Технические характеристики фторопласта, достоинства и недостатки. Фторопласт для двигателя


Фторопласт: виды, свойства, применение

Виды:

  • Ф-2 или поливиниленфторид. Иногда выпускается с добавлением модификатора — кобальта, стекловолокна, кокса. В таком случае, к маркировке добавляется буква «М». Обладает большой прочностью, не имеет в составе пластификаторов, стабилизаторов и катализаторов. Поэтому материал нашел свое применение в области трубопроводных систем и создании емкостей для ядовитых жидкостей. Ф-2 легко преобразовывается и может растворяться в нейтральных (апротонных) растворителях.
  • Ф-3 или политрифторхлоридэтилен. Крепкий и плотный материал, который поддается плавлению, смягчается, то есть изменяет форму в процессе прессования и литья.
  • Ф-4 или политетрафторэтилен. Материал, обладающий самой высокой плотностью среди фторопластов и стойкостью к горению. Имеет небольшую пористость, устойчивость к перепадам температуры, высокую гидрофобность. Сейчас производится в нескольких разновидностях.
  • Ф-40 – создан посредством двух полимеров: тетрафторэтилена и этилена. Может выпускаться в двух видах.

Применение

В наше время фторопласт применяется почти во всех отраслях хозяйственной деятельности. Также его применяют в здравоохранении, энергетике и строительстве, механизмах автомобилей и авиастроении и даже в пищевой промышленности.

Машиностроение и электротехника

По причине стойкости к трению, из этого материала и его производных выпускают подшипники, сальники, пыльники, поршневые кольца, автомобильные шины. Детали из фторопласта гарантируют работу без поломок в условиях агрессивной среды, вакуума и при очень низких температурах. А также благодаря своей термостойкости материал подходит для производства деталей для двигателей. Трубки, изготовленные из фторопласта 4 Д, используются как шланги высокого давления для введения масел, жидкости, газа, топлива, при значительной вибрации, пульсировании. Так как трубки обладают свойством при нагреве приобретать вид деталей, на которых они насажены, они применяются в качестве изоляторов и уплотнителей. Также они используются для герметизации кабелей аппаратуры, изоляции электрических сетей в транспорте.

В медицине

Фторопласт отлично сочетается с телом человека, поэтому его успешно используют для производства протезов в хирургии, кардиологии и стоматологии. Из него выпускают заменители сосудов кровеносной системы и сердечных клапанов.

В пищевой промышленности

Фторопласт применяют для внутреннего покрытия трубопроводов и в качестве сальникового уплотнения насосов, качающих разные сырьевые жидкости. Например, подсолнечное масло, лецитин, жировые и молочные массы. Антипригарные поверхности емкостей для термообработки пищевых изделий тоже изготавливают из фторопласта. Наверняка всем известна марка Тефаль, выпускающая посуду с антипригарной поверхностью.

В изготовлении одежды и разных видов ткани

При искажении формы фторопласта возникает легкая пленка, она служит сырьем для определенных типов ткани. Это материя используется для пошива высокотехнологичной одежды с водоотталкивающими и ветрозащитными свойствами. В таком случае, пористый материал не впитывает выделяемый пот. Большинство видов современной одежды для спорта и активного отдыха сшиты из легкого тефлонового покрытия.

В строительстве

Пластины из фторопласта – важные составляющие конструкций скользящих опор, крупных построек, как мосты, галереи, эстакады, путепроводы и другие пролетные строения. На территории с природной активностью фторопластовые пластины применяются для опоры балок перекрытия на колонны, а также для легкого движения основ строительных конструкций.

Изготовление деталей из фторопласта

Сегодня фторопласт применяется в самых разных отраслях, для любых конфигураций, нередко нестандартных форм и размеров. Поэтому случается необходимость заказать изделие.

Торговый Дом "Пластмасс Групп" предоставляет услуги по изготовлению изделий на заказ, в том числе и фторопластовых прокладок по чертежам заказчика.

Прокладки из фторопласта: применение

Фторопластовые прокладки – это пластичный материал, который может незначительно менять форму при давлении, что нашло применение в герметизации стыкуемых деталей. Такие уплотнители соответствуют оборудованию для химической и нефтехимической промышленности:

  • трубопроводах;
  • клапанах;
  • насосах;
  • резервуарах для масел, топлива, растворителей и др.

Также фторопластовые прокладки используются:

  • в компрессорах. Высокая стойкость к износу и перемене температур делает их необходимыми в производстве.
  • в электродвигателях. Уплотнители не подвергаются коррозии.
  • отлично подходят для электронных приборов.
  • для технологического оборудования в нефтехимической отрасли.
  • для гидравлических систем, механических устройств.
  • для монтажа водопровода и отопления, при установке сантехники. Этот материал не гниет, выдерживает любые температуры воздуха и воды.

Изготовление

Существует несколько вариантов химического и промышленного получения материала. Различаются их по методу подводки к полимеризации. Изначально в вещество мономера вводят фтор и иные соединения. Это происходит при нагреве углеводорода с галогенами до высоких температур (пиролиза). Во время этой процедуры сложные длинные молекулярные цепи претерпевают распад, а получившиеся простые начинают соединение с фтором.

Дальнейший синтез происходит по одному из трех способов:

  • Радикальная полимеризация. Это химическое взаимодействие происходит при методическом соединении к растущейй цепочке мономеров. Для этого нужно их активизировать. Происходит это благодаря УФ-лучям. С помощью этого излучения простые углеводороды активизируются и электрон переносится на новый энергетический уровень. В результате мономер вступает в химически активность с другими атомами. 
  • Сополимеризация. Взаимодействие практически не разнится с вышеописанным, в этом случае мономеры заблаговременно подвергают омылению, растворению с помощью спиртов или другой процедуре, увеличивающей постоянство синтеза. Кроме того, в субстанции необходимо нахождению уже немного синтезированного полимера. С ним и будут вступать в реакцию мономеры. 
  • Полимеризация. Для этой процедуры нужно некое вещество – затравка. Она создает формирование радикалов, после этого возникает реакция полимеризации.
  •  

Свойства

  • Диэлектрические: диэлектрическая проницаемость не зависит от температуры, то есть электрическая длина не меняется в частотном диапазоне. Поэтому активно его применение в РЭА, как составляющее в измерительных приборах.
  • Химические: стойкость, даже более высокая, чем стойкость драгоценных металлов и знакомых синтетических материалов, устойчивость к влиянию кислот и щелочей.
  • Механические: материал имеет высокий коэффициент линейного расширения, который в 10 раз превышает этот показатель у конструкционных сталей.
  • Физические: плотность материала по ГОСТ 10007-80 от 2,18 до 2,21 г/см³. Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остается гибким и эластичным при температурах от -70 до +270 °C, прекрасный изоляционный материал, он не смачивается ни водой, ни жирами, ни большинством органических растворителей. У фторопласта практически отсутствует водопоглащение. Также он удерживает ультрафиолет.
  • Свойства при точении: фторопрост легко поддается обработке, несмотря на стойкость. Так как происходит это на специальных станках, оборудованных зажимными механизмами и системой для улавливания и отсоса стружки и пыли. При отделке фторопластов режущая кромка должна быть острозаточенной.

Фторопласт 4: свойства, применение

Физические свойства

  • высокая плотность;
  • упругость;
  • устойчивость к перепадам температур;
  • неспособность проводить ток;
  • водонепроницаемость.

Даже сильные агрессивные химические вещества (кислоты, щёлочи, окислители, растворители) при высокой температуре не оказывают на Ф-4 ни малейшего влияния. У материала наиболее маленький коэффициент трения, а благодаря единству статического и динамического коэффициентов трения фторопласта-4 и структур на его базе, активно его применение в автомобилестроении. А точнее, в виде подшипников и опор скольжения в узлах трения механизмов машин, подвижных уплотнителей поршневых колец, манжет, эксплуатирующихся без смазки, с ограниченной смазкой и при коррозии среды.

В зависимости от свойства и назначения, фторопласт-4 выпускают пяти марок. Активно применение фторопласта-4 в машиностроении, медицине, легкой и химической отраслях, радиотехнике и электронике, и в пищевой промышленности.

Технология изготовления

Основой для получения фторопласта выступают фторолефины (органические непредельные фторсодержащие соединения, в которых водородные атомы замещены на фтор): винилфторид, винилиденфторид, трифторхлорэтилен и тетерафторэтилен.

Эти вещества – газы. Процедура полимеризации синтезов осуществляется при вспомогательных компонентах в виде дистиллированной и освобожденной от кислорода воды, персульфата калия, эмульгаторов, инициаторов и др.

Установкой для изготовления являются автоклавы из высокопрочной стали, которая выдерживает высокое давление (до 100 атм).

Фторопласт 3 – свойства

Материал имеет отличные диэлектрические свойства: объемное электрическое сопротивление, электрическая прочность и эластичность очень высоки (особенно при низких частотах), и стабильны в условиях повышенной влажности.  По отношению к низким температурам – стойкий. Имеет хорошую адгезию к металлам и применяется в производстве антикоррозийных покрытий.

Фторопласт f46 – свойства

Фторопласт f46 (Ф-26) – высокомолекулярный низкокристаллический растворимый полимер с высокой гибкостью, степень кристалличности не превышает 25-30% и практически не зависит от условий термообработки. Материал отличается высокой прочностью, термостойкостью, очень крепок к действию концентрированных кислот (96%-ной серной, 37%-ной соляной), щелочей (40%-ного едкого натра) и окислителей (30%-ной перекиси водорода). Полимер стоек к действию бензина, этилового спирта, четыреххлористого углерода, незначительно набухает в ароматических углеводородах.

Фторопласта ф4с15 – свойства

Удобен для производства уплотнений. Стоек к перепадам температур, отлично ведет себя в условиях сухих агрессивных газов. Однако, при наличии конденсата наблюдается высокая степень износа. Фторопласт Ф4С15 может употребляться вместе с алюминиевыми сплавами (типа АКИ-1), титановыми сплавами (типа ОТ-4) и нержавеющими сталями при температурах от -60° до +250°С.

plastmass-group.ru

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

Фторопласт ф4 листовой, температура плавления, плотность, гост

Фторопласт — является полимерным синтетическим материалом, который часто применяется в пищевой, электротехнической, а также химической промышленности, в большинстве случаев в качестве покрытий. К преимуществам этого материала относится возможность его использования при различных температурах, а также низкий уровень трения.

Несколько видов пластмасс с содержанием фтора считаются фторопластами. В промышленности, так и в быту политетрафторэтилен используется очень часто. Такой материал имеет разные названия, которые зависят от производителя. В российских магазинах можно встретить политетрафторэтилен импортного производства. Такой материал, сделанный в США, называется «Тефло», в Германии «Гостафлон», в Англии — «Флюон». В России его знают по названию «фторопласт-ф4».

Другие виды данного материала не так широко распространены, хотя также широко используются.

К ним относятся:

  1. фторопласт-2, который называют «поливинилиденфторид»;
  2. фторопласт-3, под названием «политрифторхлорэтилен»;
  3. другие сополимеры.

Как изготавливают фторопласт?

Все перечисленные выше разновидности получают химическим путем. Они представляют собой полимеры, которые состоят частично из атомов фтора. Поэтому данный материал так и называется. Синтезируется фторопласт-4 в виде белого порошка, далее его прессуют и спекают при достаточно высокой температуре. Что касается других марок такого материала, то их обычно получают при помощи закалки.

Во время изготовления различных современных инновационных изделий инженеры применяют именно фторопласт. Его технические характеристики просто превосходные.

Рассмотрим преимущества этого материала:

  • небольшая пористость и инертность;
  • хорошая химическая стойкость. Даже при кипячении в воде фторопласт-4 не будет растворяться;
  • замечательные диэлектрические свойства. Данный материал остается изолятором даже при температуре 200 С;
  • низкий коэффициент трения. У фторопласта при любых температурах такой показатель является почти неизменным;
  • к основным преимуществам фторопласта относится огнестойкость. Термостойкий полимер характеризуется способностью к самозатуханию. Также он допускается для применения в местах с увеличенной пожароопасностью;
  • стабильность. В фторопласте ф4 химические свойства изменяются при температуре выше -300 С;
  • биологическая совместимость. Такой тип пластмассы довольно часто применяется для изготовления протезов;
  • газонепроницаемость.

Получается, что фторопласт является качественным и универсальным материалом, так как имеет множество положительных характеристик. Но, есть и некоторые минусы.

К недостаткам относятся:

  • во время нагревания более +300 С выделяются вредные вещества;
  • высокая холодная текучесть. Подобное свойство ограничивает в некотором роде применение фторопласта в электронике;
  • относительно других полимеров он имеет большую массу и высокий уровень износостойкости.

Области применения фторопласта

Применяется данный материал во многих сферах народного хозяйства, а именно:

  1. В электронике и электротехнической промышленности. Фторопласт является великолепным изолятором. В связи с этим его часто применяют в производстве радиодеталей, плат, кабелей и т.д.
  2. В автомобилестроении. Так как коэффициент трения у фторопласта незначительный, из него выходят качественные узлы трения, подшипники, опорные стойки.
  3. В пищевой промышленности. Данный материал хорошо подходит для производства валов проката теста, которые применяются на хлебозаводах, а также насосов разливающих молоко и т.д.
  4. В медицине. Из фторопласта кроме имплантантов и протезов изготавливают емкости для хранения плазмы и сыворотки.
  5. При сборке канализационных систем и водопроводов.

Получается, что этот материал является очень востребованным и незаменимым в определенных случаях. Характеристики этого материала, который без преувеличения очень востребован, предусмотрены ГОСТом, их мы рассмотрим ниже.

Коэффициент трения

Данный показатель у фторопласта является небольшим. Статический/кинетический коэффициент трения по стали составляет у него 0,04. Хотя при этом фторопласт как говорилось ранее не слишком износостойкий. Из-за этого через 100 проходов изменяются свойства его поверхности. Статический коэффициент трения при этом поднимается до 0.13, тогда как кинетический до 0,08.

Необратимые изменения поверхность фторопласта получает и при довольно высокой скорости скольжения. В таком случае коэффициент трения увеличивается в несколько раз. Значение этого показателя сильно может изменяться при колебании температур. Коэффициент трения фторопласта также может снижаться при поднятии нагрузки.

Например, при давлении:

  • 150-300 кг/м2 – 0.02;
  • в 20-30 кг/м2 значение данного показателя составляет – 0.1.

Фторопласт, технические характеристики которого без преувеличения являются отличными, относится к мягким материалам. Например, при использовании в производстве подшипников к нему нужно также добавлять наполнители (порошкообразные). К таким наполнителям относится стекловолокно, кокс, дисульфат молибдена.

Оптические свойства. Фторопласт в тонких пленках легко пропускает свет, другими словами он прозрачный. С виду он похож на полиэтилен. Если пленка толстая, то такой материал просвечивается. В зависимости от марки, показатель прозрачности этого материала для уф-лучей составляет 2000—4000 А, а вот для инфракрасных она составляет 2-7,5 µ.

Фторопласт и высокие температуры

Если фторопласт нагреть более чем на +327 С, его кристаллы начинают разрушаться, и в результате он начинает переходить в аморфную форму. Толстые детали в нормальном состоянии, сделанные из этого материала, являются непрозрачными. Но после перехода в форму аморфную он начинает легко пропускать свет. Фторопласт при этом остается высокоэластичным, но не вязкотекучим. Если его нагреть до температуры 425 С и более, начинается процесс разложения. При разных температурах вязкотекучим этот материал не считается.

Такое свойство влияет на технологию процесса производства деталей. Материал фторопласт (технические характеристики которого отличные) нельзя применять для переработки пластмасс по традиционным методикам. Например, из него невозможно изготавливать изделия методом экструзии либо путем литья. Узлы и детали из этого материала производят по технологии спекания, с применением спрессованных «таблеток» при низких температурах.

Химические свойства материала

Материал фторопласт ф4 относится к химически устойчивым веществам. Он не растворяется в достаточно агрессивных веществах, а также крепких/разбавленных кислотах. Щелочные концентрированные растворы не оказывают на рассматриваемый материал воздействия.

Например, раствор щелочных металлов в аммиаке — это одно из веществ, с чем фторопласт не переносит контакта. К таким веществам можно отнести и трехфтористый хлор. Действие таких химических веществ проявляется при высокой температуре.

Коэффициент расширения

Фторопласт ф4 по такому параметру также отличается хорошими характеристиками. Хотя в зависимости от температуры коэффициент его расширения имеет свойство изменяться.

Рассмотрим как именно:

  1. если температура от -60 до -10, то коэффициент расширения составляет 8Х10-5;
  2. при температуре до +20 коэффициент расширения составляет 25×10-5;
  3. при температуре до +50 коэффициент расширения составляет 11×10-5;
  4. при температуре от +100 до +120 коэффициент расширения поднимается до 10Х15-5;
  5. при температуре от +200 до +210 коэффициент расширения поднимается до 21×10-5.

Рекристаллизация фторопласта

Среди недостатков фторопласта можно выделить высокий уровень холодной текучести. Это наблюдается в изменении формы сделанных из него изделий при высоком давлении. Когда они применяются при не очень высоких температурах, например, от +80 до +100 С, то нагрузка на них не должна составлять более 10 кг/м2. Если давление большое, то на изделии будут наблюдаться заметные деформации. Нагрузка также должна снижаться с увеличением температуры.

Если давление сильное (100-200 кг/м2), то образец, сделанный из фторопласта, может раздавить в пластине, а толщина уменьшиться до 3-5 раз, что будет зависеть от температуры. В процессе деформации данного материала в основном не наблюдается растрескиваний и появления других повреждений.

Рассмотрим технические характеристики фторопласта в этом плане:

  • при температуре +20 С и нагрузке 33 кг/см2, степень деформации составляет в 1 сутки 6%, а в 4 суток 6,25%. При этом коэффициент будет составлять 0,03;
  • при температуре 20 С и нагрузке 21 кг/см", степень деформации составляет 3,05% в 1 сутки и 3,19% в 4 суток. При этом коэффициент будет составлять 0,032.

Фторопласт также можно использовать для изготовления деталей, которые применяются при давлении более 30 кг/м2. Но при этом в изделии конструкция узлов сопряжения должна быть предельно плотной. Также не допускается присутствие значительных зазоров и полостей. В такой ситуации фторопласту просто некуда деваться.

Стоит отметить, что материал не очень эластичный. В связи с этим для получения плотного прилегания, на производстве в него добавляют резину. В некоторых случаях в узлах примыкания применяют пружинные компенсаторы.

Технические характеристики фторопласта

Во время производства фторопласта ф4 обязательно соблюдается ГОСТ 10007-80.

Рассмотрим самые значимые свойства (физико-химические) фторопласта:

  • рабочая температура материала составляет от -269 до +260 С;
  • при комнатной нормальной температуре теплопроводность составляет 0,25 Вт/м.град;
  • удлинение (относительное) до разрыва составляет 350 %;
  • коэффициент трения по стали — 0,2;
  • давление, нужное для разрушения при растяжении составляет 20-30 МПа;
  • по Бринеллю твердость составляет 30-40 МПа;
  • плотность составляет 2100—2200 кг/м3;
  • водопоглощение за сутки — 0.

Такие характеристики имеет фторопласт-4. Данные свойства материала позволяют его применять для производства деталей самого высокого качества.

Фторопласт — ф4

Политетрафторэтилен является наиболее популярным видом полимеров данного типа.

Сейчас выпускаются следующие марки фторопласта-4:

  1. Ф-4Д. Такой материал является очень технологичным и используется для производства изделий точного размера;
  2. Ф-4Д. Из этой марки фторопласта изготавливают тонкостенные трубы, шланги и ФУМ-ленты, изоляцию для кабелей;
  3. Ф-4О. Он используется для создания изделий общего назначения;
  4. Ф-4ПН, который применяется для производства изделий увеличенной надежности.

Фторопласт листовой

Данный тип изделий в современной промышленности является очень востребованным.

Листовой фторопласт по технологии изготовления классифицируют на:

  • прессованный, материал марки «П»;
  • строганный, материал марки «С».

Этот вид фторопласта продается в рулонах без катушки. Его толщина определяется ГОСТом и может составлять 2-4 мм, что будет зависеть от ширины.

Фторопласт с превосходными техническими характеристиками относится к новейшим материалам. Он применяется для производства различных деталей и узлов. Если его сравнивать с обычной пластмассой, то он характеризуется множеством неоспоримых достоинств. При этом сам фторопласт, а также изделия из него должны быть изготовленными в соответствии с ГОСТами.

vseprostroiku.ru

это что такое? Технические характеристики, свойства материала :: SYL.ru

Фторопласт – это такой изготовленный промышленно материал, который содержит фтор. Классические представители этой группы соединений – тефлон и ПТФЕ. Высоко ценится фторопласт за свои физические, химические особенности. Фторопласт – это светлое бежевое вещество, по цвету близкое к белому. Довольно широко используется материал в повседневности, в бытовой сфере. В то же время фторопласт – это незаменимое соединение для промышленности. Процесс производства предполагает использование мономеров, поляризуемых применением специализированного оборудования.

Откуда взялось?

Фторопласт – это соединение, которое впервые удалось изготовить в далеком 1938 году. Автором изобретения считается Рем Планкетт. В настоящее время слова «фторопласт» и «тефлон» используются как синонимы. Инженеры Советского Союза смогли создать такое же соединение в период Второй мировой войны. В то время трубка из фторопласта была большой ценностью: материал выдавали на строго ограниченные цели и только в небольших количествах. Каждая такая процедура требовала подтверждения со стороны представителей специальной службы безопасности.

В наши дни фторопласт листовой (а также в иных формах) представляет собой очень распространённый материал, обширно применяемый для достижения самых разных целей. Доступ к нему больше ничем не ограничен (кроме, конечно, цены).

Фторопласт: технические характеристики

Визуально материал похож на парафин, а также напоминает полиэтилен. Физические параметры, свойственные ему:

  • плотность в границах 2,18-2,21 г/м3;
  • эластичность, гибкость;
  • стойкость к замерзанию, нагреву;
  • неспособность проводить ток;
  • неспособность впитывать воду.

Фторопласт – это хороший изолирующий материал. Характеристики фторопласта таковы, что соединение показывает стойкость на трение, деформирование, ему свойственна повышенная прочность. В то же время фторопласт отличается слабой восприимчивостью к ультрафиолету, что делает его стойким к излучению этого спектра.

Химические особенности

Изготовленный по ГОСТу фторопласт (ГОСТ 10007-80) отличается рядом положительных особенностей на фоне большей части материалов со сходными свойствами. Как показывают многочисленные работы по сравнительному анализу, фторопласт по своим химическим параметрам предпочтительнее многих металлов, широко используемых в промышленности в наши дни. Его отличительные особенности:

  • стойкость к кислотам, щелочам;
  • невосприимчивость к агрессивным азотным соединениям;
  • способность сопротивляться соляной кислоте.

Как производится?

Чтобы фторопласт листовой (трубы, в любой другой форме) обладал всеми положенными ему по принятым стандартам качествами, необходимо тщательно соблюсти технологию производства этого материала. Для этого сперва в специальной установке обеспечиваются все условия для обмена атомов галогенов на фтор, затем начинается пиролиз, в результате которого формируется тетрафторэтилен. Такой порошок необходимо полимеризовать, только после этого приобретает готовый фторопласт свойства, положенные ему по спецификации.

Особенности применения

В наши дни фторопласт активно используется в самых разных отраслях и сферах человеческой жизни. Как показали проведенные несколько лет тому назад исследования, практически половина всего произведённого промышленностью фторопласта расходуется в пищевой и химической отраслях. Порядка 15 % применяются на изготовление электротехнических товаров, еще пять процентов уходят в медицинскую область. До четверти всего производимого фторопласта применяется для конструирования транспорта, военных и атомных объектов, а на бытовое использование уходит около 10 % продуцируемого соединения.

Как удалось выяснить в ходе многочисленных испытаний, фторопласт безопасен для живых организмов, поэтому можно смело допускать контакт этого соединения и пищи, воды, предназначенной для питья. Фторопласт не является источником вреда. Даже если это соединение окажется в человеческом организме, серьёзного вреда в общем случае не будет, хотя, конечно, есть и такие ситуации, когда работа с фторопластом сопряжена с повышенной опасностью. Как правило, это характеризует ситуации, когда превышается температура плавления фторопласта и соединение переходит в раскаленную жидкую форму. Впрочем, это свойственно только производственным процессам, сопровождающимся применением специализированного оборудования, а к работе с фторопластом допускается только прошедший специальное обучение персонал.

Прогресс и промышленность

В настоящее время плотность, вес фторопласта, его стойкость к агрессивным факторам, безопасность для человека сделали этот материал совершенно незаменимым для промышленности и быта. Обыватель редко задумывается, из чего изготовлена большая часть окружающей его техники, а ведь сырьем послужил именно тефлон. Так, в электронике плотность фторопласта сделала его оптимальным материалом для конструирования высококачественного оборудования. Кроме того, этот материал обладает способностью блокировать ток, что делает его область применения еще более широкой. Можно применять тефлон в работах над проводкой, при конструировании конденсаторов и иных деталей электронных систем, в том числе очень высокой сложности, а также тех, где нужна повышенная стойкость и надежность.

Если обратить внимание на современные медицинские приборы, то можно заметить, что и тут фторопласт применяется очень активно. В частности, он служит материалом для производства имплантатов и обширно эксплуатируется стоматологами. Незаменим фторопласт и для офтальмологов. Именно это вещество применяют в процессе изготовления кардиостимуляторов и кровеносных сосудов для имплантации в человеческий организм. Фторопласт совершенно безопасен для человека, что и делает возможности по его применению столь широкими.

Серьезная промышленность и серьёзные материалы

Фторопласт активно используется в авиации. Именно из него можно создавать авиационные трубопроводы, сталкивающиеся во время своей работы с повышенными нагрузками. По таким трубам жидкость прокачивается в условиях очень высокого давления, а также при повышенной температуре. Благодаря плотности и высокой температуре плавления фторопласт оптимально подходит для конструирования подобных систем.

Не менее важен фторопласт и для моторостроения, так как служит исходным сырьем для производства многочисленных расходных частей и запасных деталей. Именно из него делают, к примеру, пластины скольжения, монтируемые для опор. Незаменим фторопласт и при производстве подшипников. Материал зачастую применяют в качестве уплотнения, работая над стыками. Тефлон оптимален и как средство для устранения фрикций, способных разрушить машину. Колебательные движения сглаживаются, и материал основной конструкции не сталкивается с нагрузками – их полностью поглощает фторопласт.

Слабые стороны

Как и любой другой материал, фторопласт имеет некоторые особенности, ограничивающие его применение и создающие сложности в работе с ним. В частности, известно, что стойкость к износу тефлону свойственна относительно невысокая. Если соединение нагревают до температуры 300 градусов по школе Цельсия и выше, из него выделяются летучие компоненты, негативно влияющие на живые организмы. Также фторопласт характеризуется повышенными показателями холодной текучести и плотности, из-за чего относится к категории тяжелых полимеров.

Фторопласт был изобретен относительно недавно, но, несмотря на свои недостатки, стал совершенно незаменимым сырьем для самых отраслей промышленности. Невозможно представить себе развитие цивилизации до текущего уровня без использования тефлона. Ряд отраслей просто не имеют альтернативного фторопласту материала.

Фторопласт: виды

В настоящее время фторопласт – это термин, применяемый к группе материалов, несколько отличающихся друг от друга. Каждая разновидность свойственна какой-либо стране, где она преимущественно производится и применяется, имеет специфическое наименование. Например, в Америке широкое распространение получил тефлон – это так называемый четвертый фторопласт, а вот японский вариант – это полифон. Итальянская промышленность построена с использованием алгофона, английская прибегает к флюону, а французская – к сорефлону. В Германии материал, наиболее активно используемый в промышленных процессах, носит название гостафлон ТР.

Есть также третий фторопласт, который в разных странах представлен под разными наименованиями: в Японии его знают как дайфлон, а во Франции как волталеф. Американская промышленность применяет кель Ф. Также существует второй фторопласт, фторопласт-40 и сополимер, построенный на совмещении винилиденфторида и тетрафторэтилена. В продаже он обычно обозначается как фторопласт-42.

Фторопласт: сочетая и разделяя

Довольно обширное применение в промышленных процессах получили разнообразные соединения, построенные на фторопласте. Большинство из них производится следующим образом: в качестве основы берут полимер на базе фтора, в него добавляют специальные компоненты, корректирующие необходимые качества. Таким образом можно повысить плотность или стойкость к износу, увеличить сопротивление высоким и низким температурам, откорректировать параметры упругости и твердости конечного продукта.

Наполнителями могут быть самые разные компоненты, основное условие – способность выдержать ту температуру, при которой спекают фторопласт. В настоящее время принято разделять возможные наполнители на несколько групп. Широко используются металлы (медь, никель, благородное серебро и ряд других соединений). Можно вводить во фторопласт минералы – каолин, кварц или керамическую крошку. Довольно хороший результат может дать добавление органических соединений – сажи, угля, кокса, графита. Армирующий эффект могут придать наполнители в виде каркаса или волокон. Первые обычно представляют собой мятые сетки из металла или фольгу, а вторые представлены неткаными и ткаными материалами. Нетканые – усы из металла, волокна базальта, кварца, асбеста. Тканые наполнители фторопласта – стеклоткань, ткань базальта, асбеста, графита.

Особенности комбинирования

В настоящее время разработано несколько методик введения наполнителя во фторопласт. Довольно часто каждый из компонентов в полимерную смесь вводят по отдельности, формируя различные сочетания для достижения таких параметров, которые должны быть у конечного объекта. Эта методика носит наименование комбинированных наполнителей. Особенности такой композиции будут определять специфику конечного продукта. Но возможен производственный процесс, в рамках которого во фторопласт добавляют только один наполнитель.

Если было решено улучшить исходный состав применением графита, бронзы, стеклянного волокна, муки кокса или металлическими силицидами, изнашиваемость возрастает в сотни и даже тысячи раз в сравнении с классическим рецептом фторопласта. Кроме того, растёт теплопроводность, способность сопротивляться сжатию (увеличивается в десятки раз). Также сокращаются показатели трения, одновременно с чем улучшается параметр твердости.

Что и когда добавить?

Если конечный продукт должен обладать качествами фторопласта, в то же время быть более прочным и стойким, тогда в производственном процессе в смесь вводят графит. При необходимости улучшения показателей проводимости тепла, стабильности и твердости нужно добавить к полимерам фтора бронзу. Это позволяет повысить стойкость конечного продукта приблизительно в пять сотен раз. Для повышения прочности, твердости при одновременном снижении трения нужно ввести к полимерам фтора дисульфид молибдена.

Хорошие результаты дает добавление стеклянного волокна: стойкость на износ повышается, размеры предмета будут сохранять стабильность вне зависимости от уровня влажности, предмет становится стойким к усадке, температурному влиянию. Снижается холодная текучесть.

www.syl.ru

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

Группу фторсодержащих полимеров получаемых путем полимеризации тетрафторэтилена принято называть фторопласт. 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

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

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