (103-104 Па с при 240°С) позволяет перерабатывать его обыч­ными для термопластов методами.

Фторопласт-32Л - растворимый сополимер трифторэтилена с винилиденфторидом с молекулярной массой 5* 104- 1,6* 105. Растворяется в сложных эфирах и кетонах.

Фторопласг-4Н-сополимер тетрафторэтилена с трифторэти - леном, растворимый в кетонах и сложных эфирах. Выпускается в основном в виде порошка для получения волокон и покрытий из растворов.

Фторопласт-50 - новый фторсодержащий плавкий полимер, наиболее близкий по свойствам к фторопласту-4. Максимальная рабочая температура 250°С, превосходит фторопласт-4 по проч­ностным показателям, обладая наряду с этими высокой эластич­ностью, повышенной адгезией к различным субстратам. Пере­рабатывается методами экструзии, прессования, литья под давлением. Фторопласт-50 - новый фторсодержащий плавкий полимер, наиболее близкий по свойствам к фторопласту-4. Максимальная рабочая температура 250°С. Он превосходит фторопласт-4 по прочностным показателям, обладая наряду с этим высокой эластичностью, повышенной адгезией к различ­ным субстратам. Перерабатывается методами экструзии, прес­сования, литья под давлением. Фторопласт-400-плавкий нераст­воримый полимер аморфной структуры с содержанием кристал­лической фазы не более 25%. Температура плавления 235~245°С.

Фторэластомеры представляют собой высокоэластичные по­лимерные материалы (фторкаучуки). Наибольшее промышлен­ное применение нашли фторкаучуки на основе сополимеров винилиденфторида и трифторхлорэтилена (ВФ-ТФХЭ) с СКФ-32 (в США каучуки типа кель-Г), сополимеры винилиденфторида и гексафторпропилена (ВФ - ГФП) с СКФ-26 (в США-вайтон А), а также сополимеры винилиденфторида и перфторметилвинило - вым эфиром (ВФ-ПФМВЭ) с СКФ-260 (в США~ вайтон). СКФ-32 и СКФ-26 превосходят все известные эластомеры по химической стойкости. Они стойки к концентрированным мине­ральным кислотам и щелочам, многим алифатическим и арома­тическим, хлорированным и нехлорированным углеводородам, бензину, маслам и смазкам, газам. Не рекомендуется исполь­зовать их в контакте со сложными эфирами, кетонами, амйнами. Способность фторкаучуков растворяться в кетонах и сложных эфирах используется при получении герметиков и клеев.

По термостойкости вулканизатов фторкаучуки значительно превосходят другие-эластомеры, за исключением силиконовых. Резины из СКФ-26 могут работать кратковременно при 300-320°С и длительно - при 250°С. СКФ-32 и СКФ-26 исключи­тельно стойки к действию таких сильных окислителей, как кислород4« озон, Погодостойки. Как и все фторполимеры, они характеризуются хорошими электроизоляционными свойствами. Изделия из этих материалов отличаются длительным сроком службы и стойкостью к истиранию.

Фторсодержащие полимеры сами по себе инертны и безвредны для организма. Некоторые марки фторполимеров Министер­ством здравоохранения СССР допущены к использованию в качестве противоподгорающих покрытий, изделия из фторо­пласта-4 широко и успешно применяются …

Кроме механических испытаний для проверки герметичности сварных соединений и основного материала в случае пленочных фторопластов применяют метод сварных ячеек [33]. Ячейку (рис. 6.6) изготавливают из двух листов пленки, собранных в …

При внешнем осмотре сварных соединений обнаруживают нали­чие или отсутствие в сварном шве трещин, несплавлений, отслаиваний сварного шва при непроваре и т. д. В протяженных сварных швах проверяют равномерность ширины шва …

msd.com.ua

Применение фторопласта в различных сферах

Фторопласт – это фторсодержащий синтетический полимер белого цвета, который обладает уникальными свойствами и применяется во многих отраслях промышленности. Другие названия фторопласта – тефлон, политетрафторэтилен, PTFE, фторопласт-4, фторополимер. Самое первое название материала, «тефлон», зарегистрировано в качестве торговой марки крупнейшего американского концерна Дюпон (Du Pont). В странах бывшего Советского Союза этот материал традиционно именуется фторопластом, а иногда – фторопластом-4.

Немного истории

Первооткрывателем тефлона является американский ученый Рой Планкетт, который в 1938 году, будучи сотрудником фирмы Kinetic Chemicals, стал свидетелем полимеризации газообразного тетрафторэтилена и превращения его в твердое вещество, напоминающее парафин. Полученный материал проявил удивительные по тем временам свойства, поэтому сразу же был зарегистрирован в качестве разработки фирмы Kinetic Chemicals, которая в 1949 году вошла в состав корпорации Дюпон.

В Советский Союз тефлон впервые попал в годы второй мировой войны. Тефлоновое кольцо входило в конструкцию системы поворота башни у танков американского производства, которые поступали в СССР по ленд-лизу. Советских конструкторов впечатлило то, что для поворота башни у иностранного танка вместо смазки использовалась фторопластовая прокладка. После ознакомления с техническими характеристиками материала было принято решение о налаживании собственного производства. Долгое время применение фторопласта в промышленности, как и технология его производства в Советском Союзе были засекречены.

Технические характеристики фторопласта

Популярность фторопласта связана с тем, что он обладает рядом физических и химических свойств, а также технических показателей, которые превышают аналогичные показатели других материалов:

  • высокие диэлектрические характеристики и стойкость к электрической дуге;
  • высокая прочность электрическая;
  • стойкость к воздействию химических веществ;
  • низкие показатели водопоглощения;
  • небольшой коэффициент трения;
  • малый уровень адгезии;
  • биологическая инертность;
  • способность сохранять свои свойства в температурном диапазоне.

Области, в которых применяется фторопласт

Сегодня тефлон используется практически во всех сферах хозяйственной деятельности. Его активно используют в медицине, фармацевтике, энергетике и строительстве, конструкциях автомобилей и самолетов. Распространено применение фторопласта в пищевой промышленности. Из него изготавливают наполнители для высокотемпературных мембранных фильтров, термостойкие прокладки различных видов, ответственные элементы запорной и регулирующей арматуры, клапанов и насосного оборудования в химической отрасли.

Машины и механизмы

В производстве транспортных средств, машин, механизмов, в станкостроении и авиационной промышленности используются конструкционные свойства тефлона. В узлах, подвергающихся воздействию больших нагрузок, используются скользящие элементы и подшипники, состоящие из металлического основания, покрытого тефлоном.

Во время работы механизма фторопласт оставляет тонкую пленку на поверхности, с которой соприкасается, благодаря чему удается значительно снизить коэффициент трения.

По этой же причине мелкодисперсный фторопласт иногда вводят в состав смазочных материалов. Тонкий слой тефлонового покрытия, образующийся на трущихся поверхностях элементов в процессе эксплуатации, позволяет механизму некоторое время продолжать работать, если смазка по какой-то причине перестала поступать в систему. Кроме этого, тефлоновые сальники и уплотнительные элементы являются обязательной составляющей трубопроводов и гидравлических систем высокого давления в конструкциях большинства машин.

Медицина и фармацевтика

Фторопласт имеет хорошую совместимость с человеческим телом, поэтому его успешно применяют для изготовления протезов в хирургии, кардиологии и стоматологии. Из фторопласта изготавливают искусственные заменители сосудов кровеносной системы и сердечных клапанов. Сейчас тефлон заменил титан, использование которого для изготовления протезов ранее накладывало ряд ограничений на жизнедеятельность человека.

Пищевая отрасль

Заслуживает внимания также применение фторопласта в пищевой промышленности. Он используется в качестве внутреннего покрытия трубопроводов и сальникового уплотнения насосов, перекачивающих различные сырьевые жидкости, такие как подсолнечное масло, лецитин, жировые и молочные массы.

Антипригарные покрытия емкостей для термической обработки пищевых продуктов также изготавливают из тефлона.

Большую популярность получила посуда Тефаль с антипригарной поверхностью.

Химия

В химическом производстве широко распространено применение фторопласта для изготовления деталей запорно-регулирующей арматуры и уплотнительных элементов сосудов и трубопроводов, транспортирующих жидкие растворы с высокой степенью химической агрессии. Благодаря своей способности противостоять воздействию химически активных веществ, материал используется в реакторах колонного типа, экстракторах и различных емкостях в качестве футеровки поверхностей, контактирующих с агрессивной средой.

Электротехника и электроника

В электротехнике, приборостроении и электронике фторопласт применяют как диэлектрик. Тефлоновая пленка – важная составляющая современной высококачественной кабельной продукции. Изоляционные фторопластовые материалы используют для производства катушек, конденсаторов и плат. Фторопластовая изоляция способна противостоять воздействию высокотемпературных агрессивных сред.

Строительство

Фторопластовые пластины – важнейшие детали конструкций скользящих опор ответственных сооружений, таких как мосты, галереи, эстакады, путепроводы и другие пролетные строения. В регионах с высоким уровнем сейсмической активности тефлоновые прокладки используются в местах опирания балок перекрытия на колонны, а также в узлах установки колонн на фундаменты для того, чтобы обеспечить возможность свободного перемещения элементов строительных конструкций каркаса здания.

Производство одежды и специальных видов ткани

Тончайшая пленка, которая образуется в процессе деформации тефлонового сырья, служит покрытием для специальных видов ткани.

Такая ткань применяется для пошива высокотехнологичной одежды с водоотталкивающими и ветрозащитными свойствами.

При этом пористый материал не задерживает естественные испарения человеческого тела. Большая часть современной одежды для спорта и активного отдыха имеет тонкое тефлоновое покрытие.

Итог

Как видим, за относительно короткий промежуток времени тефлон смог заменить довольно широкий спектр материалов, которые традиционно применялись в различных сферах хозяйственной деятельности. Применение фторопласта в промышленности – это хороший пример того, что успешное внедрение в жизнь новых технологий позволяет существенно повысить качество принимаемых технических решений.

Предлагаем ознакомиться со статьей об еще одном полимере, который широко применяется в различных сферах жизнедеятельности человека.

polimerinfo.com

ТАБЛИЦА СТОЙКОСТИ ФТОРОПЛАСТОВ В НЕКОТОРЫХ СРЕДАХ

Ф-4МБ (FEP)

Ф-50 (PFA)

вещество

формула

концентрация

100°

150°

100°

150°

аммиак газ

Nh4

100%

+

+

+

+

бензин

C(n)H(n+2)

100%

+

н/д

+

н/д

уксусная кислота

Ch4COOH

10%

+

+

+

+

Ch4COOH

60%

+

+

+

+

Ch4COOH

100%

Ch4COCl

100%

+

н/д

+

н/д

ацетилхлорид

Ch4COCl

100%

+

н/д

+

н/д

этилхлорид

C2H5Cl

100%

+

+

+

н/д

плавиковая кислота

HF

4%

+

н/д

+

н/д

HF

60%

+

н/д

+

н/д

хлор

Cl2

100%

+

н/д

+

н/д

триоксид хрома

CrO3/h3O

50 %

+

+

+

+

метанол

Ch4OH

100%

+

+

+

+

гипохлорит натрия

NaOCl

конц

+

/

+

/

серная кислота

h3SO4

75%

+

+

+

+

h3SO4

90%

+

+

+

+

h3SO4

96%

+

+

+

+

триоксид серы

SO3

+

-

+

/

соляная кислота

HCl

30%

+

/

+

/

HCl

35%

+

н/д

+

н/д

азотная кислота

HNO3

30 %

+

+

+

+

HNO3

50%

+

+

+

+

HNO3

100%

+

+

+

+

перекись водорода

h3O2

90%

+

н/д

+

н/д

www.elmon-saratov.ru

Технические характеристики, физические свойства, процесс производства, область применения – на промышленном портале Myfta.Ru

Группу фторсодержащих полимеров получаемых путем полимеризации тетрафторэтилена принято называтьфторопласт. Этот полимер обладает просто уникальными качествами. Связь атомов углерода и фтора, в этой специфической структуре молекул, чрезвычайно сильна, что и определяет такой неповторимый набор физических и химических характеристик фторопластов, сочетание которых не встречаются ни в каких других материалах.

Фторопласты имеют чрезвычайно высокую устойчивость к воздействию химических сред. Обладают неплохими прочностными, отличными антифрикционными, диэлектрическими и анти адгезионными  параметрами, и имеют способность не терять эти свойства в большом температурном  диапазоне.

Для улучшения нужных параметров полимеров, таких как, износостойкость, твердость, стойкость к деформации, теплопроводности, уменьшения коэффициента трения, в полимеры добавляют различные наполнители. Такие модифицированные фторопласты применяются во многих областях быта, строительства, промышленности и сельского хозяйства.

Области применения

Особые свойства фторопласта, их уникальное сочетание обуславливает сферы его применения и использования. К этим свойствам относится: стойкость к атмосферным и химическим воздействиям, замечательные антифрикционные и уплотнительные свойства, отличные анти адгезионные и превосходные диэлектрические и электрические свойства, высокая термостойкость и абсолютная инертность к пищевым и биологическим средам.

Все фторопластовые изделия гигиенически сертифицированы

Фторсодержащие полимеры благодаря своим уникальным свойствам стали незаменимыми для электротехнической, химической, радиоэлектронной промышленности, машиностроения, производства кабельной продукции и проводов, авиастроении и приборостроении, автомобилестроении, энергетической и атомной промышленности. В производстве, применение фторопласта, модифицированного различными наполнителями, наиболее часто наблюдается в изготовлении:

  • узлов трения, выполняющих роль подшипников скольжения;
  • уплотнительных систем в виде уплотнительных колец, манжет, как прокладки из фторопласта, для механических и гидравлических устройств, а также плунжерных и поршневых компрессоров;
  • направляющих конструкций для перерабатывающего пищевые продукты оборудования, для загрузочных автоматов и сборочных конвейеров;
  • опор скольжения в конструкциях железнодорожных и автомобильных мостов;
  • направляющих для тросов строительных и промышленных механизмов;
  •  различных систем управления, систем реверсивных устройств, систем нейтрализации газа и жидкостей;
  • протезов кровеносных и сердечных сосудов, емкостей для хранения крови и других изделий в медицинской отрасли.

Возможно вы, являетесь производителем вышеперечисленных изделий, а возможно покупателем, ищущим эти изделия, тогда на нашем сайте, воспользовавшись соответствующими каталогами, вы сможете помочь друг другу. Подав, на страницах нашего сайта объявление, о своих предложениях, вы многократно увеличиваете вероятность отклика на ваш призыв.

Детали и изделия из фторопласта, а также композиций на его основе, широко применяются в химической аппаратуре в виде: емкостей, диафрагм, мембран, клапанов, трубопроводов, уплотнительных устройств и прокладок, колонн, лент для транспортеров.

Чрезвычайно высокая стойкость к химическому воздействию, позволяет фторопластовым изделиям длительно противостоять воздействию солнечной радиации, морского тумана, плесневых грибков.

Нейтральность по отношению к органическим и неорганическим реагентам настолько высока, что даже, не имеется методов, для испытания на стойкость в таких средах. Высокая стойкость к радиации, позволяет применять фторопласт, для изолирования проводов оборудования атомных электростанций.

Провода во фторопластовой изоляции, можно применять как нагреватели, непосредственно работающие в растворах щелочей и кислот. Им не страшны протекания керосина, масла, гидравлических жидкостей, повышенные температуры, поэтому нашли широкое применение в качестве бортовых кабелей самолетов. Неоспоримо их преимущество при эксплуатации в условиях разреженной атмосферы, где теплоотводящие возможности уменьшены.

Физические свойства и технические характеристики фторопласта поистине уникальны.

Диэлектрическая проницаемость фторопласта практически не зависима от температуры, что сказывается на его фаз стабильности, то есть, электрическая длина не измена в большом температурно частотном диапазоне. Поэтому, он используется в РЭА, работающих с фазово-импульсной модуляцией, в измерительных фаз чувствительных устройствах и РЛС.

Негорючесть фторопласта, еще одно его положительное качество, загораться он способен только в кислороде, чем сильно отличается от полиэтилена, при этом теплота сгорания в десять раз меньшая, чем у полиэтилена. При горении он не плавится, а только обугливается. В дыме содержится фтор фосген, который ядовит, поэтому надо учитывать то, что при нагреве выше 773˚К начинают выделяться опасные газы. Фторопласт не поддерживает горение, и при удалении его из открытого пламени, его горение прекращается. Фторопласт при его нагревании в вакууме не склонен к выделению газообразных составляющих, поэтому его хорошо использовать в качестве подложки в ГИС на тонких пленках. Все эти незаурядные качества фторопласта, свидетельствуют о том, насколько он уникален, и том, что у полимеров большие перспективы в будущем.

Но у фторопласта есть и недостатки. Из-за своей химической инертности он пассивен адгезионно, то есть, практически не поддается склеиванию. Однако уже найдены способы преодоления этого недостатка, при помощи обработки расплавами окислителей при температуре свыше 370 ˚К или плазмой тлеющего разряда в среде кислорода. Таким образом, изготавливаются фторопластовые фольгированные пленки, а также пленки, имеющие одну липкую сторону.

Как видно из табличных данных, плотность фторопласта находится в промежутке 2,17- 2,28 г/см3

 

Такая характеристика,  как температура плавления фторопласта 327  °С, взаимосвязана с тем, что при увеличении температуры он не переходит в состояние вязко текучести. Поэтому, он не перерабатывается в экструдерах, из-за еще высокой вязкости при 350 °С, находящейся в пределах 1010 Па-с.  Вследствие этого пленку приходится готовить с помощью более дорогого метода, ее изготавливают на прецизионных токарных станках способом строжки.

Еще один из недостатков фторопласта заключается в том, что под нагрузкой он плохо работает, и обладает ползучестью. Поэтому приходится улучшать его механические свойства, прибегая к модифицированию радиационным воздействием и армированию стекловолокном.

Для производства заготовок типа фторопласт пластины, фторопласт стержни, фторопласт круг,  применяется способ холодной прессовки и дальнейшего спекания, при этом используется  термически обработанный, гранулированный  ф4 фторопласт гост 1007-80 марок ПН и О. Прессование производится на прессах с гидравлическим приводом, работающих с давлением 350 кгс/см2.

Более качественные заготовки получаются при двустороннем прессовании. Спекание происходит при температуре 370-385 °С и длится в течение нескольких суток. Длительность этого процесса зависит от массы спекаемых заготовок. Если спекание производится с температурой выше 385 °С, механическая прочность заготовки снижается, если ниже 370 °С увеличивается продолжительность спекания. Условия прессования и дальнейшего спекания напрямую зависят от того, какой полимер при этом применяется, и каковы габариты заготовки.

myfta.ru

полимеры: уникальные свойства и температура плавления

Фторопласты или фторлоны — это фторсодержащие полимеры или пластмассы, к которым относятся фторопласт 2 (поливинилиденфторид), фторопласт 3 (политрифторхлорэтилен), фторопласт-4 (политетрафторэтилен) и сополимеры фторпроизводных этилена.

Название «фторлон» появилось в Советском Союзе, но не прижилось. Впервые материал попал в СССР во время Великой Отечественной войны из США: союзники использовали его для уплотнений и подшипников танков. Первые работы по созданию фторопласта начались уже в 1947 году под руководством Черешкевича Льва Викентьевича. Первая опытная партия была готова в 1949 году.

Фторопласт-4

Чаще всего при упоминании фторопластов имеют ввиду именно фторопласт-4. Это наиболее распространенный и дешевый в производстве вариант пластмассы, известный в Европе под несколькими названиями. В США его называют «Тефлон» или «Галон», в Великобритании – «Флубон», в Германии – «Гостафлон ТФ», в Японии – «Полифлон», в Италии – «Алгофлон», во Франции – «Сорефлон» или «Гафлон».

Его изготавливают и продают как в «чистом» виде, так и с наполнителями: графитом, металлическими порошками и стекловолокном. Добавки позволяют усилить определенные свойства, приспосабливая полимер к определенным нуждам. В продажу обычно выпускают заготовки в форме дисков, стержней, пластин и штулок.

Фторопласт-4 обладает отличными термостойкими и антифрикционными свойствами, является прекрасными изоляторами тока и легко выдерживает даже агрессивную химическую среду. Это позволяет использовать материал при создании первичной обмотки высоковольтных проводов, токопроводящей и нагревательной жилы, нагревательного кабеля, при изготовлении прокладок, шайб, шлангов для гидросистем и для оборудования теплого пола.

Свойства фторопласта-4

Уникальные свойства полимера в большинстве своем связаны с его молекулярной структурой. Благодаря сильной и устойчивой связи фтора и углерода характеристики фторопласта не встречаются ни в одном другом сочетании. Это делает пластмассу крайне востребованным материалом. На основе фторопласта-4 созданы материалы с добавлениями.

Ниже приведены данные для полимера фторопласт-4.

  1. Плотность: 2,14-2,26 г / см3.
  2. Температура плавления кристаллов: +327Со.
  3. Температурный интервал (минимальная и максимальная рабочие температуры): от260Со до +260Со.
  4. Температура разложения: выше 415 Со.
  5. Температура стеклования аморфных участков: 120Со.
  6. Температура наибольшей скорости кристаллизации: 310-315Со.
  7. Интенсивность износа: отсутствует.
  8. Коэффициент трения по стали: 0,2.
  9. Коэффициент теплопроводности: 0,25 Вт/(м*К).
  10. Твердость по Бринеллю: 30-40 МПа.
  11. Водопоглощение: отсутствует.
  12. Разрушающее напряжение при растяжении: 20-30 МПа.
  13. Относительное удлинение при разрыве: от 250% до 500%.
  14. Особенности плавления

  15. Фторопласт практически не горит и не плавится, что позволяет использовать его в радиоэлектронной аппаратуре, радиолокационных станциях и других чувствительных приборах. Сгорание возможно только при наличии кислорода, выделяемое количество теплоты невелико — в 10 раз меньше, чем при сгорании полиэтилена.

Без открытого огня процесс горения невозможен: если вытащить фторопласт-4 из огня, он прекратит гореть. При этом сам процесс представляет собой не плавление, а обугливание, но при сильном нагреве (выше 327Со) происходит выделение опасных газов фтора. Последние не выделяются в вакууме. При температуре 415Со материал начинает разлагаться.

Немного минусов

Несмотря на многочисленные достоинства, фторопласт-4 имеет незначительное количество недостатков. Материал практически не подлежит склеиванию: для этого необходимо провести обработку расплавами окислителей при высокой температуре. Также пластмасса реагирует на трехфтористый хлор при воздействии высоких температур, на расплавы щелочных металлов и их растворы.

Области применения

Благодаря сочетанию уникальных свойств и невысокой цены фторопласт-4 применяют в самых разных областях. Изделия могут целиком состоять из вещества, но в некоторых случаях им покрывают только поверхность. Они легко поддаются пилению, сверлению, резке и другим работам.

  1. В электронной промышленности фторопласт-4 применяют для изоляции проводов, разъемов, высоковольтных кабелей и электрических машин, для изготовления печатных плат, тросов и компрессоров.
  2. В химической промышленности материал используют при изготовлении шлангов, насосов, емкостей для хранения и транспортировки, для защиты различных поверхностей от коррозии. Также его применяют для хранения спирта, смесей на его основе и особо чистых веществ, которые не должны быть загрязнены. Благодаря высокой сопротивляемости фторопласт-4 может долгое время контактировать с агрессивными химическими веществами (кислотами и щелочами), маслами, сточными водами, солями, керосином, нефтью и разными видами топлива. Материал устойчив к воздействию радиации, плесени, тумана и солнца.
  3. В пищевой промышленности материал используют в качестве насосов, антипригарных покрытий, валиков для раскатки теста, фильтров и уплотнителей для техники.
  4. В медицине большим спросом фторопласт-4 пользуется в качестве емкостей для хранения крови и лекарственных препаратов, как материал для изготовления искусственных кровяных сосудов и клапанов. Все изделия гигиеничны и проходят сертификацию.
  5. В машиностроительной промышленности в «чистом» виде из материала получают подшипники, прокладки, уплотнители, манжеты, опоры скольжения и поршневые кольца – все, что пролегает в местах трения машин и приборов. Подходит он и для работ при высоком давлении, при низких температурах и в глубоком вакууме.

Чаще всего в материал добавляют примеси для усиления твердости, износостойкости и других параметров. Например, добавление графита, бронзы, стекловолокна или кокса позволяет уменьшить износ и увеличить теплопроводность и прочность при сжатии.

Виды материала

Помимо чистого использования часто можно встретить добавки. Это позволяет усилить определенное свойство фторопласта и приспособить материал под конкретные запросы.

  1. Ф-4С15: состоит из фторопласта-4 и 15% стекловолокна. Обладает повышенной износостойкостью (показатель увеличивается в 250 раз) и сопротивляемостью ползучести (усилен в 1,5 раза). Стойко выдерживает многие агрессивные среды, включая сухие газы, используется при температуре от -60Со до +250Со. Используется для производства уплотнений и как антифрикционный материал.
  2. Ф-4К20: содержит 20% кокса. Это усиливает износостойкость пластмассы (показатель увеличивается в 600 раз) и увеличивает напряжение: оно повышается на 30% при 10%-ой деформации сжатия. Последний показатель верен при температуре от -60Со до +250Со. Применяется для производства уплотнительных изделий подвижных соединений и поршневых колес, для работы которых впоследствии не требуется смазка. Материал способен контактировать с нержавеющими сталями, сплавами алюминия и некоторыми сплавами титана.

  3. Ф-4К15М5: смесь фторопласта-4, кокса (15%) и дисульфида молибдена (5%). Обладает повышенной износостойкостью — она выше в 1000 раз — и пониженным коэффициентом трения. Применяется при работе в условиях влажных газов в качестве накладных направляющих опор и подшипников скольжения.
  4. Ф-4К15УВ5: состоит из пластмассы, 15% кокса и 5% углеродистого волокна. По сравнению с Ф-4К20, смесь обладает повышенной в 1,5 раза стойкостью к деформации, происходящей при нагрузках. Также обладает пониженным трением, повышенной стойкостью к химическим элементам и отсутствием накопления статического электричества.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

stanok.guru


Смотрите также