Фторсодержащие полимеры (фторопласты) — группа пластмасс с уникальными свойствами. Высокая прочность связи атомов фтора и углерода и специфическая структура молекул обуславливают такие сочетание химических и физических свойств фторопластов, которыми не обладают никакие другие материалы.
Фторсодержащие полимеры обладают исключительно высокой стойкостью к химическому воздействию, достаточно высокой прочностью, отличными диэлектрическими, антифрикционными и антиадгезионными свойствами, а также способностью сохранять эти свойства в широком диапазоне температур.
С целью повышения определенных свойств фторопластов (твердости, стойкости к деформации, износостойкости, снижения коэффициента трения, теплопроводности и др.) разработаны и выпускаются их композиции с наполнителями.
Благодаря таким свойствам фторопласты используются в самых разнообразных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, строительстве и быту. Первооткрыватель фторопластов Рой Планкет ещё в тридцатые годы прошлого века утверждал, что возможности их применения ограничиваются только человеческой фантазией.
Прочное место изделия из фторопластов заняли в химической промышленности, авиакосмической технике, современных средствах связи, радиоэлектронике, судостроении, производстве особо чистых веществ.
Области применения изделий из фторопластов непрерывно расширяются.
Фторопласт-4
Фторопласт-4 — (-CF2CF2-)n— продукт полимеризации тетрафторэтилена.
Зарубежные аналоги: TEFLON 7; FLUON G 163, 190; ALGOFLON F; HOSTAFLON TF 1702; POLYFLONM12. 14.
Фторопласт-4 (Ф-4) обладает исключительной стойкостью ко всем кислотам, растворителям, нефтепродуктам, щелочам; инертностью, стойкостью к водяному пару, атмосферостойкостью (водопоглощение — ноль), климатическим и бактериальным воздействиям (не стоек к действию расплавленных щелочей металлов и их растворов в аммиаке, элементарного фтора и трехфтористого хлора). Материал обладает достаточно высокой прочностью, отличными диэлектрическими, анти-фрикционными(коэффициент трения по стали — 0,04) и антиадгезионными свойствами. Рабочий интервал длительности эксплуатации для изделий из фторопласта-4 — от минус 269°С до плюс 260°С, температура разложения — свыше 415°С.
Области применения фторопластов
Фторполимеры обладают комплексом уникальных свойств, которые и определяют их области применения: атмосферостойкостью и химической стойкостью, отличными уплотнительными и антифрикционными свойствами, исключительными антиадгезионными свойствами; превосходными электрическими и диэлектрическими свойствами, высокой термостойкостью и абсолютной инертностью к пищевым, био- и особочистым средам. Все изделия из фторполимеров гигиенически сертифицированы.
Фторполимеры являются незаменимыми материалами в химической промышленности, в машиностроении, в производстве проводов и кабелей, в электротехнической и радиоэлектронной промышленности, в производстве особочистых веществ, в авиа- и автомобилестроении, в атомно-энергетической промышленности и в ряде других отраслей техники.
Композиционные материалы на основе фторопласта применяют для изготовления:
- подшипников скольжения, манжет, уплотнительных колец;
- прокладок гидравлических систем, механических устройств;
- уплотнений поршневых и плунжерных компрессоров;
- направляющих сборочных конвейеров и загрузочных автоматов, оборудования для переработки пищевых продуктов;
- направляющих тросов автомобилей, промышленных и строительных машин;
- скользящих опор конструкций мостов, автомобильных, железных дорог;
- дисков сцепления для точных механизмов;
- деталей системы управления самолетом, системы нейтрализации газа, системы реверсивного устройства двигателя.
Из фторопластов и композиций на их основе изготавливают детали, химическую аппаратуру, емкости, мембраны и диафрагмы, клапаны и трубопроводы, прокладки и уплотнительные устройства, колонны и подшипники, транспортерные ленты и многое другое.
В машиностроении фторопласты и композиции на их основе используются в узлах трения механизмов машин и приборов, в качестве опор и подшипников скольжения, подвижных уплотнителей - поршневых колец, манжет и т.п. Использование фторопластов в узлах трения повышает надежность и долговечность механизмов, обеспечивает стабильную эксплуатацию в условиях агрессивных сред, глубокого вакуума и при криогенных температурах.
В электронной радиотехнике - для изоляции проводов, кабелей, разъемов, изготовления печатных плат, пазовой изоляции электрических машин, а также технике СВЧ. В медицинской и фармацевтической промышленности - для изготовления протезов кровеносных сосудов, сердечных клапанов, емкостей для хранения крови и сыворотки, упаковки для лекарств и многого другого. Фторопласты физиологически и биологически безвредны.
В пищевой промышленности и бытовой технике фторопласты используются для изготовления облицовки валков для раскатки теста, антиадгезионных и антипригарных покрытий, для изготовления уплотнений молочных насосов и насосов для пищевых жидкостей.
Применение изделий из фторопластов всегда эффективно, поскольку их использование повышает надежность, увеличивает срок службы конструкций и механизмов, облегчает ремонт и эксплуатацию, экономит цветные металлы.
Из фторопластов получают плёнки, транспортёрные ленты, антифрикционные материалы для подшипников и сальников, работающих без смазки, волокна и ткани, лабораторную посуду, химически стойкие покрытия, металлопласты. Низкомолекулярный политрифторхлорэтилен используют как химически стойкую смазку.
Изделия из фторопластов применяют в авиации и ракетной технике, машиностроении, химической и атомной промышленности, в криогенной технике, пищевой промышленности и медицине.
Оборудование, оснащенное фторопластами, служит долго и приносит прибыль.
СПРАВКА
Химическая стойкость фторопластов различных марок в агрессивных средах
| Среда |
Концентра-ция, % |
Темпера-тура, оС |
Ф-4 |
Ф-4Д |
Ф-4М |
Ф-2МЖ |
Ф-50 |
Кислоты неорганические |
Азотная |
Любая |
20-150 |
С |
С |
С |
|
|
До 10 |
25 |
|
|
|
С |
С |
20-40 |
25 |
|
|
|
С |
С |
50 |
25 |
|
|
|
С |
С |
90 и выше |
25 |
|
|
|
С |
С |
Борная |
Любая |
Кипения |
С |
С |
С |
|
|
| Бромистоводородная |
40-50 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Кремнефтористоводородная |
До 35 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Мышьяковая |
|
25 |
С |
С |
С |
|
|
Серная |
Любая |
20-150 |
С |
С |
С |
|
|
До 10 |
25 |
|
|
|
С |
С |
20-60 |
25 |
|
|
|
С |
С |
70-90 |
25 |
|
|
|
С |
С |
Дымящая |
25 |
|
|
|
С |
С |
Соляная |
До 10 |
20 |
С |
С |
С |
С |
С |
10-37 |
20 |
С |
С |
С |
С |
С |
1-37 |
60 |
С |
С |
С |
С |
С |
1-37 |
100 |
С |
С |
С |
С |
С |
Фосфорная |
До 10 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
20-50 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
85 |
20-130 |
|
|
|
С |
|
80-95 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Фтористоводородная |
До 50 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
60 и выше |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Хлорная |
До 60 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Хлорноватая |
|
25 |
С |
С |
С |
|
|
Хлорноватистая |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Хлорсульфоновая |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Хромовая |
До 10 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
50 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Цианистоводородная |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Кислоты органические |
Бензойная |
До 2,2 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Уксусная |
До 20 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
20-80 |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Ледяная |
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Уксусный ангидрид |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Хлоруксусная |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Щавелевая |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
| Щелочи концентрированные |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
С/С |
|
Прочие среды |
Аммиак (газ) |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Вода |
|
До 150 |
С |
С |
С |
С |
|
Водород |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Кислород |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Сероводород влажный |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Сероводород сухой |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Углерода оксид |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Фтор (сухой) |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Хлор влажный |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
С/С |
|
Хлор сухой |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
С/С |
|
Хлористый водород (сухой) |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Органические среды |
Ацетон |
|
20 |
С |
С |
С |
С |
С |
Бензин |
|
До 60 |
С |
С |
С |
С |
|
Бензол |
|
20 |
С |
С |
С |
С |
С |
Дихлорэтан |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
С |
Керосин |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
С/С |
|
Сероуглерод |
|
До 25 |
С |
С |
С |
|
|
Спирт метиловый |
|
До 60 |
С |
С |
С |
|
|
Спирт этиловый |
|
До 70 |
С |
С |
С |
С |
С |
Толуол |
|
Кипения |
С |
С |
С |
|
|
Фенол |
|
20 |
С |
С |
С |
С |
С |
Хлороформ |
|
|
С/С |
С/С |
С/С |
|
|
Условные обозначения: С – стойкие; в числителе приведена стойкость при комнатной температуре, в знаменателе – стойкость при температуре 600С и выше вплоть до максимально возможных рабочих температур для данного материала.
|