Фторопласт: технічні характеристики, гост

Фторопласт - синтетичний полімерний матеріал, широко використовуваний в хімічній, електротехнічній та харчової промисловості в основному в якості покриттів. До його переваг можна віднести в першу чергу можливість використання в широкому діапазоні температур і низький коефіцієнт тертя.

Визначення та види

Фторопласту називають кілька видів фторсодержащих пластмас. Найчастіше в промисловості та побуті використовується політетрафторетилен. Залежно від виробника цей матеріал може називатися по-різному. У спеціалізованих магазинах Росії продається в тому числі і імпортний політетрафторетилен. Матеріал, виготовлений у США, називають «Тефло», в Англії - «Флюонія», у Німеччині «Гостафлон». У нас в Росії він відомий як фторопласт-4.

Інші різновиди цього матеріалу поширені не дуже широко, але також досить популярні. Це:

• Політріфторхлоретілен (фторопласт-3);
• Полівініліденфторид (фторопласт-2);
• Інші сополімери фторпохідні етилену.

Спосіб виготовлення

Отримують всі ці різновиди хімічним шляхом. По суті, представляють вони собою полімери, до яких додані атоми фтору. Звідси і їх назва.

Фторопласт-4 синтезується у вигляді білого порошку, а потім пресується і спікається при високій температурі. Інші марки цього матеріалу зазвичай отримують шляхом загартування.

При виготовленні багатьох інноваційних сучасних виробів використовується саме фторопласт. Технічні характеристики насправді просто чудові. До переваг цього матеріалу відносяться:

• Висока хімічна стійкість. Фторопласт-4 розчиняється навіть при кип'ятінні в царській горілці.
• Інертність і мала пористість.
• Дуже низький коефіцієнт тертя. Цей показник у фторопласта залишається практично незмінним за будь-яких температурах.
• Відмінні діелектричні властивості. Ізолятором цей матеріал залишається навіть при температурі 200 гр.
• Стабільність. Хімічні властивості фторопласту-4 не змінюються при температурі до -300 гр.
• Вогнестійкість - ще одна перевага такого матеріалу, як фторопласт. Характеристики (термостійкий полімер відрізняється здатністю до самозагасання) його допускають використання його і в місцях з підвищеною пожежонебезпекою.
• Газонепроникність.
• Біологічна сумісність. Цей вид пластмаси часто використовують для виготовлення протезів.

Недоліки фторопласта

Як бачите, матеріал це дуже якісний і чи не універсальний - фторопласт. Характеристики він має просто чудові. Однак, зрозуміло, є у нього і деякі недоліки. До таких можна віднести:

• Високу холодну плинність. Це властивість дещо обмежує використання фторопласта в електроніці.
• Здатність виділяти шкідливі речовини при нагріванні понад +300 гр.
• Великий в порівнянні з іншими полімерами вагу і не занадто хорошу зносостійкість.

Де використовується

Фторопласт застосовується в багатьох галузях народного господарства. Дуже часто його використовують:

• В автомобілебудуванні. Оскільки коефіцієнт тертя у цього матеріалу дуже невеликий, з нього виходять якісні підшипники, вузли тертя, опорні стійки і т. д.
• В електротехнічній промисловості і електроніці. Ізолятор фторопласт також просто відмінний. Тому його дуже часто використовують при виготовленні кабелів, плат, радіодеталей і т. Д.
• В медицині. Крім протезів та імплантатів з фторопласту роблять ємності для зберігання сироватки і плазми. Виготовляють з нього і упаковки для ліків.
• У харчовій промисловості. Дуже непогано цей матеріал підходить, наприклад, для виготовлення валів прокатки тесту, використовуваних на хлібозаводах, насосів для розливу молока і т. Д. Тефлон на внутрішній поверхні сковорід - це також одна з різновидів фторопласту.
• При складанні водопроводів та каналізаційних систем (ФУМ-стрічки).

Таким чином, матеріал це дуже затребуваний, а в окремих випадках і просто незамінний - фторопласт. Характеристики (застосовність його насправді дуже широка), передбачені ГОСТом, розглянемо трохи нижче.

Коефіцієнт тертя

Цей показник у фторопласта дуже невеликий. Кінетичний і статичний коефіцієнт тертя по сталі у нього складає всього 0.04. Однак, як уже згадувалося, фторопласт - матеріал не надто зносостійкий. Тому вже через 100 проходів властивості його поверхні змінюються. При цьому статичний коефіцієнт тертя зростає до 0.13, а кінетичний - до 0.08.

Зазнає незворотні зміни фторопластовая поверхню і при дуже високій швидкості ковзання. У цьому випадку коефіцієнт тертя підвищується в 2-3 рази. При цьому значення даного показника може сильно змінюватися від коливань температури.

Знижуватися коефіцієнт тертя фторопласту може при зростанні навантаження. Так, наприклад, при тиску:

• в 20-30 кг / м² значення цього показника - 0.1;
• в 150-300 кг / м² - 0.02.

Матеріал це досить м'який - фторопласт. Характеристики його такі, що при використанні для виготовлення, наприклад, підшипників, в нього необхідно додавати порошкоподібні наповнювачі. Це може бути кокс, скловолокно, дисульфат молібдену і т. Д.

Оптичні властивості

У тонких плівках фторопласт вільно пропускає світло, тобто є прозорим. Виглядає він приблизно так само, як і поліетилен. У товстих плівках цей матеріал просвічується.

Показник прозорості фторопласта для УФ-променів залежно від різновиду становить 2000-4000 А, для інфрачервоних - в діапазоні хвилі від 2 до 7,5 micro-.

Вплив високих температур

При нагріванні фторопласту понад 327 градусів його кристали руйнуються, в результаті чого він переходить в аморфну форму. У звичайному стані товсті деталі, виготовлені з цього матеріалу, непрозорі. Після переходу в аморфну форму фторопласт починає вільно пропускати світло. При цьому матеріал залишається вязкотекучего, а високоеластичним. При нагріванні до 415 градусів С і вище починається процес його розкладання. Тобто вязкотекучего фторопласт не буває ні при яких температурах.

Це позначається на технології процесу виготовлення з нього деталей. Фторопласт (технічні характеристики ГОСТ визначає з максимальною точністю) не може використовуватися для переробки за традиційними для пластмас методиками. Приміром, виготовити з нього виріб шляхом лиття під тиском або методом екструзії неможливо. Проводять деталі та вузли з цього матеріалу за технологією спікання, використовуючи спресовані при низьких температурах «таблетки».

Хімічні властивості

Фторопласт-4 є хімічно стійким речовиною. Цей матеріал не розчиняється навіть у дуже агресивних речовинах - розбавлених і міцних кислотах. Не роблять на нього ніякого впливу і концентровані лужні розчини.

Єдине, з чим він не переносить контакту - це розчини лужних металів в аміаку, а також елементарний фтор і трехфторістий хлор. Проявляється дія цих хімічних речовин при підвищеній температурі.

Коефіцієнт розширення

За цим параметром фторопласт Ф4 характеристики також має просто відмінні. Однак коефіцієнт його розширення змінюється в залежності від температури. Як саме, показано в таблиці.

Рекристалізація

Як уже згадувалося, одним з недоліків, якими володіє фторопласт (технічні характеристики якого в цілому непогані), є досить високий ступінь холодної плинності. На практиці це виражається в зміні форми виготовлених з нього виробів при підвищеному тиску. Якщо вони використовуються при не дуже високих температурах - від +80 до +100 градусів С, навантаження на них не повинна бути більше 10 кг / м². При більшому тиску на виробі залишатимуться помітні деформації. З підвищенням температури повинна знижуватися і навантаження.

При сильному тиску (100-200 кг / м²) Зразок, виготовлений з фторопласту, може бути роздавлений в пластину зі зменшенням товщини в 3-5 разів залежно від температури. При деформаціях цього матеріалу зазвичай не відбувається його розтріскування і не виникає жодних інших пошкоджень.

У таблиці нижче можна подивитися, які має в цьому плані фторопласт технічні характеристики (стиск при певних навантаженнях).

Можна застосовувати фоторопласт для виготовлення деталей, що використовуються і при більшому, ніж 30 кг / м², тиску. Однак у цьому випадку конструкція вузлів сполучення у виробі повинна бути максимально щільною. Не допускається присутність в ній порожнин або значних зазорів. У цьому випадку фторопласту буде просто нікуди витекти. Матеріал фторопласт - не надто еластичний. Тому для того, щоб домогтися щільного прилягання, в нього при виробництві додають гуму. Іноді у вузлах примикання використовують також спеціальні пружинні компенсатори.

Фторопласт: технічні характеристики

При виробництві фторопласту-4 в обов'язковому порядку дотримуються вимоги ГОСТ 10007-80. Нижче в таблиці представлені найбільш значущі фізико-хімічні властивості цього матеріалу.

Ось такі чудові має фторопласт-4 характеристики. Властивості цього матеріалу дозволяють використовувати його для виготовлення деталей найвищої якості.

Марки фторопласту-4

Як уже згадувалося, політетрафторетилен - найбільш популярна різновид полімерів цього типу. На даний момент випускається декілька марок фторопласта-4:

• Ф-4ПН. Використовується для виготовлення виробів підвищеної надійності.
• Ф-4О. Застосовується при виробництві виробів загального призначення.
• Ф-4Д. З фторопласту цієї марки роблять тонкостінні трубки, ізоляцію для кабелів, шланги і ФУМ-стрічки.
• Ф-4Д. Дуже технологічний матеріал, що використовується для виготовлення виробів точного розміру.

Листовий фторопласт

Вироби цього типу дуже затребувані в сучасній промисловості. Для виробництва електроізоляційних, антифрикційних і прокладок виробів дуже непогані має такий полімер, як фторопласт, технічні характеристики. Листовий його варіант за технологією виготовлення класифікується на:

• матеріал марки «С» (струганий);
• марки «П» (пресований).

Продається такий фторопласт в рулонах без котушки. Товщина його також визначається ГОСТом і залежно від ширини може становити 2-4 мм.

Фторопласт, технічні характеристики якого просто відмінні, - сучасний матеріал, що використовується для виготовлення самих різних вузлів і деталей. У порівнянні зі звичайною пластмасою він має масу незаперечних переваг. І сам фторопласт, і вироби з нього, зважаючи підвищених вимог до якості, повинні виготовлятися в суворій відповідності з ГОСТом.