Ptfe температура применения. «тефлон» – торговое название «политетрафторэтилена» (ptfe), химические свойства тефлона

Описание

Политетрафторэтилен (PTFE, фторопласт 4) - материал с достаточно высокими механическими свойствами. При низких температурах он обнаруживает высокую прочность, вязкость и свойства самосмазки; при отрицательных температурах до -80°С PTFE (ПТФЭ, Ф4) сохраняет гибкость. Под действием внешней нагрузки политетрафторэтилен имеет способность к холодному течению (псевдо- или хладо- текучесть). Политетрафторэтилен (фторопласт 4) в сравнении с другими полимерами имеет наиболее низкий коэффициент трения по стали (около 0,04)

При нагревании выше плюс 327°С происходит плавление кристаллитов, но полимер не переходит в вязкотекучее состояние вплоть до температуры начала разложения (плюс 415° С).

Изделия из PTFE (ПТФЭ, Ф4) могут применяться при температуре от минус 269 до плюс 260°С и кратковременно при температурах до плюс 300°С. Благодаря отличным диэлектрическим свойствам в широком диапазоне частот и температур PTFE (ПТФЭ, Ф4) уникальный диэлектрик. Сопротивление изоляции изготовленной из него очень велико - превышает 1016 ОмхСм.

Благодаря своим химическим свойствам, полимер ПТФЭ обладает очень высокой стойкостью к химически агрессивной среде и списком других не менее отличительных свойств, которые выгодно располагают данный материал на фоне других. Фторопласт Тефлон весьма устойчив практически ко всем кислотам и щелочам. В том числе, данный материал выдерживает воздействие органических и не органических растворителей, нефтепродуктов при широких интервалах температуры, от минус 269 градусов до плюс 260 градусов. Исключением являются только расплавленные щелочные металлы, элементарный фтор и трехфтористый хлор. Непревзойденные PTFE характеристики химической устойчивости позволяют ему применяться в тяжелой химической промышленности для изготовления деталей, необходимых в химической аппаратуре, различных емкостей, мембран, трубопроводов, уплотнительных элементов, прокладок и насосов.

Из ПТФЕ производят различные набивки, уплотнители для резьбы, фланцевые прокладки, детали торцевых уплотнений, пропитки различного вида для улучшения характеристик эксплуатации покрытия. Политетрафторэтилен имеет возможность использоваться в электротехнике и радиотехнике в качестве материала, позволяющиго изолировать провода и кабели. Листовой Тефлон обладает очень низкими показателями коэффициента трения, его практически невозможно намочить водой или какими либо органическими жидкостями, что прекрасно сочетается с широкими температурными качествами эксплуатации. Низкий коэффициент удельного трения делает ПТФЭ незаменимым в машиностроении в качестве прокладочного материала с высокими антифрикционными свойствами.

Технические характеристики

• Плотность, г/см куб.: 2,2
• Предел текучести, МПа: 11,8
• Прочность при разрыве, МПа: 14-34
• Относительное удлиннение, %: 250-500
• Модуль упругости (при сжатии/растяжении), МПа: 410/686
• Твердость по Бриннелю, МПа: 29-39
• Теплоемкость, Дж/(кг С): 1,04
• Теплопроводность, Вт/(м С): 0,25
• Коэф. линейного расширения, а*10.0000: 8-25
• Коэфициент трения: 0,04
• Интервал рабочих температур, C: -269 до +260

Овен по гороскопу. Если бы астрологические характеристики приписывали вещам, тефлон характеризовали бы, как стойкий, упорный, горячный. В этом есть доля правды.

«Родился» материал тефлон 6-го апреля 1938-го года в ходе опытов Роя Планкетта. В те поры он работал в лаборатории DuPont. К 21-му веку эта американская компания подошла со званием одной из крупнейших в мире в области химического производства.

На фото Рой Планкетт, учёный, открывший тефлон

Рой Планкетт взялся изучать свойства фреонов. Так именуют соединения метана с этаном, в которых на место встают или . Тефлон из фреонов вышел случайно. Узнаем как.

Что такое тефлон?

По науке герой именуется политетрафторэтиленом. в его молекулах заменен фтором. Формула тефлона: — СF 4 . Материал получен заморозкой под давлением тетрафторэтилена с формулой С 2 F 4 . Получился порошок, напоминающий измельченный воск. Его-то и нарекли тефлоном.

Фторопласт – второе имя тефлона, применимое и к прочим полимерам, в состав коих входит фтор. По сути, это пластмассы. Тефлону среди фторопластов присвоен порядковый номер 4. В Англии, материал кличут фуболом.

На фото тефлоновые детали

Итальянцы называют тефлон альгофлоном, а японцы полифлоном. Французы употребляют понятие сорефлон. Даже в США есть второе название материала – галлон. Лишь в «прижилось» первоначальное название. Производить тефлон в промышленных масштабах, кстати, начали уже через 2 года после открытия Роя Планкетта.

Свойства, описание и особенности тефлона

Свойства тефлона , во многом объясняются его принадлежностью к пластмассам. Выделяется материал из них особопрочным соединением атомов с фтором.

Последние как бы прикрывают первые, обеспечивая устойчивость политетрафторэтилена к спиртам, сложным эфирам, и кетонам. Под последними понимают органику, в которой к карбонильной связке присоединены 2 углеводородных радикала.

Теперь, о реакциях, в которые покрытие тефлон вступает. Под давлением и нагревом возможно взаимодействие с флюоритами. В ряд минералов группы входят фтор и хлор. С ними-то и запускается реакция.

Общая же формула может быть, к примеру, такой: — СаF 2 . Набирать массу тефлон начинает лишь при обработке хладагентами. Взаимодействие с фреоном, к примеру, увеличивает вес героя статьи на 4-10%. Процесс обратим.

Взаимодействие тефлона возможно и с металлами щелочного ряда. Они располагаются в 1-ой группе таблицы . Следовательно, разговор идет о унуненнии, и . Реакция тефлона с ними незначительна. Меняется цвет героя статьи. Из белого он становится коричневым.

Купить тефлон стремятся не только благодаря практически универсальной устойчивости к химии, но и такой же стойкости по отношению к погодным условиям, свету, воде. Так, гигроскопичность, то есть способность вбирать в себя влагу, у героя статьи равна нолю. Материал можно хранить в воде.

Сковорода с тефлоновым покрытием

Нейтральность тефлона касается и физиологических параметров. Полимер вводили в живые ткани. Импланты были приняты ими не хуже титановых. Значит, сковорода с тефлоновым покрытием не несет угрозы здоровью даже при отщеплении частиц напыления и их смешивании с пищей.

Документально безопасность героя статьи подтверждена допуском от Комитета пищевой и лекарственной промышленности Соединенных Штатов и Федерального союза оптовой и внешней торговли . Последняя страна, как и США – лидер мирового производства тефлона.

Ряд независимых экспертов с заключениями FDA и BGA не согласен. Химики замечают, что на заводах DuPont персонал, работающий с тефлоном, обязывают защитные .

Это рассматривается как указание на токсичность материала. Особенно канцерогенны летучий или жидкий тефлон . Испаряться вещество должно при температуре от 270-ти градусов.

Однако, низкокачественный тефлон, замечают , разлагается и при 200-от по шкале Цельсия. Но, вернемся к доводам официальных исследовательских центров.

Так, эксперты Всемирной организации здравоохранения доказали опытным путем, что 25-процентная добавка тефлона от общей массы пищи безвредна для . На производстве получают больше испарений, поэтому и носят .

Говорящие о вреде тефлона ссылаются на способность накапливаться в крови петрофтороктановой . Это канцероген, входящий в состав героя статьи. О способности соединения накапливаться в тканях заявили калифорнийские химики.

Они исследовали беременных женщин. Цель изучения не была связана с тефлоном. Однако, обратило на себя внимание присутствие в крови женщин той самой тетрофтороктановой .

Стали расспрашивать дам о питании, способах готовки. «Всплыли» мультиварка-тефлон , сковороды и противни с ним. В общем, вопрос безвредности политетрафторэтилена спорен. Перейдем к объективному.

У тефлона самый низкий среди веществ коэффициент трения. Это не только сковороды уберегает от износа, но и детали многих машин. В них используется смазка с тефлоном .

Полироль с тефлоном для автомобилей

Она добавляется, к примеру, в автомобильные масла. Можно купить и полироль с тефлоном. Политетрафторэтилен содержится в десятках торговых позиций. Сковороды да мультиварки – лишь вершина «айсберга». Спустимся к подножью.

Применение тефлона

Тефлоновые сальники – часть гидравлических систем и трубопроводов. Подшипники с героем статьи используются в авиационной технике и станкостроении.

Материал пригождается в узлах, подвергающихся большим нагрузкам, а следовательно, и износу. Как и сковороды, подшипники с тефлоном лишь покрыты им. Внутри деталей – металл, как правило, это .

В строительстве пластины из фторопласта – элементы эстакад, мостов и путепроводов. Они состоят из пролетов. Для надежности конструкций требуется возможность их смещения. Это особенно важно в сейсмоактивных местностях.

Тефлоновые изделия

Скольжение по тефлону позволяет пролетам откликаться на вибрации. Поэтому же пластины фторопласта используют в местах крепления балок перекрытия в некоторых высотных зданиях.

Успешные эксперименты по вживлению тефлона в организм позволили использовать политетрафторэтилен в качестве составной протезов. Искусственные сосуды, и вовсе, полностью состоят из героя статьи. Отменно из тефлона получаются и клапаны . Понемногу тефлон вытесняет из сферы протезирования титан.

Последний тяжелее политетрафторэтилена, что уже накладывает ряд ограничений на жизнедеятельность людей с металлическими имплантами. К тому же, у тефлона лучше звукопроводимость. Это пригождается, к примеру, в слуховых аппаратах.

В пищевой промышленности тефлон покрывает трубопроводы и сальники в насосах. Последние по первым перекачивают растительные , жиры, молоко и эмульгатор лецитин.

Так что, если герой статьи токсичен, грешить на присутствие вещества в крови нужно не только из-за домашних сковородок. С другой стороны, широкое применение тефлона в пищевой промышленности успокаивает.

Тефлоновое покрытие автомобиля

Вряд ли производители станут травить население, среди которого есть их дети, родители, друзья. К тому же, тефлоновое покрытие не из самых дешевых. Использование материала связано с его плюсами, которые перевешивают цену.

В химической промышленности тефлон тоже выстилает трубопроводы. Покрывать политетрафторэтиленом все невыгодно. Слой тефлона имеется лишь в трубопроводах, по которым перегоняют химическиагрессивные жидкости.

Стойкость к ним доказывает и использование героя статьи в атомных реакторах колонного типа. Колонным он назван из-за цилиндрической формы агрегатов.

Применяют политетрафторэтилен и в электротехнических приборах. В большинстве материал служит диэлектриком. Так именуют субстанции, блокирующие ток.

Утюг с тефлоновым покрытием эксплуатирует антипригарные свойства пластика. Это препятствует порче нежных и чувствительных к жару материй. Не остается и нагара, типичного для металлических подошв .

Утюг с тефлоновым покрытием

Минусом политетрафторэтилена на утюгах является то же, что и на сковородах. Гладильная доска с тефлоном тоже в списке. Покрытие легко царапается. На одежде бывают твердые и острые элементы, к примеру, пайетки, пуговицы.

Вещи с ними приходится гладить другими утюгами и на других досках. Соответственно, можно иметь технику с политетрафторэтиленом. Но, гладильная доска «Ника» тефлон будет в списке лишь вспомогательной, дополнительной.

Уязвимость героя статьи в плане царапин ставит потребителей перед вопросом: — «Тефлон или керамика ?» Последняя терпит больший нагрев, почти до 500-от градусов и экологичнее, ведь состоит из песка, камня и прочих природных компонентов.

Гладильная доска с тефлоновым покрытием

Однако, резкие перепады температур керамика не терпит. Многие привыкли засовывать еще раскаленную посуду в раковину под струю воды. Керамическое покрытие потрескается, как и при опускании в сковороду замороженного мяса.

А вот утюги, да гладильные доски с керамикой – отличный . Гладить замороженную одежду в голову никому не приходит, как и мыть технику под проточной водой. При этом, керамика в разы тверже тефлона, устойчивее к царапинам.

Керамикой не покрыть одежду. Каменный материал тяжелый. А вот ткань-тефлон существует. Как и в прочей продукции, политетрафторэтилен – лишь покрытие материи. Такую часто используют в комплектах для спорта и активного отдыха.

Технологи пользуются легкостью тефлона и его водоотталкивающими свойствами. Ветер ткань с покрытием тоже способна задержать. Отсюда не только красивые, но и теплые одеяния для горнолыжников, альпинистов.

Скатерть с тефлоном не впитывает воду

Ткань с политетрафторэтиленом находит применение и на кухне. Скатерть с тефлоном отталкивает жиры, пыль, вино подобно покрытию на сковородках. Жидкости собираются в капельки, вместо того чтобы впитываться.

Пыль ложится тонкой пленкой на поверхности, а не застревает меж волокнами материи. В итоге, можно протереть скатерть губкой, а не замачивать и застирывать, выгоняя загрязнения из глубин ткани.

Цена тефлона и отзывы о нем

Стоимость тефлона зависит от вида продукции и толщины покрытия на ней. Соответственно, откидываем основу, остается лишь пленка из политетрафторэтилена. Ее цену и узнаем. Рулон, напоминающий скотч шириной 8 сантиметров и длиной 8 метров стоит 300-400 рублей при толщине пленки в 0,1 миллиметра.

Зависит цена тефлона и от присутствия в нем наполнителей. Стекловолокно, к примеру, увеличивает твердость пластика. Добавляют в тефлон и порошок стали, графит, .

Наполнители меняют свойства политетрафторэтилена. Поэтому, выбирая продукцию с ним, рекомендовано ориентироваться на состав покрытия. О том, что оно бывает разным, знают единицы.

Эксперты считают, что с сим связано большинство гневных отзывов о тефлоне. Меж тем, нужно лишь правильно подобрать свой вариант. Впрочем, порой, он не связан с тефлоном. Так, на одном из интернет-форумов Diman823 пишет: — «Я тефлоном кузов машины покрыл.

Полируют вручную. Первые недели к машине ни одна пылинка ни липла. Сверкала тачка, как зеркало. Потом начались царапины. Стал выяснять. Говорят, укрепителей для полиролей с тефлоном нет.

Защитное действие тефлонового покрытия от воды

Альтернативой является жидкое , да только вот в моем салоне его не делают. Списался в сети, хвалят. Тефлоном же авто нужно пару раз в месяц полировать. В копеечку вылетает».

Тверичанка тоже прикупила тефлон. Отзыв женщина оставила на «Отзовике». Машину Тверичанка не полировала, сосредоточилась на женских заботах, а именно, на листах для выпечки. Модели из тефлона позволяют делать пирожки да пиццы без смазки противней , легко чистятся, удобны в хранении.

Череду отзывов можно продолжать и продолжать, как и список вещей, в которых тефлон применяется. Однако, официально «тефлон» — покрытие продукции DuPont. Эта компания запатентовала материал.

Прочие используют иные смеси на основе того же политетрафторэтилена. С разнообразием примесей к нему связано и разнообразие отзывов. Не каждое антипригарное покрытие, к примеру, – тефлон. Потребители же ждут от покупки качества DuPont. Вот и конфликт ожидаемого с получаемым.

Политетрафторэтилен , (-CF 2 CF 2 -) n - продукт полимеризации тетрафторэтилена, полимер с уникальным сочетанием физических, электрических, антифрикционных, химических и других свойств, которое невозможно найти ни в каком другом материале, а также способностью сохранять эти свойства в широком интервале температур: от - 269 o С до +260 o С.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ , PTFE ) был открыт 6 апреля 1938 года Роем Планкеттом, сотрудником фирмы DuPont. Работая с фреонами, Планкетт обнаружил на стенках баллона, в котором находился газообразный тетрафторэтилен, белый порошок. Дальнейшими исследованиями было установлено, что это вещество является полимером - политетрафторэтиленом , образовавшимся в результате самопроизвольной полимеризации тетрафторэтилена.

Первое опытно-промышленное производство PTFE было запущено в США в 1943 году на фирме DuPont (продукт выпускался под торговым названием Teflon ), всего через шесть лет после открытия этого фторполимера , а в Англии его начали производить на фирме ICI по лицензии фирмы DuPont в конце 1947 года.

В Советский Союз Teflon (тефлон ) попал с образцами военной техники, передаваемой по ленд-лизу. Ввиду исключительности свойств этого полимера, позволяющих решать многие проблемы в военной промышленности, в 1947 году Правительство СССР поручило трем научным организациям: НИИ-42, АН СССР и НИИПП разработать синтез мономера и полимера, а также методы переработки в изделия отечественного ПТФЭ .

В марте 1949 года в ГИПХ (Государственном институте прикладной химии) были созданы первые опытные установки по синтезу мономера и фторполимера ПТФЭ , на которых проводилась отработка технологического процесса. В это же время НИИПП (в дальнейшем ОНПО "Пластполимер") работало над новым научно-техническим направлением: "Переработкой политетрафторэтилена в различные изделия". В 1956 году на Кирово-Чепецком химическом комбинате (КЧХК) было введено в эксплуатацию первое промышленное производство ПТФЭ в России под торговой маркой фторопласт-4 (Ф-4 ). С 1961 г. на КЧХК осваивался выпуск других фторсодержащих полимеров и сополимеров. В связи с растущей потребностью во фторполимерах в 1963 году на Уральском химическом заводе были введены дополнительные мощности по выпуску фторопластов Ф-4 и Ф-4Д

С 1950 по 1961 год на основе шести мономеров, разработанных в ГИПХ, в НИИПП было получено свыше 60 различных фторсодержащих продуктов, включая гомополимеры: фторопласт-1 , фторопласт-2 , фторопласт-3 , фторопласт-4 и сополимеры - фторопласт-23, фторопласт-32, фторопласт-30, фторопласт-40 , фторопласт-4МБ .
В 1961 году был осуществлен пуск первого производства (фторопласт-42 , фторопласт-40).

В 60-е - 80-е годы продолжилась разработка и освоение новых марок ПТФЭ и новых видов термопластичных фторполимеров (ТПФП) и фторэластомеров (ФЭ).

Свойства и применение фторопласта-4

Фторопласт-4 - высокомолекулярный кристаллический полимер с температурой плавления около 327°С, выше которой исчезает кристаллическая структура и он превращается в аморфный прозрачный материал, не переходящий из высокоэластического в вязкотекучее состояние даже при температуре разложения (свыше 415°С). Вязкость расплава политетрафторэтилена при 380°С составляет 10 10 -10 11 Па*с, что исключает переработку этого полимера обычными для термопластов методами . В связи с этим фторопласт-4 перерабатывается в изделия методом предварительного формования заготовки на холоду и последующего ее спекания.

Зарубежные аналоги фторопласта-4: ALGOFLON ® PTFE F (Solvay Plastics), Teflon ® 7 (DuPont), HOSTAFLON ® TF 1702 (3M/Dyneon), POLYFLON ® M 12, 14 (Daikin Industries Inc.), Fluon ® PTFE G 163, 190 (Asahi Glass Co.,Ltd.)

Фторопласт-4 обладает:

• исключительно высокими диэлектрическими показателями, обусловленными неполярностью полимера;
• низкими значениями тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, почти не зависящими от частоты и температуры;
• исключительно высокой стойкостью к вольтовой дуге;
• электрической прочностью (при измерении на тонких пленках толщиной 5-20 мкм электрическая прочность достигает 300 МВ/м и более);
• чрезвычайно высокой химической стойкостью, которая объясняется высоким экранирующим эффектом электроотрицательных атомов фтора;
• стойкостью ко всем минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, газам и другим агрессивным средам. Разрушение полимера наблюдается лишь при действии расплавленных щелочных металлов, их растворов в аммиаке, элементарного фтора и трехфтористого хлора при повышенных температурах;
• способностью не смачиваться водой и не подвергаться воздействию воды при длительных испытаниях;
• абсолютной стойкостью в тропических условиях, грибостостойкостью;
• высокими антифрикционными свойствами, исключительно низким коэффициентом трения (в определенных условиях и парах коэффициент трения до 0,02). Это объясняется не большой величиной межмолекулярных сил, обусловливающих незначительное притяжение других веществ). Коэффициент трения снижается с увеличением нагрузки и необратимо увеличивается в 2-3 раза при 327°С и при 16-18°С после воздействия высокой скорости.

Фторопласт-4 с его низкими прочностью и теплопроводностью редко используется в чистом виде в антифрикционных изделиях, работающих под нагрузкой (например, подшипниках); для этого создаются наполненные композиции, содержащие графитированный уголь, кокс, стекловолокно, дисульфид молибдена, или так называемые металлофторопластовые композиции, обладающие повышенной твердостью, стойкостью к износу, теплопроводностью. Альтернативой ПТФЭ, в ряде случаев, могут стать более твердые и прочные фторопласты Ф-2 , Ф-2М , Ф-3 или Ф-40 .

Недостатком ПТФЭ является ползучесть , увеличивающаяся с повышением температуры. Уже при удельных нагрузках 2,95-4,9 МПа появляется заметная остаточная деформация, а при давлениях 19,6-24,5 МПа и температуре 20°С материал начинает течь. Явление деформации политетрафторэтилена под нагрузкой на холоду позволяет применять его при одностороннем давлении не выше 0,295 МПа.

Оптические свойства ПТФЭ невысоки . Он прозрачен для видимого света только при толщине, измеряемой десятками микрометров. Для ультрафиолетовых лучей прозрачен в пределах длин волн 200-400 мкм, для инфракрасных лучей -2-75 мкм. Многие виды термопластичных фторполимеров обладают отличными оптическими характеристиками .

Фторопласт-4 малоустойчив к облучению. Его механические свойства быстро ухудшаются при действии λ - и β - излучения. Уже при дозе 5*10 4 Гр деструкция полимера настолько глубока, что он становится хрупким и ломается при изгибе. Из-за недостаточной радиационной стойкости изделия из ПТФЭ не могут длительно эксплуатироваться в условиях высокого уровня проникающей радиации. Заменой в применении Ф-4 при радиационном воздействии могут стать водород содержащие фторопласты Ф-40 или ПВДФ .

Изделия из фторопласта-4 могут практически применяться в очень широком интервале температур: от -269 °С до +260 °С. Однако при изменении температуры резко изменяются механические свойства полимера (см. таблицу свойств). Поскольку закалка постепенно снимается при повышенных температурах, закаленные изделия применяются редко и в основном при низких температурах.

Благодаря высокой тепло-, морозо- и химической стойкости, антифрикционным, антиадгезионным и исключительным диэлектрическим свойствам фторопласт-4 широко применяется:

• как антикоррозионный материал в химической промышленности для изготовления аппаратов, элементов ректификационных колонн, теплообменников, насосов, труб, клапанов, облицовочной плитки, сальниковых набивок и др. Использование ПТФЭ в химических аппаратах в качестве труб, уплотнений, прокладок способствует получению продуктов высокой чистоты;
• как диэлектрик в электротехнике, электронике . Особенно успешно используется в технике высоких и ультравысоких частот. Например, ориентированная пленка применяется для изготовления высокочастотных кабелей, проводов, конденсаторов, изоляции катушек; для пазовой изоляции электрических машин,каркасов, изоляторов;
• в машиностроении в чистом и наполненном виде для изготовления деталей машин и аппаратов, подшипников, работающих без смазки в коррозионных средах, в виде уплотнений компрессоров и т.д.;
• в производстве клейких и красящих веществ для покрытий утюгов, лыж и пр.;
• в пищевой промышленности (облицовка валов для раскатки теста, покрытия форм для выпечки и т.д.);
• в медицине (протезы и трансплантаты из ткани и войлока на основе фторопластового волокна, ткани и протезы кровеносных сосудов из нити фторопласта-4, имлантаты и шовные материалы , емкости для приема коронарной крови, держатели для протезов минеральных клапанов и т.д.)

Фторопласт-4А и -4АТ -марки фторопласт-4, обладающие сыпучими свойствами. Применение сыпучих марок при изготовлении фасонных изделий методом изостатического прессования позволяет значительно упростить трудоемкий процесс заполнения пресс-формы и в 1,5-2 раза снизить толщину стенки готовых изделий.

Фторопласт-4Д - представляет собой тонкодисперсную модификацию политетрафторэтилена с меньшим молекулярным весом, чем фторопласт-4, по своим физико-механическим и электрическим характеристикам близок к фторопласту-4, по химической стойкости фторопласт-4Д превосходит все известные материалы, в том числе золото и платину; стоек ко всем минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, окислителям; не смачивается водой и не набухает, диэлектрические свойства почти не зависят от температуры, частоты и влажности. Фторопласт-4Д перерабатывается методом экструзии, получившим название "экструзия пасты", в профильные изделия (тонкостенные трубы, изоляция, тонкие пленочные покрытия) неограниченной длины, которые трудно или невозможно получить из обычного фторопласта-4. На основе фторопласта-4Д можно готовить суспензии, применяемые для изготовления антипригарных тефлоновых покрытий методом распыления или роликовой накатки, а также для антикоррозионной, антифрикционной и антиадгезионной защиты металлов.

Изделия из фторопласта-4Д : лента ФУМ - предназначена для уплотнений резьбовых соединений при температуре от -60°С до 150°С и давлении 65 атм., трубки электроизоляционные - для изоляции токопроводящих частей электротехнических изделий при работе в агрессивных средах, методом рам-экструзии (плунжерной экструзии) изготавливаются трубы, стержни и др.

Свойства фторопласта-4

Наименование показателя	Фторопласт-4	Фторопласт-4Д
Физические свойства
Плотность, кг/м 3	2120-2200	2190-2200
Температура плавления кристаллитов,°С	327	326-328
Температура стеклования,°С	-120	от -119 до - 121
Теплостойкость по Вика, °С	110	-
Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К)	1,04	1,04
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К)	0,25	0,29
Температурный коэффициент линейного расширения*10 -5 ,°С -1	8 - 25	8 - 25
Рабочая температура, °С минимальная максимальная	-269 260	-269 260
Температура разложения, °С	более 415	более 415
Термостабильность, %	0,2 (420 °С, 3 ч)	-
Горючесть по кислородному индексу, %	95	95
Стойкость к облучению, Гр	(0,5-2)*10 4	(0,5-2)*10 4
Механические свойства
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	14,7-34,5 15,7-30,9 (закаленные образцы)	12,7-31,8
Удлинение при разрыве, % относительное остаточное	250-500 250-350	100-590 250-350
Модуль упругости, МПа при растяжении при сжатии при статическом изгибе при 20°С при -60°С	410 686,5 460,9-833,6 1294,5-2726,5	410 686,5 441-833,6 1370-2726
Разрушающее напряжение, МПа при сжатии при статическом изгибе	11,8 10,7-13,7	11,8 10,7-13,7
Ударная вязкость, кДж/м 2	125	125
Твердость по Бринеллю, МПа	29,4-39,2	29,4-39,2
Коэффициент трения по стали	0,04	0,04
Способность к механической обработке	Превосходная	Превосходная
Электрические свойства
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом*м	10 15 -10 18	10 14 -10 18
Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом	Более 1*10 17	Более 1*10 17
Тангенс угла диэлектрических потерь при 1 кГц при 1 МГц	(2-2,5)*10 -4 (2-2,5)*10 -4	(2-3)*10 -4 (2-3)*10 -4
Диэлектрическая проницаемость при 1 кГц при 1 МГц	1,9-2,1 1,9-2,1	1,9-2,2 1,9-2,2
Электрическая прочность (толщина образца 4 мм), МВ/м	25-27	25-27
Дугостойкость, с	250-700 (сплошной токопроводящий слой не образуется)

Свойства

Ед. изм.

FPM/FKM (виттон)

PTFE (тефлон)

POM +15%GF +5%MoS2

темно-серый

кремовый

жесткость

жесткость

плотность

прочность на разрыв

прочность на растяжение

модуль эластичности - (разрыв)

70°С/24ч 20% Деформация

давление остаточной деформации

100°С/24ч 20% Деформация

эластичность отдачи

прочность на широкий разрыв

истирание / износ

Минимальная температура

Максимальная температура

NBR, TPU, MVQ, ...

Эластомеры - это материалы, которые посредством применения небольшой силы поддаются очень сильному растяжению. Благодаря их строению эластомеры обладают очень высокой степенью способности возвращения в исходное положение. Это означает, что остаточное изменение формы этих материалов является незначительным. В принципе эластомеры можно разделить на две группы: эластомеры химического сшивания и термопластические эластомеры. Химически сшитые эластомеры или резиновые материалы являются высокополимерами, макромолекулы которых сшиты крупными петлями с помощью добавления вулканизационного средства. Благодаря подобному химическому сшиванию они не поддаются плавлению и распадаются при высоких температурах. Более того, подобное сшивание способствует тому, что резиновые материалы являются нерастворимыми и в зависимости от среды менее или более сильно разбухают или сокращаются. Термопластические эластомеры - это материалы, которые обладают характерными свойствами эластомеров в пределах высокого температурного диапазона. Однако их сшивание происходит физическим, а не химическим путем. Благодаря этому они плавятся при высоких температурах и поддаются обработке обычными термопластическими методами. Термопластические эластомеры растворимы и обладают более низкой способностью набухания по сравнению с их химически сшитыми эквивалентами.

POM, PA, PTFE + наполнитель, PEEK, ...

Термопласты - это плавящиеся высокополимерные материалы, которые в своем температурном диапазоне применения значительно тверже и жестче по сравнению с эластомерам. В зависимости от своего химического состава свойства материала могут быть как хрупким и ломким, так и вязким и упругим. Морфологический состав обуславливает большие растяжения без возврата в исходную форму. Форма материала пластически изменяется и таким образом материал получил название пластомер. Пластомеры применяются в технике уплотнений для таких твердых уплотнительных элементов как опорные, направляющие и ведущие кольца.

TPU (зеленый) - это материал из группы термопластических полиуретанэластомеров. TPU отличается особенной износоустойчивостью, превосходными механическими свойствам, экстремально низким давлением остаточной деформации и высоким сопротивлением разрыву. В технике уплотнений TPU применяется в основном в форме губчатых колец, грязесьемников, компактных уплотнений и шевронных манжетах. Прочность на экструзию TPU намного превосходит прочность резиновых пластомеров. TPU подходит для применения в специальных областях таких как минеральные масла, вода с максимальной температурой до 40°С и в биологически разлагающихся гидравлических жидкостях при 60°С. Без опорных колец уплотнения из TPU применяются до максимального давления 400Бар, в зависимости от геометрии профиля.

TPU (красный) - это устойчивый к воздействию гидролизов термопластический полиуретан-эластомер. Он сочетает в себе примерно одинаковые механические свойства TPU и необычную для полиуретанов высокую устойчивость в среде гидролиза (с температурой воды до 90 °С) и минеральных масел. Эти свойства позволяют применение в водной гидравлике, при строительстве туннелей, в горнодобывающей промышленности и производстве прессов. Газопроницаемость TPU (красный) намного ниже по сравнению с TPU (зеленым), поэтому особенно используется в газах высокого давления.

CPU (красный) - это литой эластомер, производимый с помощью специального процесса литья из тех же сырьевых компонентов как и TPU (красный). Обладает теми же химическими и механическими свойствами как и TPU (зеленый), но используется для полуфабрикатов размерами от 550 мм до 2000 мм и специальных размеров с экстремально толстыми стенками.

TPU (голубой) - это модифицированный TPU для применения при низких температурах. TPU (голубой) в отличии от материала TPU (зеленый) переходит в состояние текучести при более низкой температуре (-42°С) и обладает более высокой эластичностью и остаточной деформацией (45%). Применяется для эксплуатации в холодных климатических условиях (- 50°С).

TPU (серый) - это совершенно новый термопластический полиуретан-эластомер, с добавками композиционных материалов, обеспечивающих постоянную смазку. Этим обеспечивается постоянное снижение трения, увеличение скорости скольжения и снижение износа. Применяется для эксплуатации в условиях плохой смазки (сухого хода), или отсутствия смазки маслом: водяная гидравлика и пневматика (без масла).

NBR (черный) - это эластомер на основе сшитого серой акрил-нитрил- бутадиен-каучука. Обладает высокой твердостью и для резиновых эластомеров высокой устойчивостью к стиранию. При высоких температурах, особенно в кислородной среде (воздух 80°С) ускоряется старение, материал становится твердым и хрупким. При перекрытии доступа воздуха процесс старения значительно замедляется. В следствии его ненасыщенной структуры NBR обладает низкой устойчивостью к озону, погодному воздействию и старению. Набухание в минеральных маслах является незначительным, однако находится в сильной зависимости от состава масла. Газопроницаемость относительно высокая, вследствие чего имеет опасность взрывной декомпрессии, при которой разрываются части материала. Применяется в тех областях, где наряду с высокой устойчивостью к горючим и минеральным маслам также требуется высокая эластичность и остаточная деформация (уплотнения цилиндра при низких давлений).

H-NBR (черный) - это гидрированный акрил-нитрил-бутадиен-каучук и обладет по сравнению с NBR лучшими механическими свойствами, высокой устойчивостью в таких химических средах как пропан, бутан, минеральные масла и жиры, с высоким процентом добавок, в растворенных кислотах и щелочах при более широком температурным диапазоне (-25°С до +150°С). Также более устойчив к озону, погоде и старению. При всем этом остается высоко эластичным. Применяется в уплотнениях моторов и коробок передач, при добыче сырой нефти и природного газа, и т.д.

FPM, FKM (коричневый) - эластомер на основе сшитого бисфенолом фторо- каучука (Витон - торговая марка Дю Понт). Предназначается для пазовых колец, грязесъемников, губчатых колец, шевронных манжет и др. Обладает высокой устойчивостью к температурам, химикатам, экстремальным погодным условиям и озону. Диапазон температур: от -20°С до + 200°С (кратковременно до 230°С). Применяется в гидравлических системах с тяжело-воспламеняющимися жидкостями группы HFD (на основе фосфора). Низкая устойчивость к аммиачным и амминным средам, полярным растворителям (ацетону, метилетилкетону, диоксану), в тормозных жидкостях на гликольной основе.

EPDM (черный) - эластомер на основе сшитого переоксидным образом этилен-пропилен-диен-каучука. Обладает хорошими механическими свойствами и широким температурным диапазоном применения: от - 50°С до + 150°С, горячий пар до 180°С. В следствии своей неполярности не устойчив в гидравлических жидкостях на основе минеральных масел и углеводов. Используется в условиях горячей воды, пара, щелочей и полярных растворителей (в моющей и чистящей технике). При использовании в тормозных жидкостях на основе глюколя требуется согласование с региональными нормативами. Устойчив к погодным воздействиям, озону и старению.

MVQ (коричневый) - это эластомер на основе метил-винил-силикон-каучука. Не наполнен сажей и пригоден для электроизоляции. Температурный диапазон от - 60°С до +200°С. Применяется для О-колец, плоских и специальных уплотнений, в пищевой и химической промышленности. Из-за низких механических значений (по сравнению с другими резиновыми материалами) используется прежде всего в статических уплотнениях. Набухание в минеральных маслах является незначительным, однако зависит от состава масла.

PTFE (белый) - это кристаллический термопласт на химической основе политеттрафтороэтилена (тефлон). Исключительно широкий температурный диапазон применения (-200°С до +200°С), самый низкий коэффициент трения (м=0,1) среди всех пластмассовых материалов и очень высокая степень устойчивости почти ко всем средам. PTFE имеет не прилипающую поверхность, не впитывает влажность и обладает очень хорошими электрическими свойствами. Важно учитывать зависящее от времени пластическое формоизменение PTFE даже при незначительной нагрузке (холодная текучесть). Устойчив почти ко всем химикатам, за исключением элементарного фтора, хлортрифторида и расплавленных щелочных металлов. Поэтому имеет наиболее широкий спектр применения в технике.

PTFE + наполнитель (серый) - отличается от PTFE по своему химическому составу добавленными наполнителями (15% стекловолокна и 5% дисульфид молибдэна), которые снижают пластическое формоизменение при нагрузках (снижение текучести в холодном состоянии, повышение устойчивости к экструзии). Применяется в уплотняющих элементах для низкого трения с высокой нагрузкой, для скользящих и опорных элементов, там где не может быть применен чистый тефлон. Из-за присутствия наполнителей невозможно применение в пищевой промышленности.

POM (черный) - технический термопласт на основе полиацетала (полиоксиметилена). Обладает высокой способностью сохранения формы, высоким поверхностным сопротивлением, упругостью и незначительным впитыванием влажности. Склонность к холодному течению при Т ниже 80°С незначительна. POM является превосходным материалом в условиях скольжения и износа и обладает отличными механическими свойствами. POM применяется там где требуется высокая твердость и низкое трение, то есть для направляющих и опорных элементов (при Т= 100°С). Недостаточно устойчив в кислотах и щелочах.

PA (черный) - термопласт на основе литого полиамида. Применяется вместо POM при диаметрах больше 250 мм. Высокая способность сохранения формы, упругости и жесткости, однако склонен к впитыванию влажности (утрата жесткости и изменение объема). Применение в водянистых средах не рекомендуется. Хорошо пригоден для скользящего функционирования (опорные, направляющие кольца).

PEEK (кремовый) - термопласт на основе полиарилетеркетона из ряда высоко температуро-устойчивых искуственных материалов. Применяется главным образом в тех областях, где из-за высоких температур (до +260°С), высоких химических и механических требований невозможно применение обычных технических пластмассовых материалов. Универсальная устойчивость во многих химических средах (за исключением серной, селитровой кислоты) обуславливает применение PEEK в областях нефтегазовой и химической промышленности. Широкое применение в электротехнике и электронике благодаря хорошим электрическим свойствам в комбинации с механическими.

PTFE или политетрафторэтилен (англ. Polytetrafluoroethylene) больше известен под своим коммерческим названием тефлон, которое на самом деле обозначает просто одну из патентованных технологий производства этого материала (от производителя DuPont, а вообще разновидностей PTFE очень много), поэтому здесь мы будем называть этот материал исключительно политетрафторэтилен или PTFE (российская аббревиатура ПТФЭ используется реже, но также возможна). Химически ПТФЭ - фторированный высоко молекулярный полимер синтетического типа с множеством сополимеров. В основе молекулы фторуглеродные связи, а главным достоинством данного материала можно без сомнения считать его отличные водоотталкивающие свойства, благодаря чему он отлично подойдёт там, где нужно обеспечить защиту от проникновения каких-либо жидкостей вглубь материала. Это свойство оценили и передовые производители ТПА, и теперь из политетрафторэтилена изготавливаются уплотнительные элементы регулирующей и запорной арматуры, а благодаря высокой износоустойчивости материала увеличивается и срок службы трубопроводной арматуры с использованием PTFE.

За счёт этих качеств политетрафторэтилен используется для создания трубопроводов уже практически повсеместно, но и интересно и то, что трубы из PTFE изготавливают очень мало, поскольку этот материал, как известно, очень дорогой. Тем не менее использование ПТФЭ в качестве герметизирующего материала (например, для создания герметизирующих колец арматуры) полностью оправдывает себя, поскольку именно PTFE имеет минимальный коэффициент шероховатости среди всех полимерных материалов. Что же касается применения политетрафторэтилена для изготовления различных бытовых изделий (особенно известны сковороды с антипригарным тефлоновым покрытием), то оно возможно за счёт того, что материал обладает пониженной химической активностью, то есть не вступает в реакции практически ни с какими средами, в том числе и достаточно агрессивными. А ещё ПТФЭ нетоксичен, что и позволяет использовать его в тех областях, где требуются довольно высокие экологические характеристики материалов.

Возвращаясь к трубам из политетрафторэтилена, стоит заметить, что такие трубы всё же есть, но распространены они лишь на некоторых предприятиях химического сектора и связанных с ним (например, фармацевтической отрасли и отчасти пищевой). И здесь дорогие трубы полностью оправдывают себя, поскольку PTFE, как известно, обладает исключительной химической стойкостью и способен выдерживать даже агрессивные среды при высокой температуре, не вступая с ними в реакцию. Таким образом, идеальное применение трубам из PTFE напрашивалось само собой - это транспортировка химически агрессивных сред при повышенных температурах. Подробно на списке соединений останавливаться не будем, поскольку это тема специальной статьи. Скажем лишь, что трубы из политетрафторэтилена позволяют транспортировать большинство агрессивных соединений в достаточно широком диапазоне температур - в частности от –50 С до +100 градусов по Цельсию. Допускается транспортировка агрессивных сред и в более широком диапазоне температур, но при пониженном давлении. В этом отношении свойства PTFE пересекаются с характеристиками таких материалов, как PVDF и ECTFE. А теперь поговорим о ещё одном интересном полимере, который также используется для производства полимерных труб. Это этилентетрафторэтилен или ETFE.

ETFE (англ. EthyleneTetrafluoroethylene), в отличие от PTFE, состоит не только из фторуглеродных, а из фторуглеродных и водородуглеродных звеньев. Этилентетрафторэтилен, как и политетрафторэтилен, был создан для того, чтобы совместить в одних изделиях такие качества, как повышенная химическая стойкость и значительная термоустойчивость, причём как к высоким, так и к низким температурам. И нужно сказать, это вполне удалось, поскольку материал отличается довольно высокой температурой плавления, и при этом обнаружился ряд приятных «побочных» эффектов. Так, этилентетрафторэтилен прекрасный диэлектрик и отлично противодействует даже прямому УФ-излучению. Последнее качество позволило активно использовать ETFE в строительной отрасли - из него изготавливают кровельные элементы различных зданий (например, крыши коммерческих и промышленных зданий и даже большие окна, поскольку этилентетрафторэтилен отличается ещё и достаточной прозрачностью). А ещё из него делают оптоволокно, используя всё то же качество - устойчивость материала к ультрафиолету.

Также стоит отметить, что наряду с PFTE, ETFE является одним из самых перспективных материалов для изготовления разнообразных деталей ТПА (как правило, служащих для обеспечения герметизации арматуры и способных выдерживать повышенную температуру и давление, причём одновременно), при этом он отличается даже несколько более высокой устойчивостью к механическим воздействиям и прочностными характеристиками. Но при всём том ETFE ещё и довольно эластичен и может не просто выдерживать растяжение, значительно превышающее его объёмы в растягиваемом направлении, но и делать это без малейших потерь в своих физико-механических характеристиках. А ещё этот материал прекрасно восстанавливается и ремонтируется. Что касается листового ETFE и труб из этого материала, то ремонт повреждённых поверхностей производится при помощи термической сварки, при этом отремонтированные поверхности по своим свойствам ничуть не уступают новым.