Фторопласты — техническое название полимеров, содержащие фтор. В конце 30-х годов XX в. в химической лаборатории американской компании DuPont случайным образом был впервые получен полимерный материал широко известный сегодня под названием фторопласт. Благодаря своим уникальным свойствам фторопласт получил широкое распространение не только в промышленности, но и в медицинской а пищевой отрасли.
Фторопласты являются изоляторами тока и именно с фторопластовой пленки производят первичную обмотку высоковольтных проводов. Применяется фторопласт еще при производстве нагревательного кабеля, изоляция токопроводящих и нагревательной жилы, например, для устройства теплого пола. Также фторопласты является прекрасным антифрикционным и достаточно термостойким полимером, что позволяет применять его в узлах трения без дополнительной смазки. С фторопласта также делают прокладки и шайбы, и стыкуя детали никогда не «прихватывает». Детали из фторопласта склеиваются только при обработке поверхностей, склеиваются специальными праймерами, но даже в этом случае качество адгезии не очень высока. Также фторопласты является прекрасным антифрикционным и достаточно термостойким материалом. С фторопласта, в частности, делают шланги гидросистем высокого давления — пластмассовая трубка в стальной оболочке предназначена для длительной работы с давлением нагнетания гидросистемы до 200 атм. Благодаря высокой химической стойкости с фторопластов изготавливают шланги для перекачивания агрессивных жидкостей (концентрированные щелочи, кислоты), в том числе горячих и под высоким давлением.
Что делают из фторопласта
Фторопласт имеет наиболее низкий коэффициент трения среди известных конструкционных материалов, кроме того, статический коэффициент трения фторопласта равна его динамическом коэффициента, в связи с чем, он широко применяется в машиностроении — в узлах трения механизмов машин и приборов в качестве подшипников и опор скольжения, подвижных уплотнителей поршневых колец, манжет, работающих без смазки или с ограниченным количеством смазки и при наличии коррозионной среды. При этом использование фторопласта повышает надежность и долговечность механизмов машин, в которых он применяется, позволяя использовать такие узлы при работе в среде химически агрессивных элементов, глубокого вакуума или при очень низких температурах.
Замечательные диэлектрические характеристики фторопласта и устойчивость к воздействию температур от -269 ° C до + 260 ° C без изменения химических характеристик, делают незаменимым применение этого материала в электронике и электротехнике для изоляции проводов, кабелей, разъемов, изготовления печатных плат, пазовой изоляции электрических машин, а также в технике СВЧ.
Физиологическая и биологическая безвредность фторопласта обуславливает его широкое применение в медицинской и фармацевтической промышленности: из него изготавливают протезы кровеносных сосудов, сердечных сосудов, сердечных клапанов, емкости для хранения крови и сыворотки, упаковку для лекарств и многое другое.
К фторопластам относят политетрафторэтилен — «Фторопласт-4», политрифторхлорэтилен — «Фторопласт-3», поливинилиденфторид — «Фторопласт-2», а также сополимеры фторпроизводные этилена с фторолефинов, этиленом и т. П.
Фторопласт — 4
«Фторопласт-4» или TECAFLON PTFE ( «Ф-4») получают полимеризацией тетрафторэтилена. Зарубежные аналоги «Ф-4»: Политетрафторэтилен, Teflon 7 (Тефлон), Галлон (США), Полифлон (Японния), Hostaflon TF 1702 (Хостафлон ТФ) (Германия), Флуон (Англия), Гафлон, Fluon G 163,190 (Флюон) , Сорефлон (Франция); Algoflon F (Алгофлон) (Италия), Ftorosint PTFE (Фторосинт), Murflor (Мурфлор), Tекафлон, Polytetrafluoroethylene, Fluoropolymers. По химической устойчивости «Ф-4» превосходит благородные металлы, эмали, спецстали. Агрессивные химические вещества (кислоты, щелочи, окислители, растворители) не оказывают на «Ф-4» никакого влияния даже при высокой температуре. На «Ф-4» влияют только расплавы щелочных металлов, растворы их в аммиаке, трифторид хлора и элементарный фтор при высоких температурах. Это свойство позволяет применять «Ф-4» при изготовлении трубопроводов для транспортировки агрессивных химических соединений и емкостей для их хранения, магистральных и уплотнительных деталей, находящихся в контакте с агрессивными средами, для футеровки реакторов.
«Фторопласт-4» хорошо обрабатывается точением, сверлением, фрезерованием и шлифованием. Однако в соответствии с ГОСТ 10007-80 помещения, в которых производится обработка фторопласта, рекомендуется оснащать средствами приточно-вытяжной вентиляции и техническими средствами контроля воздуха. ГОСТ 10007-80 предусматривает оснащение рабочего места местной вентиляционной системой.
Фторопласт — 3
«Фторопласт-3» или TECAFLON PСTFE ( «Ф-3») имеет улучшенные механические характеристики, более устойчив к ползучести и поэтому может эксплуатироваться под нагрузкой в отличие от «фторопласт-4». Свойства «Ф-3» схожи с основными свойствами фторопластов: огнестойкий, очень низкое поглощение влаги; устойчивость к гидролизу и горячего пара; отличные свойства скольжения; высокая химическая стойкость; способность сохранять прочность, гибкость при низких температурах. Диапазон рабочих температур «Ф-3» меньше, чем в «Ф-4» — от -195 ° C до + 150 ° C и кратковременный нагрев до + 180 ° C, но он улучшенную адгезию к металлам. Главной отличительной чертой «Ф-3» от других фторопластов является его прозрачность. Фторопласт плохо растворяются или вообще нерастворимые во многих органических растворителях. «Ф-3» растворяется только в мезитилени и 2,5 дихлорбензотрифториди. Данный материал плохо склеивается. «Ф-3» стоек к радиации.
Зарубежные аналоги «Ф-4»: Polychloro-trifluoroethylene, Полихлортрифторэтилена, Полихлортетрафторетилен, Политрифторетилен, ПТФХЕ, ПХТФЕ Ф-3, Политрифторхлорктилен, Фторопласт-3, Halar / Dyflon / Дайфлон (Япония), Kel-f / Кель F (США), Хостафлон (Германия), Voltalef / Волталеф (Франция), Alcon / Алкон, Neoflon PCTFE / Неофлон.
«Ф-3» немного легче, в три раза прочнее (и при растяжении, и при изгибе, и при сжатии) и в 30-40 раз дороже «Ф-4, поэтому рекомендован к применению при сочетании следующих факторов:
- необходима высокая оптическая прозрачность;
- условия эксплуатации: агрессивные химические вещества,
- диапазон рабочих температур от -195 ° C до + 150 ° C — это смотровое стекло, уплотнение, глазок в нефтехимическом или газовом оборудовании, детали и компоненты фильтров, уплотнители, мембраны в пожарной технике, прозрачные детали насосов, вентилей, клапанов, расходомеров, а и другие детали химических установок.
Фторопласт — 2
«Фторопласт-2» или TECAFLON PVDF ( «Ф-2») пожалуй, самый химически устойчивый термопласт из известных на сегодня в мире. «Ф-2» — огнестойкий, негорючий пластик с высокой плотностью и отличной прочностью. Для него характерны минимальная ударная вязкость при низких температурах. «Ф-2» более износостойкий по сравнению с «Ф-4» несмотря на более высокий коэффициент трения. Основное отличие «Ф« 2 от других фторполимеров это то, что он сочетает в себе хорошие механические, тепловые и электрические свойства при воздействии химических веществ. Так же, как и другие фторполимеры, «Ф-2» стоек к гидролизу, очень низким ( «нулевым») поглощением влаги ». Элементы конструкций из «Ф-2» можно сварить между собой специальными сварочными прутьями в отличие от «Ф-4».
«Ф-2» имеет более низкую постоянную и кратковременную рабочую температуру по сравнению с «Ф-4» — от -30 ° C до + 150 ° C и кратковременный нагрев до + 150 ° C, но более прочный (в 3 раза от «Ф-4») и тверже, имеет высокие механические характеристики при нагрузках. В отличие от «Ф-4», в «Ф-2» отсутствует холодотекучисть под действием нагрузок. Диэлектрические свойства «Ф-2» немного меньше, чем в «Ф-4».
«Ф-2» имеет повышенную упругость, стойкость к абразивному износу, истиранию и прорезывания. Устойчив к воздействию ультрафиолетового и ионизирующей радиации (часто используется в атомной энергетике), чем не может похвастаться «Ф-4». По химической стойкости и рабочим температур превосходит полиолефины (полиэтилен, полипропилен) и Поливинилхлорид (Винипласт). «Фторопласт-2» плохо растворимый или вообще не растворяется во многих органических растворителях, а растворяется только в диметилсульфоксиди, N, N-Диметилформамид, кетонах. Имеет меньшую плотность по сравнению с «Ф-4», но большую плотность по сравнению с другими высокотемпературными пластиками, универсальный конструкционный материал для производства изделий, работающих до + 150 ° С в условиях агрессивных сред или радиации.
Зарубежные аналоги «Ф-2»: Kynar / Кайнар (США), KF полимер (Япония), Видар (Германия), Solef / Солеф (Бельгия), Форафлон (Франция), Susta PVDF, Ftorosint PVDF (Фторосинт ПВДФ) (Бельгия) , Текафлон ПВДФ, ПВДФ, Polyvinylidene fluoride, Poly (vinylidene fluoride), PVDF, поливинилиденфторид, Фторопласт-2, а иногда и Фторопласт 2М, Ф-2М.
Высокое тепловое расширение является одним из главных недостатков фторопластов
При нагревании свыше рабочие температуры фторопласты выделяют летучие продукты, которые при вдыхании могут вызвать не только аллергические реакции, но и отек легких, удушье, влиять на центральную нервную систему. Поэтому использование открытых нагревательных приборов в помещениях, где есть фторопласт, согласно ГОСТ 10007-80 разрешено только в вытяжных шкафах при включенной вентиляции, кроме того, в помещениях вывешивается знак «курить запрещено».
Еще одним важным моментом при работе с фторопластом является образование статических электрических зарядов. Для уменьшения скопления статических зарядов по ГОСТ 10007-80 необходимо поддерживать в помещениях влажность выше 50%, а металлическое оборудование заземлить.
Хранить фторопласт (ГОСТ 10007-80) рекомендуют упакованным, в сухом и чистом, хорошо проветриваемом помещении. Расстояние от пакетов с фторопластом к элементам отопительной системы должна составлять не менее 1 м. Фторопласт не теряет своих химических и физико-механических свойств при условии соблюдения условий хранения и транспортировки течение 2 лет.
Для устойчивости к ультрафиолетовому излучению практически все пластики приходится стабилизировать, красить, а вот фторопласты сами по себе, даже в натуральном цвете без добавок и модификаторов, красителей обладают превосходной стойкостью к УФ-излучению.
Фторопласт может быть представлен в виде пластин, листов, втулок, стержней и уплотнительных лент. Фторопласт, выполненный в виде пластин, реализуется в размерном ряде 200х200 мм, 220х220 мм, 250х250 мм, 290х290 мм, 300х300 мм, 400х400 мм, 500х500 мм, 600х600 мм, толщиной от 1 до 100 мм. Фторопласт пластины широко применяют для изготовления деталей конструкционного назначения. Различают холоднотянутые, закаленные и незакаленные пластины фторопласта.
Пластины фторопласта могут иметь пористую структуру, с определенным размером ячеек. Такие пластины используются в качестве фильтра. Фторопласт в виде писем принято использовать в качестве материала прокладки и футеровочного материала.
Выпускается листовой фторопласт толщиной от 0,2 до 6 мм, ширина листа — от 200 до 2300 мм, длина — от 1000 до 16000 мм. Стержни (кругляк) имеют диаметр от 9 мм до 300 мм.
Для уплотнения резьбовых соединений, выполненных практически из любого материала, широко применяется лента ФУМ. Уплотнительная лента ФУМ является неспечена пленка с фторопласта, которая служит для герметизации резьбы при работе в диапазоне температур от -60 ° C до + 200 ° C и рабочим давлением до 100 атм. Применение ленты ФУМ для уплотнения обеспечивает высокую надежность и долговечность полностью герметичного соединения.
