какой фторопласт лучше прессованный или экструзионный

Фторопласт: технология производства сырья и получение готовых изделий

Фторопласт: технология производства сырья и получение готовых изделий

Фторопласт, известный также как тефлон или ПТФЭ (PTFE) – политетрафторэтилен, открыл американский химик Р. Планкетт в 1938 году. Уникальные эксплуатационные свойства нового полимера оценили сразу, но данные о способах его получения долгое время были засекречены. Материал производили только на предприятиях Du Pont, в основном для нужд оборонной промышленности. В России полимер начали разрабатывать и впервые синтезировали в 1947 году, в ленинградском НИИПП. Как и из чего получают фторопласт сегодня? Ознакомимся с технологией производства этого необычного полимера с уникальными свойствами и широким применением.

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.

Особенности и типы фторопласта

Фторопласт – полимер из молекул углеводорода, содержащего в своем составе атомы фтора. Его стабильность и химическая инертность, сравнимая со свойствами драгоценных металлов, обусловлена прочным соединением между атомами фтора и углерода в молекулах мономеров. В каждом углеводородном звене полимерной цепочки может быть от одного до четырех атомов фтора, которые замещают собой водород. В зависимости от количества фтора, расположения его атомов, наличия в составе других галогенов, меняются физико-химические свойства полимера. Также на характеристики материала влияет пространственное расположение полимерной цепочки, связи между мономерами и другие факторы.

Таким образом, фторопласты – это целая группа разных типов полимера. Сейчас в производстве используют более 25 марок, а самыми популярными являются четыре модификации:

Эти типы фторопласта объединяет низкий коэффициент трения, но они различаются по температуре эксплуатации, степени инертности к щелочам и кислотам, удельному весу, электропроводности, теплопроводности и пр. Разные материалы используют в разных отраслях производства и науки.

Самый популярный из группы – фторопласт-4. Именно его производят в наибольших объемах и называют тефлоном (под таким названием он изначально запатентован в США). Сейчас в производстве есть несколько марок фторопласта-4. Основное различие между ними – длина полимерной цепи, с увеличением которой растет и плотность материала. Также фторопласт модифицируют путем добавления в чистый полимер различных добавок – кокса, дисульфита молибдена, кобальта, стекловолокна, углеволокна.

Предназначение слюдяной пластинки в микроволновке

Снутри каждой СВЧ (Микроволновое излучение, сверхвысокочастотное излучение — электромагнитное излучение, включающее в себя дециметровый, сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн)

-печи стоит магнетрон — устройство, генерирующее микроволны. В отсек для разогрева пищи волны проходят через волновод, вход в который как раз и прикрывает пластинка из слюды.

Эта пластинка делает несколько функций:

• защищает генератор СВЧ (Микроволновое излучение, сверхвысокочастотное излучение — электромагнитное излучение, включающее в себя дециметровый, сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн)
  от действия высочайшей температуры при разогреве блюд;
• умеренно разносит микроволны по всей рабочей камере;
• защищает магнетрон от попадания капель жира и частиц пара.

Интересно почитать: Чернение ножа в домашних условиях

Основная причина, по которой для микроволновки употребляют конкретно слюду — её сохранность и гигиеничность. Этот материал выдерживает высочайшие температуры, прозрачен для микроволн, но не пропускает электричество. К тому же слюда различается низкой ценой.

Принципиально! Слюдяная пластинка — очень принципиальный элемент, который необходимо постоянно держать в чистоте. Ведь капли воды, жир либо остатки еды могут деформировать слюду. Чтоб элемент прослужил как можно подольше, при разогревании блюд нужно воспользоваться специальной пластмассовой крышкой.

Производство первичного сырья

В России применяется трехэтапный способ получения фторопласта:
Порошок маркируется в зависимости от размеров частиц (Ф4ПН-20, Ф4ПН-80 и пр.). К маркировке модифицированного фторопласта добавляют букву «М» и цифровое обозначение количества добавки по отношению к количеству самого ПТФЭ.

Сейчас наиболее дешевыми и отработанными являются технологии производства фторопластов Ф4 и Ф3 и их разновидностей (Ф-4Д, Ф-30Л, Ф-30). Синтез фторопласта-2 и фторопласта-1 (поливинилфторид) более затратный, так как использует уже несколько устаревшие подходы.

Изготовление фторопластовых изделий

Чтобы из порошка получить готовые изделия или заготовки (пластины, втулки, стержни), используют:
Экструзионный способ позволяет производить более длинные заготовки (до 5 м), тогда как размеры прессованных изделий ограничены размерами пресс-форм.

Фторопластовые заготовки в дальнейшем обрабатывают механически (на металлорежущем, фрезеровочном, шлифовальном оборудовании). Таким образом изготавливают разнообразные детали и элементы машин, механизмов конструкций – от конструкционных и опорных элементов до подшипников, уплотнительных прокладок, манжет, изолирующих вкладышей и пр.

Применение

Готовые изделия из фторопласта широко применяются в разных отраслях промышленности – нефтеперерабатывающей, химической, фармацевтической, пищевой, в машиностроении, в энергетике и системах теплоснабжения. Такая популярность материала обусловлена его уникальными эксплуатационными характеристиками – тепло- и морозостойкостью, химической инертностью, диэлектрическими свойствами, безопасностью и экологичностью, высокой устойчивостью к истиранию и способностью работать без смазок. Во многих случаях детали из фторопласта заменяют уже привычную резину, силикон, паронит и некоторые конструкционные пластики. И хотя фторопластовые элементы стоят дороже, они многократно окупаются благодаря длительному сроку службы.

Источник

Экспандированный фторопласт

Относится к уплотнительным материалам нового поколения. Исходному полимеру, в соответствии со специальной технологией, придаётся разнонаправленная волокнистая структура. Это позволяет к таким свойствам фторлона, как химическая инертность, долговечность, термостойкость, добавить повышенную пластичность, устойчивость к давлениям, а также уникальную способность сглаживать неровности. Кроме того, у него отсутствует свойство холодной текучести, к которой склонен исходный полимер.

Экспандированный тефлон используется для производства уплотнительных втулок и колец, которые характеризуются увеличением срока службы, повышением степени герметичности соединений.

Уменьшаются объемы и частота проведения ремонтных работ, достигается значительная экономия внутреннего носителя за счет уменьшения числа протечек, а также электроэнергии за счёт уменьшения трения в соединительных узлах оборудования. Наиболее целесообразно применение прокладок для фланцевых соединений большого диаметра, где его способность сглаживать неровности, позволяет достичь большей герметичности.

Экспандированный ПТФЭ может выпускаться в листах с толщиной 0.5 – 6.0мм, форматом 1.5×1.5 м и 2.0×2.0м.

Фторопласт. Виды и применение. Формы и плюсы. Особенности

Фторопласт – фторсодержащий полимер, используемый как конструкционный материал в машиностроении, медицине, электронике, пищевой и химической промышленности.

Виды фторопластов

Название фторопласты объединяет целую группу фторсодержащих полимеров, которые имеют отличия по техническим параметрам. За счет этого они не являются взаимозаменяемыми при изготовлении специальных деталей для сложных механизмов. Для каждой конкретной цели оптимально использовать определенную разновидность фторопласта.

К наиболее часто встречаемым в производстве фторопластов можно отнести:

Политетрафторэтилен также известный как Ф-4. Он является самым плотным из всех видов фторопласта. Не изменяет свойства при нагреве до температуры 260°С. Имеет малую пористость и повышенную гидрофобность. Тефлон является универсальным материалом. Сфера его использования в разы обширней прочих фторопластов. Он имеет очень высокую устойчивость к нагреву, поэтому из него делают детали для моторов. Тоже его используют в качестве изолятора тока в электро и радиотехнике.

Политрихлорфторэтилен или Ф-3 – это прочный и твердый материал. Является достаточно удобным в обработке. Он способен размягчаться при нагреве и расплавится до жидкого состояния. Благодаря этому из него отливают детали и заготовки путем прессования горячей массы. Положительным качеством Ф-3 является высокая адгезия к металлам. За счет этого его часто используют как очень износоустойчивое антикоррозийное покрытие.

Политрихлорфторэтилен также известен как Ф-2. Существуют его модификации с включением в состав кобальта или кокса. В таком случае материал маркируется как Ф-2М. Он не содержит пластификаторов и стабилизаторов, но и без этого имеет высокую упругость. Его используют для изготовления труб, емкостей для хранения агрессивных веществ. Отличительным качеством материала является возможность растворения в нейтральных растворителях. Этим пользуются для его удаления, к примеру, при изготовлении литьевых форм.

Сополимер тетрафторэтилена или Ф-40 получил распространение при изготовлении деталей трубопроводов. Из него отливают и вытачивают корпуса для насосов. Материал подходит для производства втулок и прокладок. Этот фторопласт также используется для создания покрытий на детали, которые нужно сделать водостойкими. Существует 2 модификации материала: Ф40П и Ф-40Ш. Первая применяется для изготовления различных деталей методом прессования массы или литья. Ф-40-Ш подходит для получения различных изделий путем экструзии, что более удобно для современного производства, благодаря высокой скорости формовки. Обе модификации не горят, не пропускают ультрафиолет. Кроме этого они устойчивы к воздействию концентрированных кислот.

Общим важным свойством всех фторопластов является самый низкий коэффициент сухого трения. То есть детали из этого материала отличаются высокой износоустойчивостью. Самой широко используемой разновидностью фторсодержащих полимеров является тефлон, также известный как Ф-4. Он является безопасным для человека и благодаря ряду свойств, применяется в пищевой промышленности. Из него помимо всего прочего делают антипригарное покрытие сковородок, форм для выпекания.

Общие технические преимущества

Хотя материалы, относящиеся к группе фторопластов, могут иметь разные технические свойства, но общими качествами для них всех являются:

Фторопласт является очень удобным в работе материалом. Его можно сверлить, резать, точить, шлифовать, фрезеровать. Благодаря этому его часто используют для изготовления различных деталей на токарном станке.

Материал благодаря содержанию фтора приобретает высокую химическую стабильность. Он переносит контакт с большинством кислот и прочих агрессивных соединений. Благодаря этому из него изготавливают детали для оборудования в химической промышленности и фармакологии.

Все фторопласты имеют существенно более низкий коэффициент сухого трения, чем прочие полимеры и вещества. Это позволяет делать из них втулки, легкие подшипники, скользящие детали. Это качество крайне ценится, и благодаря именно ему фторопласты получили столь широкое распространение.

Фторсодержащие полимеры практически не горят. При контакте с открытым пламенем они просто обугливаются. Также материал не боится электрического воздействия.

Так как фторопласты не изменяют свою длину при нагреве или охлаждении, материал широко используется для изготовления уплотнительных деталей в механизмы, работающие в условиях высоких температур. Такой уплотнитель не меняет свой объем, за счет чего работает одинаково эффективно в любых условиях.

Форма выпуска

Фторопласт поступает в продажу в виде готовых изделий, или же как заготовки для производства деталей. Нужно отметить, что форма и размер таких заготовок регламентируется по утвержденному техническому регламенту. В связи с этим габаритные параметры заготовок у разных производителей могут отличаться. Общим для них является химический состав. Он соответствует принятым нормам. Поэтому изделия разных заводов имеют практически одинаковые рабочие качества.

В качестве заготовок фторопласт можно купить в виде:

Листы и пластины из фторопласта могут иметь толщину от 1 мм до 6 см. Их используют для фрезерования при изготовлении различных прокладок, втулок и прочих деталей. Размер листов у разных производителей может существенно отличаться. Минимально это 100х100 мм. Также бывают листы и пластины от 1х1 мм.

Фторопласт в виде пленки имеет толщину в пределах от 10 до 100 мкм. Это полуфабрикат для изготовления изоляционной оплетки на токопроводящие провода. Также из нее делают тонкие прокладки, мембраны фильтров. Путем вакуумного прессования возможно приклеивание пленки на различные металлические изделия с небольшим рельефом, что обеспечивает надежную защиту от коррозии.

Стержни из фторопласта это достаточно ходовые заготовки для токарных работ. Они имеют толщину от 10 до 300 мм. Длина стержней может доходить до 2 м. В большинстве случаев они имеют круглое сечение, но встречаются и с квадратным или прямоугольным. Их производство выполняется методом экструзии.

Бруски из фторопласта могут иметь толщину от 2 мм до 20 см. Они выпускаются различного размера, но обычно не больше 200х300 мм. Преимущественно используются для фрезеровки деталей в различные механизмы и устройства.

Фторопласт в виде порошка или стружки почти не встречается в свободной продаже, так как является сырьем для крупных производителей готовых изделий. Для обычного потребителя, не имеющего экструдер с определенными техническими возможностями, порошок и стружка являются бесполезным материалом.

Какой фторопласт лучше

Каждая разновидность фторопласта обладает определенными качествами, которые отлично подходят под определенные условия эксплуатации. Однако наиболее универсальным является тефлон, он же Ф-4. У него более высокая плотность, температурная устойчивость, выраженная нейтральность к агрессивным веществам. В связи с этим при закупке заготовок под неопределенное использование, когда трудно предугадать в каких условиях будут эксплуатироваться изделия из них, лучше всего остановиться на Ф-4.

Ф-4 имеет много модификаций, отличающихся по некоторым техническим свойствам. При использовании материала для конкретных условий может оказаться оптимальным остановиться именно на одной из модификаций:

Ф-4ПН обладает более высокой надежностью, чем обычный тефлон. Его применяют при изготовлении деталей, на которые оказывается высокое давление, трение.

Ф-4Д имеет меньший молекулярный вес. Материал отличается от обычного Ф-4 возможностью переработки методом экструзии. В свободной продаже полимер встречается редко, так как преимущественно из него делают пленки и волокна для крупных производств.

Ф-4А имеет аналогичные свойства, что и обычный тефлон, но более технологичен. За счет этого из него можно делать точные тонкие детали с минимальной погрешностью. При обработке с материала снимается тонкая стружка.

Тефлон является самым дорогостоящим среди всех фторопластов. Тоже популярные Ф-3 и Ф-2 стоят практически в 2 раза дешевле. При покупке заготовки из фторопласта важным параметром, кроме ее химической формулы, является то, что материал сделан из первичного полимера или выступает результатом вторичной переработки. Подавляющая доля фторопласта на рынке имеет китайское происхождение. Это преимущественно полимер полученный в результате вторичной переработки. Согласно последним исследованиям вторичный фторопласт уступает первичному по износоустойчивости практически в 2 раза.

При использовании деталей, изготовленных из вторичного фторопласта, существует большой риск их быстрого выхода со строя. Во многих случаях несмотря на дешевизну такого материала, его покупка в конечном счете может оказаться экономически нецелесообразной. Практически всегда лучше использовать первичный полимер.

Источник

Марки фторопласта

Выделяют следующие марки фторлонов:

Ф-2 (поливиниленфторид)

Состав продукта регламентируется ТУ 6-05-646-77. Материал не содержит стабилизаторов, пластификаторов и катализаторов. Он обладает высокой упругостью, прочностью. Поэтому используется для изготовления трубопроводов и емкостей для хранения, транспортировки агрессивных жидкостей. Полимер Ф-2 используют для вторичной переработки. Фторопласт имеет свойство растворяться в нейтральных растворителях.

Разновидность фторопласта — Ф-2М. Этот материал включает модификаторы в виде кокса, стекловолокна, кобальта.

Ф-3 (политрифторхлоридэтилен)

Состав регламентируется согласно ГОСТ 13744-76. Эта марка фторопласта отличается твердостью, прочностью. Полимер устойчив к низким температурам, хорошо плавится, может изменять форму при прессовке, литье. Его часто применяют в качестве покрытий против коррозии из-за хорошей адгезии к металлам.

Разновидность фторопласта — Ф-3М, который соответствует ТУ 6-05-1812-77.

Ф-4 (политетрафторэтилен)

Состав сопоставим с ГОСТ 10007-80. Среди прочих фторопластов Ф-4 выделяется самой высокой плотностью. Это слабо горючий материал. Он обладает высокой гидрофобностью, низкой пористостью. Пластик можно нагревать до 260 °C без изменения свойств, технических характеристик. Ниже приведены наиболее распространенные разновидности фторопласта Ф-4.

Ф-4А. Это порошок, обладающий всеми положительными свойства фторопласта Ф-4. Полимер более удобный в эксплуатации. Его применяют для изготовления деталей с заданными высокими допусками (точные размеры). Ф4-А используют для прессовки (компрессионной, автоматической, изостатической), поршневого экструдирования.

Ф-4Д. Тонкодисперсная разновидность фторопласта с малым молекулярным весом. Ф-4Д перерабатывают с помощью экструзии. Из материала приготавливают суспензии, которые затем применяют для изготовления волокон, пленочного материала, защитных покрытий.

Ф-4ПН. Эту разновидность эксплуатируют с целью получения деталей повышенной надежности. Различают также: Ф-4ПН-40 (средний размер частиц 21 – 45 микрон), Ф-4ПН-90 (46 – 135 микрон), Ф-4ПН-20 (частицы размером 6 – 20 микрон). Дополнительная маркировка определяется диапазоном размеров частиц полимера. Для фторопласта Ф-4 размер частиц варьирует от 100 мкм до 180 мкм.

Ф-4О. Материал эксплуатируют с целью производства типовых изделий: прокладок, втулок, в том числе для трубопроводных систем, насосов.

Ф-40. Продукт сополимеризации этилена и тетрафторэтилена изготавливают согласно ОСТ 6-05-402-47. По химическим свойствам сополимер Ф-40 близок к Ф-4. Материал, инертен к воздействию растворителей, концентрированных кислот. Он также защищает от действия ультрафиолета.

Сополимер имеет две разновидности: Ф-40П и Ф-40Ш. Детали, изготовленные из Ф-40П, получают прессованием или литьем, а с материалом Ф-40Ш работают методом выдавливания (экструзии). Ф-4HTD. Диапазон величин частиц полимера от 5 мкм до 30 мкм. Данный тонкодисперсный материал применяют как сухую смазку или загуститель смазок.

Фторопласт – характеристики, способы производства

Фторопласт – полимерный материал, применяемый в современной промышленности, в быту. Производство его с каждым годом увеличивается на 10 % в связи с повышенным спросом. Запатентованное соединение имеет еще одно название – тефлон.

Материал находит применение в таких сферах, как:

Это практичный в работе материал, который подаётся резке, шлифованию, термической обработке, фрезерованию. Пригоден для работы в условиях вакуума, трения.

Обработка листового фторопласта и изделия из него

Листы из фторлона можно обрабатывать практически любым механическим способом – сверлением, шлифованием, фрезерованием, точением.

Изготовление изделий и деталей из фторопласта имеет ряд особенностей:

• низкая теплопроводность не даёт возможности распространению теплоты внутри полимера. Это может вызвать нагрев инструмента и самой заготовки;
• наличие большого коэффициента линейного расширения может искажать размеры обрабатываемого изделия, что влияет на точность его изготовления;
• из-за склонности к холодной текучести, под действием нагрузки на изделия из фторлона, даже при невысокой температуре, становятся заметными деформации;
• обработка материала должна проводиться при комнатной температуре, не выше 20°С, с тем, чтобы размеры готового изделия соответствовали чертежам.

Листовой полимер предоставляет широкие возможности для изготовления:

• уплотнительных манжет и прокладок для герметизации соединений;
• опор скольжения и подшипников;
• пробирок, колб, чаш, воронок, разнообразной посуды;
• делительных воронок и пипеток;
• комплектующих для насосов;
• футерующих вкладышей для аппаратов химической, пищевой и медицинской промышленности;
• деталей медицинских приборов и инструментов, которые постоянно стерилизуются;
• сильфонов различных конфигураций;
• электрических изоляторов;
• электроизолирующих прокладок.

Основные методы производства листового полиэтилена и его применение в различных сферах.

Потолочные и напольные плинтуса из полиуретана скрывают стыки перекрытий со стеной, маскируют электрическую проводку и скрывают края обоев. Читать подробнее

Широкий диапазон свойств фторлонов позволяет использовать полимеры в атомной, авиационной, химической и космической промышленности. Подробнее

Виды полимера

Российская промышленность изготавливает несколько видов полимера:

Фторопласт-4 востребован в промышленности, благодаря своим преимуществам. Товары к продаже поступают в виде листов, пластин, лент, труб.

Что касается минусов, то по сравнению с широким перечнем преимуществ, их не так много. При нагреве +300°С способен выделять токсичные вещества. После продолжительной обработки склеивание затруднено, а при высоких нагрузках возможна ползучесть. Разрушить полимер можно только трифторидом хлора или расплавами щелочных металлов.

Химическая и нефтехимическая промышленность, энергетика

Здесь важнейшие свойства фторопласта – устойчивость к агрессивным средам даже при критически высоких температурах и давлениях. По сути, этот полимер можно использовать с любыми, даже самыми агрессивными химикатами (он «боится» только расплавов щелочных металлов и некоторых соединений фтора). Такая стойкость делает материал незаменимым в химической промышленности и смежных отраслях.

Из фторопласта изготавливают:

• Элементы трубопроводных систем – трубки, шланги.
• Детали трубопроводной арматуры (сальниковые и седельные уплотнения).
• Уплотнители трубопроводов, оборудования и емкостей (в частности, прокладки для фланцевых и резьбовых соединений).
• Покрытия (футеровку) металлических элементов и деталей, которые необходимо защитить от агрессивной среды или обеспечить скольжение (подшипники, поршневые цилиндры, корпуса и рабочие элементы запорной и регулирующей арматуры, колонных реакторов, экстракторов, емкостей).
• Наполнители для использования в высокотемпературных мембранных фильтрах.

Способы изготовления

Полимер производится несколькими методами, в зависимости от используемого способа полимеризации. В состав мономера вводится фтор и прочие соединения. Осуществляется пиролиз, предполагающий нагрев углеводородов с галогенами. Процесс разрушает длинные цепочки и создает новые соединения, вступающие в реакцию с фтором. Дальнейший синтез осуществляется с использованием радикальной полимеризации, сополимеризации или полимеризации на инициирующем носителе.

Стоимость материала зависит от марки и технических характеристик. Покупка оптом обходится дешевле.

Источник

Фторопласт: применение,преимущества,виды,фото,обзор,описание

Фторопласт относится к группе углеводородов, имеет полимерную структуру. Он может содержать в своем составе от 1-го до 4-х атомов фтора, что определяет его технические и химические характеристики. В процессе синтеза образуется белый, легко комкующийся порошок, который прессуется и спекается под воздействием высоких температур.

Фторопласт был открыт в первой половине XX века в США. Способ получения и формула вещества держались в строгом секрете.

В Советском Союзе материал появился в годы второй мировой войны, а в последствии было налажено собственное производство фторопласта. Поначалу он использовался исключительно в промышленных целях, и только в конце XX века стал применяться для производства товаров народного потребления.

Сегодня этот полимер широко применяется в химической промышленности, строительстве, машиностроении, медицине, используется для изготовления высокотехнологичных тканей. Наиболее известным из всех фторопластов является политетрафторэтилен, называемый в России фторопласт-4. В разных странах он имеет различные названия – в США тефлон или галлон, в Европе – гостафлон, флюон и другие.

Характеристики

Фторопласты очень устойчивы к химическим воздействиям. Этот материал очень прочен, устойчив к трению и сцеплению с другими поверхностями, практически не проводит ток. Все эти свойства изделие сохраняет даже при воздействии очень высоких температур.

В полимеры зачастую добавляют специальные наполнители, которые позволяют сделать материал более твердым, стойким к износу и деформации, а также снизить коэффициент трения, хотя и вес фторопласта немного увеличивается. Такие изделия используют в быту, строительстве, промышленности и сельском хозяйстве.

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).

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.

Применение фторопласта в различных областях

Применение фторопласта в различных областях в современном мире происходит повсеместно, начиная от глобальных масштабных проектов, где используют детали из этого конструкционного пластика, и вплоть до напыления на посуде — тефлон. Рассмотрим подробнее, где применяют фторопласт.

Фторопласт в автомобилестроении и машиностроении

Фторопласт в автомобилестроении и машиностроении активно применяют для производства различных запчастей для автомобилей и механизмов машиностроения, используя для этого фторопластовые заготовки в форме листа, пластины, плиты, стержня, круга, трубы. Из фторопласта различными способами изготавливают прокладки, уплотнители, сальники, манжеты, опоры скольжения. Мягкость и текучесть фторопласта-4 и его модификаций увеличивает срок службы деталей и узлов механизмов, подвергающихся трению. Фторопласт 4 (ф-4) отличный антифрикционный материал, недаром его называют «твердой смазкой»; обладает очень низким коэффициентом трения — 0,04, при взаимодействии между металлическими и фторопластовыми деталями коэффициент трения сопоставим с трением в подшипниках при наличии смазки. Для повышения износостойкости деталей создают композиты из фторопласта с добавлением графита, бронзы, армируют полимер стекловолокном. Фторопласт подходит для работ при высоком давлении, при низких температурах и в глубоком вакууме.

Фторопласт для электроники и радиотехники

Фторопласт для электроники и радиотехники применяют, так как полимер обладает исключительными изолирующими свойствами. Фторопласт-4 прекрасный диэлектрик (поверхностное электрическое сопротивление 1017 Ом), в электронной промышленности он идеален для изоляции проводов, особенно высоковольтных, разъемов, высоковольтных кабелей и электрических машин. Актуально его применение для производства уплотнительных деталей поршневого компрессора (например, поршневых колец), для изготовления сухих подшипников, работающих при низких температурах.

Фторопласт ф 4 незаменим для химической, атомной и космической промышленности

Фторопласт-4 является незаменимым материалом для химической, атомной и космической промышленности благодаря таким своим свойствам: обладает высокой сопротивляемостью к агрессивным средам, может контактировать долгое время с кислотами и щелочами, даже концентрированными, маслами, сточными водами, солями, керосином, нефтью и разными видами топлива. Фторопласт-4 устойчив к воздействию радиации, плесени, тумана и солнца. Благодаря этим характеристикам пластины (листы) фторопласта-4 широко применяют в химической промышленности для изготовления и футеровки насосов, емкостей для хранения и транспортировки; для защиты различных поверхностей от коррозии; для хранения спирта, смесей на его основе и особо чистых веществ, которые не должны быть загрязнены. Опыт применения этого полимера показывает, что защищенные фторопластом трубопроводы, реакторы и аппараты успешно функционируют 25—30 лет и более в тяжелых условиях химпроизводства и радиации.

Фторопласт для пищепрома

Фторопласт для пищепрома — этот полимер стал незаменим в этой сфере, он нетоксичен и безвреден для человека. В пищевой промышленности и быту фторопласт используют для изготовления посуды с противопригарным покрытием, кремовых шприцев, насадок для раскатки теста, фильтров и уплотнителей для техники, лезвий бритв. Его наносят тонким слоем способом напыления на поверхности, обеспечивая теплостойкость, несмачиваемость и продлевая срок службы изделий.

Применение фторопласта в медицине

Фторопласт-4 гигиеничен, обладает отсутствием вредного воздействия на организм человека и широко применяется в медицине в качестве емкостей для хранения крови и лекарственных препаратов, как материал для изготовления искусственных кровяных сосудов и клапанов. Из композитов на основе фторопласта изготавливают биосовместимые импланты для пластики уха, носовых перегородок, в стоматологии и офтальмологии.

Современные смазочные материалы с измельченным полимером фторопласт

Фторопласт в измельченном виде применяют в составах смазочных материалов. Благодаря развитию нанотехнологий в России появились различные присадки, масла и смазки с добавлением фторопласта, который в порошковом виде налипает на поверхность, заполняет все микротрещины и дефекты, значительно повышая защиту от трения и износа фрикционных деталей, в том числе при высоких температурах до +260°С. Но нужно понимать, что во многих недостоверных источниках указано, что фторопласт ф-4 российского или китайского производства выдерживает кратковременные нагрузки при +300°С и даже +400°С. На самом деле исходя из нашей практики при таких критических температурах этот полимер начинает деформироваться и разрушаться.

Применение фторопласта в строительстве

В строительстве современных мостов, путепроводов, эстакад и галерей из фторопласта листового делают важнейшие детали конструкций скользящих опор; фторопластовые детали (тефлоновые прокладки) повсеместно используют при строительстве зданий в зонах с повышенной сейсмической активностью, они дают возможность свободного перемещения элементам фундамента и каркаса зданий при землетрясениях.

Фторопласт в текстильной промышленности

Текстильная промышленность также использует фторопласт для своих нужд. Современные высокотехнологичные ткани для пошива одежды покрывают тончайшей пленкой из фторопластового сырья для придания им водоотталкивающих, паропроницаемых, ветрозащитных свойств. Модифицированный фторопласт применяют для пропитки кожаных изделий с целью придания им гидрофобности.

Это интересно

Впервые текстильную промышленность и фторопласт совместили братья Гор. В 1969 году Уилберт и Роберт Гор произвели первую мембранную ткань на основе пористой тонкой фторопластовой пленки для космической программы. Запатентовали эту чудо-ткань под названием Gore-Tex (гортэкс). Позже появились другие аналогичные материалы, которые в настоящее время активно находят применение в производстве спецодежды и обуви.

Фторопласты

Главная/Статьи/Фторопласты
Фторопласт

1. ГОСТ 10007-80 Фторопласт марок (фторопласт-4, фторопласт-3, фторопласт-40 и т.п.)

2. ТУ 6-05-810-88 Заготовки из фторопласта и фторопласта 4А общего назначения в виде пластин, брусков, дисков, стержней, втулок (колец)

3. СТО 05807960-007-2010 Суспензия фторопластовая Ф 4Д, Ф – 4МД

1. ГОСТ 10007-80 Фторопласт марок (фторопласт-4, фторопласт-3, фторопласт-40 и т.п.)

Является уникальным материалом, полученным химическим путем. Отличается высокой химической стойкостью, не изменяется даже при кипячении в «царской водке», характеризуется малой пористостью, отличными электрическими и механическими свойствами. На фторопласт-4 оказывают воздействие только расплавы щелочных металлов, растворы их в аммиаке, трехфтористый хлор и элементарный фтор при высоких температурах. Обладает низким, почти не зависящем от температуры коэффициентом трения, совершенно гидрофобен, физиологически инертен. Диэлектрические свойства его не изменяются до 200оС, а химические до -300оС. Фторопласт-4 может кратковременно применяться при температурах до +400оС.

Эти свойства делают изделия из фторопласта-4 незаменимыми при химической, электрической промышленности (изоляция проводов, кабелей, разъемов, изготовление печатных плат, пазовая изоляция электрических машин), приборостроении, машиностроении (узлы трения механизмов машин и приборов), атомно-энергетической, пищевой (облицовка валиков для раскатки теста, антиадгезионные и антипригарные покрытия), легкой и медицинской промышленности

Фторопласты – синтетические термопластичные полимеры, продукты полимеризации фторпроизводных олефинов.

Наиболее распространенные:

• Фторопласт-4 (политетрафторэтилен), тефлон (США), полифлон (Япония), алгофлон (Италия), флюон (Англия), сорефлон (Франция), гостафлон TP (Германия);
• Фторопласт-3 (политрифторхлорэтилен), дайфлон (Япония), кель F (США), гостафлон (Германия), волталеф (Франция);
• Фторопласт-2 (поливинилиденфторид), кайнар (США), KF полимер (Япония); видар (Германия); солеф (Бельгия), форафлон (Франция);
• Фторопласт-40 (сополимер тетрафторэтилена с этиленом), тефзел (США), неофлон ETFE (Япония), хостафлон ET (Германия);
• Фторопласт-42 (сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом);
• Фторопласт-4МБ (сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом), тефлон FEP (США), хостафлон FEP (Германия), неофлон (Япония);
• Фторопласт-50 (сополимер тетрафторэтилена с перфторвинилпропиловым эфиром), тефлон PFA (США).

Широко применяются также композиции на основе фторопластов, когда во фторполимер вводятся наполнители.

Наибольшее распространение получили следующие наполнители: Порошкообразные:

• металлические – медь, серебро, свинец, никель, бронза, олово, алюминий;
• минеральные – кварц, стеклопорошок, ситал, керамика, слюда, каолин;
• органические – графит, сажа, уголь, кокс.

Волокнистые (армирующие наполнители):

• нетканые – стекловолокно, асбестовое, графитовое, кварцевое, базальтовое волокно, металлические усы;
• тканые – стеклоткани, графитовые, асбестовые и базальтовые ткани.

Армирующие наполнители каркасного типа:

• металлическая смятая сетка;
• смятая фольга.

Наполнители можно вводить по отдельности или в различных сочетаниях (комбинированные наполнители) в зависимости от назначения композиций.

Например, введение во фторопласты таких наполнителей, как стекловолокно, графит, бронза, коксовая мука, дисульфид молибдена, силициды металлов, позволяет в 200-1000 раз уменьшить износ уплотнительного элемента, в несколько раз увеличить теплопроводность, в 5-10 раз увеличить прочность при сжатии и твердость, уменьшить трение.

При использовании в качестве наполнителей стекловолокна, кремнезема, асбестовой ткани, металлической ваты увеличивается жесткость композита, уменьшается относительная деформация при невысоких коэффициентах трения.

Среди самих фторопластов наибольшее распространение получил фторопласт-4 и композиции на его основе, благодаря исключительной химической инертности этого полимера по отношению практически ко всем агрессивным средам.

В России фторопласт-4 производится в соответствии с ГОСТ 10007-80

Он предназначен для изготовления изделий, пленок, обладающих высокими диэлектрическими свойствами, стойкостью к сильным агрессивным средам и работающих при температуре до +260 оС. Относится к группе трудногорючих материалов. Температура самовоспламенения в слое 520 оС. Температура воспламенения в слое не наблюдается до температуры самовоспламенения.

В зависимости от свойств и назначения фторопласт-4 классифицируется:

• С – для изготовления специзделий;
• П – для изготовления электроизоляционной и конденсаторной пленок;
• ПН – для изготовления электротехнических изделий и других изделий повышенной надежности, а также электроизоляционных, изоляционных и пористых, вальцованных пленок и прокладочной ленты (допускается в отдельных случаях при отсутствии фторопласта-4 марки С применять фторопласт-4 марки ПН для изготовления изделий спецназначения);
• О – для изготовления изделий общего назначения и композиций;
• Т – для изготовления толстостенных изделий и трубопроводов.

Показатели качества:

Фторопласт-4 перевозят всеми видами крытых транспортных средств.

Хранится упакованным в чистом сухом помещении на складах на расстоянии не менее 1 м. от отопительных систем.

Для контроля качества фторопласт-4 отбирают от партии 20 % единиц продукции, но не менее чем три единицы.

Гарантийный срок хранения – 2 года со дня изготовления

2. Заготовки из фторопласта и фторопласта 4А общего назначения

ТУ 6-05-810-88

Заготовки из фторопласта-4 и (фторопласта-4А), общего назначения должны быть изготовлены в соответствии с требованиями настоящих технических условий по технологическому регламенту предприятия-изготовителя, утвержденному в установленном порядке, на пресс-формах предприятия-потребителя и имеющихся у изготовителя изготовленных по документации, разработанной предприятием-изгото­вителем или согласованной с ним.

Заготовки выпускают в виде пластин, брусков, дисков, стержней, втулок (колец) и других типов.

При комнатной температуре заготовки из фторопласта-4 и фторопласта-4А невзрывоопасны, негорючи и не оказывают вредного влияния на организм человека при непосредственном контакте.

В зависимости от показателей качества выпускают два сорта заготовок: высший сорт и первый сорт. Заготовки высшего сорта изготавливают из фторопласта-4 марок ПН, 0 и фторопласта-4А марки 2, заготовки первого сорта из фторопласта-4 марок ПН, 0 и Т и фторопласта-4А марки 2.

3. Суспензия фторопластовая Ф 4Д, Ф – 4МД

СТО 05807960-007-2010

Технические показатели суспензии Ф-4Д

Рекомендации по использованию суспензий

Марки и технические характеристики фторопласта

Сегодня существует несколько марок фторопласта, которые различаются размерами молекул и их количеством. Рассмотрим наиболее популярные марки, и их технические характеристики:

Основные технические характеристики перечисленных фторопластов представлены в таблице.

В России вот уже много лет фторопласты в большом количестве производятся на химических предприятиях. Сфера применения полимеров чрезвычайно широка и обусловлена их техническими характеристиками. Материал имеет ряд исключительных свойств, благодаря которым он востребован в самых разных отраслях, и потребность в нем только возрастает последние годы, а соответственно и увеличивается и доля его производства в химической промышленности страны.

Преимущества материала

Популярность фторопласта объясняется его уникальными свойствами. Материал имеет ряд преимуществ, благодаря которым он с успехом используется как в машиностроении, так и в медицине. Его основными достоинствами являются:

Помимо всего прочего материал легко обрабатывается, он без труда поддается сверлению, шлифовке и фрезеровке. Рассмотрим более подробно сферу применения этого полимера.

Фармацевтическая отрасль и медицина

В этой сфере важнее всего химическая инертность тефлона. Он не взаимодействует с биологическими жидкостями и перерабатываемым фармацевтическим сырьем, не выделяет вредных веществ и не вызывает отторжения, даже если длительно находится в организме человека.

Способы и технологии применения фторопласта:

• Как и в случае с химической промышленностью, его используют как материал для создания конструкционных элементов, уплотнителей и защитных покрытий в производственном оборудовании, емкостях для хранения и транспортировки фармацевтического сырья и продукции.
• Широко применяются тефлоновые контейнеры для хранения крови и плазмы, а также элементы систем переливания крови и оборудования для диализа. Реже материал используют для упаковки лекарств.
• Из тефлона изготавливают протезы. Самые популярные области их применения – хирургия, кардиология, стоматология, офтальмология. В кардиологии это гибкие искусственные сосуды, сердечные клапаны и стимуляторы, в хирургии – элементы костей и суставов, которые ранее изготавливали из титана. Фторопласт имеет ряд преимуществ перед титановыми протезами. Производятся и хирургические шовные материалы из тефлона. В стоматологии полимер в виде мембран применяют в технологиях направленной костной регенерации, в пластической хирургии – для восстановления носовой перегородки.

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.

Источник

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.