Фторопласт что за материал

Свойства и характеристики фторопласта

Свойства и характеристики фторопласта

Фторопласт создан в 1938 году. Он очень быстро стал популярным и востребованным материалом, который используется в самых разных отраслях – от медицины до военной промышленности. А все благодаря уникальным для полимеров свойствам. Чем же так хорош этот пластик? Предлагаем подробное описание свойств и физико-химических характеристик фторопласта, его преимуществ и недостатков.

Общие данные

Под названием «фторопласт» чаще всего имеется в виду Ф-4 (это самый распространенный и недорогой из всех фторопластов). Его химическая формула – (-C2F4-)n. В мире полимер известен по аббревиатуре PTFE (политетрафторэтилен, у нас ПТФЭ) и по многим фирменным названиям, которые прижились и стали общими (тефлон, галон, флубон, алгофлон, хостафлон, полифлон, гафлон, сорефлон).

Чистый фторопласт – это белый непрозрачный пластик, гладкий и скользкий на ощупь. Основные свойства, которые отличают его от других пластмасс:

Если дополнить эти характеристики еще и высокими диэлектрическими и антифрикционными показателями фторопласта, можно увидеть, что такое сочетание полезных свойств не встречается ни в одном другом материале. Но даже его можно улучшить. Поэтому сейчас, кроме чистого полимера, производят фторопласт с наполнителями (добавляют в композиции графит, стекловолокно, порошки металлов).

Популярные марки фторопласта Ф-4 (и область их применения):

Выпускают материал в виде готовых изделий, но чаще в форме заготовок – листов, пленок, втулок, стержней. Подробнее о разных марках полимера и особенностях его производства смотрите в нашей статье здесь.

Преимущества ПТФЭ:

Недостатки:

Физико-химические свойства

8–25Теплопроводность, ккал/м, ч·°С0,2Температура стеклования, °С-120Температура плавления, °С327Минимальная рабочая температура, °С-269Максимальная рабочая температура, °С260Водопоглощение за 24 часа0Теплостойкость по Вика, °С110Термостабильность при 415 °С, ч, не менее110Температура разложения, °СБолее 415Потеря массы при 420 °С за 5 часов, % за 3 часа0,2АтмосферостойкостьпревосходнаяХимическая стойкостьВсе минеральные и органические кислоты, щелочи, органические растворители, окислители, газы

Газопроницаемость ПТФЭ

Плавление и горение

Механические свойства

Предел прочности при растяжении, кгс/см 2

Предел прочности при сжатии, кгс/см 2

Модуль упругости при сжатии, кгс/см 2

Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см 2

Модуль упругости при изгибе (при 200 °С), кгс/см 2

Удельная ударная вязкость, кгс·см/см 2

Твердость по Бриннелю, кгс/мм 2

Физико-механические свойства фторопласта зависят от температуры. Вот так, например, меняются показатели нагрузки, необходимой, чтобы вызвать деформацию сжатия (в таблице приведены величины нагрузок в зависимости от температуры, кгс/см 2 ):

А вот так изменяется предел текучести при растяжении:

Предел текучести, кгс/см 2

Электроизоляционные свойства

Источник

Фторопласт: уникальные свойства и способы использования материала

Фторопласт – это полимерный материал синтетического происхождения с большим содержанием фтора в составе. Имеет характерный молочный цвет. Также часто можно встретить латинское написание ftoroplast, а еще он известен как тефлон и фторополимер.

Фторопласт получили в США в 1934 году и запатентовали под названием тефлон. Патент и сегодня принадлежит корпорации Dupon. Но благодаря тому, что химическую формулу запатентовать нельзя, сегодня фторопласт активно используется во всем мире.

Существуют следующие виды фторопласта:

Наиболее широкое распространение из них получил фторопласт-4.

Преимущества фторопласта

Высокая популярность данного материала связана с его уникальными характеристиками, значительно лучшими и относительно невысокой ценой.

Характеристики фторопласта:

Подробную информацию о других свойствах фторопласта уточняйте у наших менеджеров.

Где используют фторопласт

Фторопласт нашел свое применение в самых разных сферах. Например, всем известно, что тефлоновое покрытие используется при производстве сковородок, обеспечивая им отличные антипригарные свойства.

Также применение фторопласта активно развивается в следующих сферах:

В автомобилях и иных видах транспорта, а также станках фторопласт используется как материал покрытия для металлических деталей, которые находятся под сильным механическим воздействием. Он позволяет значительно снизить коэффициент трения. По этой же причине его иногда вводят в состав смазочных материалов.

В медицинской сфере фторопласт нашел применение в изготовлении протезов, а также искусственных сердечных клапанов, сосудов. Этот материал хорошо совместим с человеческим телом, не вызывает отторжения и не токсичен, и при этом дешевле, например, титана.

В пищевой промышленности фторопластом покрывают поверхность труб, по которым перекачивается сырье. Так улучшается скорость ее движения, а трубы получают дополнительную защиту.

При изготовлении электронного оборудования фторопласт используют в качестве диэлектрика и дополнительной защиты от воздействия кислот и щелочей.

Благодаря своим скользящим свойствам, фторопластовые пластины активно применяются при строительстве скользящих конструкций – мостов, эстакад, путепроводов. Также их используют как прокладки.

Что касается одежды, то фторопластовое покрытие активно используется в изготовлении спортивных костюмов. Материал пропускает воздух, но при этом обладает водоотталкивающими свойствами.

Приобрести фторопластовые стержни

Фторопласт сегодня широко применяется в промышленности и хозяйстве. Материал очень популярен, благодаря своей невысокой цене, в сравнении с другими материалами со схожими свойствами.

Компания Технические пластики предлагает купить стержни или листы фторопласта разных форматов. Также мы предлагаем услуги по их обработке и изготовлению деталей из данного материала.

Источник

Фторопласт свойства и характеристики

Фторопласт Ф4 по своим характеристикам является самым прочным полимером в мире, который состоит из соединения атомов углерода и фтора. Именно поэтому по многим свойствам фторопласт превосходит даже драгоценные металлы.

Основные физико-химические свойства и характеристики фторопласта

Фторопласт обладает уникальными физико-химическими свойствами и характеристиками:

✔Не окисляется и не подвержен коррозии.

✔Обладает высокой плотностью и стойкостью.

✔Фторопласт-4 отмечен в книге рекордов Гиннеса как самый скользкий материал, что открывает полимеру широчайшие возможности в машиностроительной отрасли и в транспортной промышленности.

✔Фторопласт-4 (он же Тефлон, Политетрафторэтилен ПТФЭ) инертен по отношению к химически агрессивным средам.

✔Обладает очень низким коэффициентом трения.

✔Срок службы более 20 лет.

✔По видам фторопласт Ф4 является самым востребованным по отношению к маркам Ф-2, Ф-3.

Тефлон был открыт в 1938 году химиком Роем Планкеттом, работающим в американской корпорации Kinetic Chemicals. Ученый случайно обнаружил, что газообразный тетрафтор-этилен, закачанный в баллоны под давлением, полимеризовался в порошок, обладающий уникальными свойствами. Патент на этот полимер был выдан в 1941 году. А 8 лет спустя Kinetic Chemicals стала подразделением мирового химического гиганта DuPont. В СССР о политетрафторэтилене узнали во время второй мировой войны, когда советские техники разобрали танк производства США и обнаружили в его башенном механизме большое белое кольцо из фторопласта.

Благодаря своим характеристикам, физико-химическим, механическим и электрическим свойствам, фторопласт используется повсеместно, детали и изделия из этого пластика применяют во всех сферах, от космической промышленности, медицины, судостроения, до бытовых изделий.

Производство фторопласта-4 (Ф-4) осуществляется из сырья на основании ГОСТ 10007-80 в три этапа:

Для производства заготовок в виде фторопласта листового (пластины), стержней (кругляк) применяется способ холодной прессовки и дальнейшего спекания при температуре 365°C. Прессование производится на прессах с гидравлическим приводом, работающих с давлением 350 кгс/см2. Затем из заготовок путем механической обработки в дальнейшем изготавливаются различные изделия. Фторопласт можно обрабатывать практически любым механическим способом – сверлением, шлифованием, фрезерованием, точением. Детали могут целиком состоять из фторопласта, или им покрывают только поверхность изделия для улучшения антифрикционных свойств.

Технология производства фторопласта-4 (политетрафторэтилен) является наиболее технически востребованной и отработанной для современной промышленности.

Виды фторопласта

Фторопласт-4 обладает наиболее высокой плотностью, термической и химической стойкостью, его чаще всего используют в промышленности и в быту.

Производство фторопласта (Ф-4) с различными модификациями

Готовая продукция в форме плит, пластин, листов, лент, стержней, труб выпускаются на основании указанных выше технических условий (ТУ)

Каждый модифицированный вид обладает определенными свойствами, однако из практики самые востребованными являются марки Фторопласт Ф4 и Фторопласт черный Ф4К20 с повышенной плотностью для фрикционных механизмов, где присутствует трение.

Источник

Характеристики, свойства и применение разных видов фторопласта

Виды фторопластов

Применяется несколько основных марок фторполимеров, отличающихся по химическому строению макромолекул полимера и по свойствам. Ниже представлены самые популярные виды фторопластов и их основные особенности.

Фторопласт-2 (PVDF, химическое наименование — поливиниленфторид). Обладает хорошей прочностью, упругостью и высокой химической стойкостью. Кристаллизующийся материал с температурой плавления от 135 до 180 градусов С и температурой стеклования от минус 42 до минус 25 градусов С.

Фторопласт-3 (химическое наименование — политрифторхлорэтилен). Обладает хорошей прочностью и твердостью, имеет основные характеристики термопласта – довольно легко переходит в высокоэластическое состояние, плавится и формуется при нагревании. При этом обладает хорошей стойкостью к низким температурам.

Фторопласт-4 (химическое наименование — политетрафторэтилен). Наиболее известный из фторопластов. Обладает самой высокой плотностью среди рассматриваемой группы фторполимеров. Ф-4 стоек к воздействию высоких температур вплоть до 260 градусов С. Также фторопаст-4 и его модификации Ф-4ПН, Ф-4О, Ф-4Д и т.д. обладают отличной гидрофобностью и низкой пористостью.

Фторопласт-30 (ECTFE, PE-CTFE, E-CTFE, E/CTFE, сополимер трифторэтилена и этилена). Кристаллизующийся материал с температурой плавления около 240 градусов С. По характеристикам напоминает Ф-3.

Фторопласт-40 (ETFE, E/TFE, сополимер тетрафторэтилена и этилена). По своим данным похож на фторопласт-4. Материал стоек к действию химикатов, в том числе сильных, устойчив к ультрафиолету, непожароопасен.

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.

Сравнение фторопласта и капролона

Капролон, или полиамид-6, по характеристикам близок к фторопласту. Отличие капролона от фторопласта в механических свойствах, но однозначно ответить, что прочнее – фторопласт или капролон, невозможно. Последний немного тверже, меньше деформируется и повреждается при равных нагрузках. Но при этом его износостойкость при длительной эксплуатации ниже, чем у фторопласта.

Изготовление деталей из капролона требует более высокой точности, но технологически деталь из него методом литья сделать проще и дешевле, чем прессовкой и запеканием из фторопласта.

Почти вдвое отличаются температуры плавления капролона и фторопласта. Первый плавится при 220 оС, а для второго – это рабочая температура.

Если требуется длительная эксплуатация с небольшими механическими нагрузками – желательно установить фторопластовую деталь, если механические нагрузки значительные, то лучше капролон, чем фторопласт. При сравнении, что лучше – фторопласт и капролон, при изготовлении втулок в расчет берутся параметры технологичности и прочности.

Фторопластовые втулки делают с допуском, чуть больше по внешнему размеру и чуть меньше по внутреннему, методом запрессовывания туда вала. При ударной нагрузке на вал втулка теряет форму и подлежит замене.

Капролоновые втулки жесткие, ударную нагрузку держат отлично, форму не теряют, но быстро изнашиваются. Требуются прецизионная точность изготовления и дополнительная амортизация узла.

Замена фторопласта

Высокие характеристики затрудняют замену фторопласта другими материалами. Принять решение, чем заменить фторопласт, можно при ограничениях в эксплуатационных параметрах узла. Например, низкие рабочие температуры позволяют произвести замену фторопласта на капролон без потери надежности. На рынке недавно появился импортный материал TECAPET (полиэтилентерефталат), пришедший на замену капролону. В России он пока не производится.

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

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.

Техника безопасности при переработке фторопласта-4МБ

Исследования термодеструкции Ф-4МБ при интервале температур 300-350oС с использованием метода парофазного анализа, проведенные в ОНПО «Пластполимер», показали, что основными компонентами деструкции, выделяющиеся в указанном интервале температур, являются исходные мономеры ТФЭ и ГФП. Другие компоненты, включая перфторциклобутан, выделяются в незначительном количестве и после 30 мин прогрева образца практически перестают выделяться.

В соответствии с действующим в России законодательством, работающим с расплавами фторполимеров рабочим и ИТР положен сокращенный рабочий день и дополнительный ежегодный оплачиваемый отпуск.

Паспорт безопасности химической продукции на фторопласт-4МБ по ГОСТ 30333-2007, сделанный разработчиками фторопластов, можно запросить через форму обратной связи.

Рекристаллизация

Как уже упоминалось, одним из недостатков, которыми обладает фторопласт (технические характеристики которого в целом неплохие), является достаточно высокая степень холодной текучести. На практике это выражается в изменении формы изготовленных из него изделий при повышенном давлении. Если они используются при не слишком высоких температурах – от +80 до +100 градусов С, нагрузка на них не должна быть более 10 кг/м2. При большем давлении на изделии будут оставаться заметные деформации. С повышением температуры должна снижаться и нагрузка.

При сильном давлении (100-200 кг/м2) образец, изготовленный из фторопласта, может быть раздавлен в пластину с уменьшением толщины в 3-5 раз в зависимости от температуры. При деформациях этого материала обычно не происходит его растрескивания и не возникает никаких других повреждений.

В таблице ниже можно посмотреть, какие имеет в этом плане фторопласт технические характеристики (сжатие при определенных нагрузках).

Источник

Марки (виды) и технические характеристики фторопласта

Фторопласт – полимерный материал, продукт полимеризации тетрафторэтилена.

В зависимости от производителя этот материал может называться по-разному.

В разных странах он получил разное название:

в США – тефлон, галон; в Англии – флюон; в Японии – полифлон; во Франции – сорефлон; в Италии – альгофлон; в ФРГ – хостафлон.

В России он известен как фторопласт-4. В специализированных магазинах России продается в том числе и импортный политетрафторэтилен.

Другие разновидности этого материала (политрифторхлорэтилен (фторопласт-3); поливинилиденфторид (фторопласт-2); другие сополимеры фторпроизводных этилена) распространены не слишком широко, но также очень популярны.

Получают все эти разновидности химическим путем. По сути, они представляют собой полимеры, к которым добавляют атомы фтора (отсюда и их название).

Фторопласт-4 синтезируется в виде белого порошка, а затем прессуется и спекается при высокой температуре. Путем закалки обычно получают другие марки этого материала. Именно фторопласт используется при изготовлении многих инновационных современных изделий. Его технические характеристики просто отличные!

Сегодня существует несколько марок фторопласта, которые различаются размерами молекул и их количеством.

Рассмотрим наиболее популярные марки, и их технические характеристики:

Фтороласт-4 (политетрафторэтилен) имеет наиболее высокую плотность среди прочих фторопластов, устойчив к действию высоких температур (выдерживает нагревание до 260 градусов), отличается высокой гидрофобностью и малой пористостью. На сегодняшний день существует несколько разновидностей фторопласта-4, например, Ф-4ПН, Ф-4О, Ф-4Д и другие.

Фторопласт обладает очень низким коэффициентом трения, практически не смачивается водой и органическими жидкостями, что в сочетании с неплохими механическими и антиадгезионными свойствами, с широким температурным диапазоном эксплуатации, равенством статического и динамического момента трения делает данный материал незаменимым в машиностроении в качестве антифрикционного и прокладочного материала.

В уплотнительной технике ПТФЕ нашёл очень широкое применение. Этот материал применяется как в чистом виде, так и в составе комбинированных уплотнений. Из фторопласта изготавливают фланцевые прокладки, набивки, уплотнения резьбы (лента, жгут ФУМ), элементы торцевых уплотнений, различные пропитки для улучшения эксплуатационных характеристик, покрытия.

Фторопласт-4 благодаря своему химическому строению (закручиванию углеродной цепи и большому Ван-дер-ваальсову радиусу атомов фтора и высокой прочности связи атомов фтора и углерода) обладает исключительной химической стойкостью и рядом других полезных свойств, выгодно его отличающих. Он устойчив практически ко всем кислотам, нефтепродуктам, щелочам, органическим и не органическим растворителям (в широком интервале температур от –269°С до +260 °С), за исключением расплавов щелочных металлов, трехфтористого хлора и элементарного фтора.

Непревзойденная химическая стойкость ПТФЭ позволяет использовать данный материал в химической промышленности для изготовления различных деталей химической аппаратуры, емкостей, трубопроводов, мембран, прокладок, уплотнительных элементов, насосов.

Для повышения твердости, теплопроводности, износостойкости, снижения хладотекучести и коэффициента термического расширения к ПТФЭ добавляют различные наполнители.

Высокая термостойкость в сочетании с превосходными диэлектрическими характеристиками материала позволяет применять его в электро- и радиотехнике в качестве изоляции проводов, кабелей разъемов для изготовления печатных плат, изоляции и деталей электрических машин и в технике СВЧ.

К достоинствам этого материала относится:

Источник