Фторопласт пластина что это
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.
Фторопласт листовой — описание и размеры
Фторопласт марка Ф-4 ТУ 6-05-810-88. Фторопласт–4–политетрафторэтилен получают полимеризацией тетрафторэтилена. Зарубежные аналоги Ф–4: тефлон (США), флюон (Англия), сорефлон (Франция), аглофон (Италия), гостафлон (Германия), полифлон (Япония). По химической стойкости Ф-4 превосходит благородные металлы, эмали, спецстали. Самые агрессивные химические вещества (кислоты, щёлочи, окислители, растворители) не оказывают на Ф-4 никакого воздействия даже при высокой температуре. На Ф-4 оказывают воздействие только расплавы щелочных металлов, растворы их в аммиаке, трёхфтористый хлор и элементарный фтор при высоких температурах.
У фторопласта самый низкий среди конструкционных материалов коэффициент трения, а равенство статического и динамического коэффициентов трения фторопласта-4 и композиций на его основе обуславливают широкое его применение в машиностроении – в узлах трения механизмов машин и приборов в качестве подшипников и опор скольжения, подвижных уплотнителей поршневых колец, манжет работающих без смазки, с ограниченной смазкой и при наличии коррозионной среды.
Использование фторопластов в узлах трения повышает надежность и долговечность механизмов, обеспечивает стабильную эксплуатацию в условиях агрессивных сред, глубокого вакуума и при криогенных температурах.
Высокая термостойкость в сочетании с превосходными диэлектрическими характеристиками материала позволяет применять его в электронной промышленности 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.
В пищевой промышленности и бытовой технике фторопласт используется для изготовления облицовки валков для раскатки теста, антиадгезионных и антипригарных покрытий, для изготовления уплотнений молочных насосов и насосов для пищевых жидкостей и др.
Фторопласт–4 разрешен для применения в пищевой промышленности приказом Минздрава СССР №177 от 23.02.1976г.
Фторопласт-4 хорошо обрабатывается точением, сверлением, фрезерованием и шлифованием. Поставляется в стержнях диаметром от 15 мм до 300 мм и пластинах толщиной от 1 до 60 мм.
Виды и характеристики фторопласта листового
Листовой фторопласт – это одна из форм выпуска синтетического материала фторопласт-4, который именуется также политетрафторэтиленом или тефлоном. Из этого материала производится множество деталей для различных отраслей промышленности и строительства.
Технические характеристики листового фторопласта
Фторопласт листовой является материалом, который используется в химической, пищевой промышленности, машиностроении, автомобилестроении, в электротехнической отрасли, электронике и медицине. Широкое распространение материала обосновано целым рядом уникальных свойств и технических характеристик, которыми он обладает. Среди них можно выделить основные:
Области, в которых применяется фторопласт листовой
Благодаря химической и биологической инертности листовой материал используется для изготовления сальниковых элементов трубопроводов и насосных агрегатов в химической и пищевой промышленности. Из тефлона изготавливают детали футеровки поверхностей емкостей, контактирующих с химически активными и агрессивными средами.
Из листового фторопласта производят непроводящие ток детали электротехнического высоковольтного и низковольтного оборудования, коммутационных и слаботочных устройств.
Пластины из фторопласта являются обязательными элементами узлов опирания пролетных конструкций, таких как мосты и путепроводы. Вставки из тефлона применяются для снижения сил трения в конструкциях подшипников и скользящих деталей машин и механизмов.
Маркировка листового тефлона
В зависимости от производителя и марки на листовой фторопласт цена может отличаться, и весьма значительно. Для обозначения различных типов тефлона листового применяют следующие маркировки.
Маркировка листовых композитов на основе фторопласта
Фторопласт может выпускаться как в чистом виде, так и в виде композитных материалов, которые, в зависимости от состава, могут обладать повышенными прочностными характеристиками, стойкостью к механическому, температурному и радиационному воздействию. Благодаря таким добавкам, как кокс, молибден, углеволокно, возможности использования фторопласта значительно расширяются. Композиты на основе фторопласта маркируются следующим образом.
Фольгированные фторопластовые диэлектрики
Диэлектрические свойства и механическая прочность материала, а также устойчивость к радиационному и температурному воздействию могут усиливаться путем послойной комбинации листов фторопласта с медной фольгой и стеклотканью. Такие материалы применяются для изготовления печатных плат и деталей высокочастотных устройств, приемо-передающих аппаратов. Фольгированные фторопластовые диэлектрики маркируются следующим образом:
Толщина и габаритные размеры выпускаемых листов фторопласта
Наиболее распространенными считаются на фторопласт листовой размеры: 200х200 мм, 400х400 мм, 500х500 мм и 1000х1000 мм. Толщина выпускаемого материала может составлять от 2 до 50 мм.
Композитный материал на основе фторопласта выпускается толщиной от 5 до 50 мм. Фольгированный фторопласт производится толщиной менее 5 мм (толщина фольги составляет 0,005 мм).
Стоимость листового фторопласта
Стоимость листового фторопласта отечественного производства определяется из расчета 500-600 рублей за килограмм. Ценовой диапазон листовых композитных материалов на основе фторопласта несколько выше и составляет 700-1400 рублей за килограмм. Стоимость современного экспандированного фторопласта импортного производства может составлять 500-600 евро за лист размером 1,5х1,5 м толщиной 2 мм.
Предлагаем также познакомиться с другим композитным материалом под названием стеклопластик.
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.