Фторопласт – непатентованное применяемое на территории стран СНГ наименование фторсодержащей полимерного вещества. Оригинальное и зарегистрированное американским концерном Du Pont название – тефлон. Также фторированные пластмассы называют: PTFE, фторопласт-4, фторполимер.
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Вещество было синтезировано в США в 1938 году. Ученый Рой Планкетт в лаборатории компании Kinetic Chemicals, впоследствии вошедшей в корпорацию Дюпон, из газообразного фторсодержащего полимера получил твердую субстанцию с поразившими научный мир свойствами. Соединение сразу запатентовали.
Первые детали из политетрафторэтилена поступили в СССР по ленд-лизу во время второй мировой войны от американских союзников. Параметры фторопластовых прокладок, уплотнителей и пар скольжения, используемых в военной технике из США, впечатлили советских конструкторов.
В ЦК КПСС было принято решение о налаживании собственных разработок. В 1947 году ученые приступили к созданию фторопласта-4 из хлордифторметана. Начальная экспериментальная партия получена в 130 литровом реакторе-полимеризаторе. Выход на промышленный уровень осуществлен в 1956 году.
Фторопласты – группа соединений с отличающимися параметрами:
- Политетрафторэтилен, или Ф-4;
- Политрихлорфторэтилен, или Ф-3;
- Сополимеры тетрафторэтилена – Ф-40, Ф-4МБ, Ф-42 и другие.
Общие характеристики:
- Высокие электроизоляционное качества;
- Химическая и биологическая инертность;
- Устойчивость к образованию электродуги;
- Низкий коэффициент трения;
- Электрическая и механическая прочность;
- Термостабильность.
Продукция из фторопласта-4 (Ф-4, тефлон) выпускается по ГОСТ 10007. Это пластмасса повышенной прочности с максимальной температурой эксплуатации 260 0С. Устойчива к химическим и биологическим средам, высокой влажности. За счет уникальных свойств Ф-4– самый распространенный из всех фторсодержащих полимеров.
Марки фторопласта-4:
|
С |
П |
ПН |
О |
Т |
|
Используют для изготовления изделий |
||||
|
Специальных |
Пленочных |
Пленочных и ленточных повышенной надежности |
Общего и композиционного назначения |
Толстостенных, для трубопроводов |
Нормы качества:
|
Показатель |
С |
П |
ПН |
О |
Т |
|
Внешний вид порошка |
Белый цвет |
||||
|
Легкокомкующийся без включений |
Легкого комкования |
||||
|
Как выглядит пластина по цвету |
Однородно белая |
Допускаются оттенки серого или кремового |
|||
|
Вид по чистоте |
– |
Утверждается образец для соответствия |
|||
|
Как выглядит строганая пленка |
В соответствии с утвержденным образцом |
– |
|||
|
Процентное содержание влаги, % |
0,02 |
||||
|
Плотность материала, г/ см3 |
≤ 2,18 |
≤ 2,19 |
≤ 2,20 |
≤ 2,21 |
|
|
Прочность образца без закалки при приложении разрывающего усилия, МПа |
≥ 27 |
≥ 26 |
≥ 25 |
≥ 23 |
≥ 15 |
|
Удлинение при разрывающей нагрузке, % |
≥ 350 |
≥ 280 |
|||
|
Стабильность при воздействии температур, ч |
≥ 100 |
≥ 15 |
|||
|
Прочность к пробою, кВ/ мм |
≥ 50 |
≥ 60 |
≥ 50 |
– |
|
|
Поперечное удлинение строганой пленки при разрыве, % |
– |
175 |
– |
||
Температурные показатели:
|
Температура, 0С |
|||||
|
Эксплуатации |
Стеклования аморфных зон |
Плавления кристаллов |
Разложения |
Максимальной скорости кристаллизации |
|
|
Max |
Min |
||||
|
260 |
-269 |
-120 |
327 |
Более 415 |
310-315 |
Фторопласт Ф-4, листовой или другой формы, стоек к кислотам, растворителям, щелочам, окислителям при температуре от 20 до 1500С. При высоких температурных режимах тефлон не устойчив к расплавам и аммиачным растворам щелочных металлов. Непорист, показатель водопоглощения за сутки – 0%.
Область применения Ф-4 обширна:
- Машины и механизмы. Из-за малого коэффициента трения из него создают покрытие для пар скольжения, работающих под сильными нагрузками. Ввиду стойкости к нагреву из тефлона разрабатывают компоненты для двигателей. Мелкодисперсное соединение выступает как компонент смазок. Прокладки, уплотнительные кольца и сальники из фторополимера – незаменимы в гидравлических системах и трубопроводах.
- Медицинская промышленность. Биологически инертный состав совместим с организмом человека. Из него изготавливают хирургические, стоматологические, кардиологические протезы, сосуды и клапаны сердечно-сосудистой системы.
- Электроника и электротехника. Благодаря значительным диэлектрическим показателям тефлон пригоден в качестве изолятора. Фторопластовая электроизоляционная пленка – один из компонентов кабельной продукции.
- Пищевая промышленность. Тефлон безопасен для людей, поэтому из него делают уплотнители насосов, детали трубопроводов, перекачивающих жидкости. Также из него получают антипригарное покрытие кухонной утвари, которая подвергается нагреву.
- Химическое производство. Поскольку фторполимеры слабовосприимчивы к агрессивным средам, ими футируют поверхности различных емкостей, используют в колонных реакторах. Они также подходят для изготовления арматуры, уплотнителей, других составных элементов трубопроводов, сосудов.
- Строительство. Из пластин фторопласта 4 создают ответственные составляющие опор скольжения мостов, эстакад и других сооружений с большими пролетами. Ф-4 служит в регионах со значительной сейсмической опасностью в виде прокладок опор. Элементы конструкции при землетрясении свободно перемещаются относительно друг друга посредством скольжения, каркас сооружения не разрушается.
- Получение ткани и пошив одежды. Тефлоновая прослойка придает тканевой основе ветро- и влагозащитные качества. Продукту придают пористую структуру, чтобы при активной нагрузке естественные испарения человеческого тела с лёгкостью удалялись наружу. На значительную часть спортивной экипировки наносится тонкий слой фторополимера.
Вследствие уникальных преимуществ фторопластовый стержень, лист или пленка Ф-4 постепенно вытесняет другие пластмассы, широко используется во всех сферах народного хозяйства и жизнедеятельности человека.
