Статьи

Фторопласт (фторлон)

  1. Технічні характеристики, властивості фторопласта
  2. Хімічні властивості Ф-4
  3. Ф-2 (полівініленфторід)
  4. Ф-3 (політріфторхлорідетілен)
  5. Ф-4 (політетрафторетилен)
  6. Форми і типи заготовок з фторопласту
  7. Фторопласт листовий
  8. Фторопласт стрижень (коло)
  9. виготовлення фторопласта
  10. Історія
  11. Ціна
  12. застосування

Фторопласт (фторлон) - це технічне найменування пластмас, що містять фтор. Фторопласти отримують в ході полімеризації тетрафторетилену. Синтетичний полімерний матеріал має вигляд порошку білого кольору, який легко ущільнюється в грудки. Потім порошок пресують, спекают, використовуючи високотемпературний режим. Назва пластмас співвідноситься з числом атомів фтору в їх складі (від 1 до 4).

(фторлон)

Поширена найменування фторопласта в Росії - фторопласт-4. Також тут використовуються назви політетрафторетилен (ПТФЕ), полімер тетрафторетилену. Полімер випускають згідно ГОСТ 10007-80.

В інших країнах використовують такі торгові назви полімерного матеріалу:

  • Японія - поліфлон;
  • Англія - ​​флуон;
  • США - тефлон, галон;
  • Італія - ​​алгофлон;
  • Франція - сорефлон, гафлон;
  • Німеччина - гостафлон TF.

Технічні характеристики, властивості фторопласта

Фторопласт характеризується унікальним набором властивостей. Це основний полімер, що використовується в хімічній промисловості, види своїй чудовій хімічної стійкості. Даний вид пластику має практично абсолютну хімічну стійкість! Чи не руйнується навіть при впливі «царської горілки». Висока хімічна стійкість обумовлена ​​здатністю електронегативний атомів фтору екранувати. Поєднання хімічних, фізичних, електроізоляційних, механічних властивостей унікально і притаманне тільки фторопласту.

Хімічні властивості Ф-4

  • Розкладається при температурі понад 415 ° С;
  • не горючий;
  • при температурі 420 градусів за Цельсієм після 3 годин втрата по масі складе всього 0,2%;
  • висока хімічна стійкість до агресивного впливу лугів, кислот, окислювачів, органічних речовин, фтору, агресивних газів, розплавів лужних металів, при невеликих температурах - до трёхфторістому хлору (стійкість втрачається з підвищенням температури);
  • чудова атмосферостойкость.

Фізичні властивості фторлона Ф-4

  • Температура плавлення фторолону - 327 ° С;
  • щільність Ф-4 - 2,14 - 2,26 г / см3;
  • коеф-т лінійного розширення фторлона 1 × 10-5 ºС - від 8 до 25;
  • теплоємність полімеру - 0,25 кал / г ºС;
  • водопоглинання протягом доби - 0;
  • термостабільність - не менш 110 годин при 415 ° С;
  • теплостійкість згідно Віка - 110 ° С;
  • температура склування пластмаси - мінус 120 ° С;
  • максимально допустима робоча температура - 260 ° С.

механічні характеристики

  • Граничні показники міцності при розтягуванні - 200 - 300 кгс / см2;
  • твердість фторопласта по Брінеллю - 3 - 4 кгс / мм2;
  • механічна оброблюваність - висока;
  • максимальна міцність при стисненні - 120 кгс / см2;
  • максимальна міцність при статичному вигині - 110-140 кгс / см2;
  • ударна в'язкість питома - понад 100 кгс * см / см2;
  • відносне подовження фторлона при розриві - 350 - 500%;
  • залишкове подовження при розриві - 250 - 350%;
  • подовження фторлона при розриві - 300 - 350%;
  • модуль пружності при 200 ºС на вигин - 4700 кгс / см2;
  • модуль пружності при стисканні - 7000 кгс / см2;
  • коефіцієнт тертя фторлона по сталі - 0,2.

марки фторопласта

Виділяють наступні марки фторлона:

Ф-2 (полівініленфторід)

Склад продукту регламентується ТУ 6-05-646-77. Матеріал не містить стабілізаторів, пластифікаторів і каталізаторів. Він володіє високою пружністю, міцністю. Тому використовується для виготовлення трубопроводів і ємностей для зберігання, транспортування агресивних рідин. Полімер Ф-2 використовують для вторинної переробки. Фторопласт має властивість розчинятися в нейтральних розчинниках.

Різновид фторопласта - Ф-2М. Цей матеріал включає модифікатори у вигляді коксу, скловолокна, кобальту.

Ф-3 (політріфторхлорідетілен)

Склад регламентується згідно ГОСТ 13744-76. Ця марка фторопласта відрізняється твердістю, міцністю. Полімер стійкий до низьких температур, добре плавиться, може змінювати форму при пресуванні, лиття. Його часто застосовують в якості покриттів проти корозії через гарної адгезії до металів.

Різновид фторопласта - Ф-3М, який відповідає ТУ 6-05-1812-77.

Ф-4 (політетрафторетилен)

Склад можна порівняти з ГОСТ 10007-80. Серед інших фторопластов Ф-4 виділяється найвищою щільністю. Це слабо горючий матеріал. Він володіє високою гідрофобністю, низькою пористістю. Пластик можна нагрівати до 260 ° C без зміни властивостей, технічних характеристик. Нижче наведені найбільш поширені різновиди фторопласта Ф-4.

Ф-4А. Це порошок, що володіє всіма позитивними властивості фторопласта Ф-4. Полімер більш зручний в експлуатації. Його застосовують для виготовлення деталей з заданими високими допусками (точні розміри). Ф4-А використовують для пресування (компресійної, автоматичної, ізостатичного), поршневого екструдування.

Ф-4Д. Тонкодисперсная різновид фторопласта з малим молекулярною вагою. Ф-4Д переробляють за допомогою екструзії. З матеріалу готують суспензії, які потім застосовують для виготовлення волокон, плівкового матеріалу, захисних покриттів.

Ф-4ПН. Цей різновид експлуатують з метою отримання деталей підвищеної надійності. Розрізняють також: Ф-4ПН-40 (середній розмір часток 21 - 45 мікрон), Ф-4ПН-90 (46 - 135 мікрон), Ф-4ПН-20 (частки розміром 6 - 20 мікрон). Додаткове маркування визначається діапазоном розмірів частинок полімеру. Для фторопласта Ф-4 розмір часток варіює від 100 мкм до 180 мкм.

Ф-4О. Матеріал експлуатують з метою виробництва типових виробів: прокладок, втулок, в тому числі для трубопровідних систем, насосів.

Ф-40. Продукт сополимеризации етилену і тетрафторетилену виготовляють згідно ОСТ 6-05-402-47. За хімічними властивостями сополимер Ф-40 близький до Ф-4. Матеріал, інертний до дії розчинників, концентрованих кислот. Він також захищає від дії ультрафіолету.

Сополимер має два різновиди: Ф-40П та Ф-40Ш. Деталі, виготовлені з Ф-40П, отримують пресуванням або литтям, а з матеріалом Ф-40Ш працюють методом видавлювання (екструзії).
Ф-4HTD. Діапазон величин частинок полімеру від 5 мкм до 30 мкм. Даний тонкодисперсний матеріал застосовують як суху мастило або загущувач мастил.

Форми і типи заготовок з фторопласту

З фторопластов роблять або заготовки (напівфабрикати), або готові вироби. Заготовки виробляються згідно з ТУ 6-05-810-88. Існує два варіанти регламентують розміри напівфабрикатів. По-перше, номенклатура підприємства виробника. По-друге, специфікації, узгоджені між замовником і виготовлювачем.

Допуски номінальних розмірів записані в ОСТ 6-05-322-74 (крім листів, стрижнів, які пресують в горизонтальному положенні).

За сортності заготовки ділять на два види - вищий і 1-й сорт.

Напівфабрикатами з фторлона є:

  • стружка, порошок;
  • плівка;
  • диск, стрижень, брусок;
  • лист або пластина.

Фторопласт листовий

Лист (пластина) фторопласта - це полімерне виріб прямокутної форми. Він може бути як стандартним, так і фольгированним, модифікованим, армованим. Якість виготовлення листа визначають по ГОСТ 6-05-810-88, ГОСТ 21000-81.

Для пластин (листів), виготовлених з Ф-4 (тефлону), використовують ТУ 6-05-810-88. Габаритні розміри листів складають: довжина від 300 до 1000 мм, ширина від 300 до 1000 мм.

Товщина листового фторлона - від 2 до 20 мм. Згідно ГОСТ 21000-81 виробляють покритий фольгою листової фторопласт марок:

  • ФФ-4. Величини довжини, ширини від 100 до 400 мм, товщини - від 1,5 до 5,0 мм. Технологія виробництва: пресування з подальшим спіканням.
  • ФАФ-4Д. Габаритні розміри: довжина від 280 до 500 мм, ширина від 170 до 500 мм товщина - від 0,5 до 5,0 мм. Технологія виробництва: пошарове пресування лакоткани.

Розмірний ряд може бути розширений за вимогою замовника. Сфера використання фторопластових листів різних марок охоплює:

  • виробництво труб, шлангів різної товщини;
  • виготовлення плівок (конденсаторних, ізоляційних);
  • виготовлення посуду та інших предметів для харчової промисловості;
  • ізолювання кабельної продукції;
  • футерування труб і насосів.

Фторопласт стрижень (коло)

Стрижень з фторопласту має форму циліндра білого кольору. Цей полімерний препарат застосовують в чистому вигляді або модифікований. Вимоги до виготовлення стрижнів визначається по ГОСТ 6-05-810-88, також ГОСТ 21000-81. Технологія виробництва: вертикальне або горизонтальне пресування.

Стрижні відрізняються між собою в залежності від марки полімеру, використаних добавок і наповнювачів, наявності армування.

Сфера використання фторопластових стрижнів різних марок охоплює:

  • виготовлення посуду, інших предметів для харчової промисловості;
  • виробництво толстостенной трубної продукції.

Готові вироби служать не менше двадцяти років, працюють без змащення, не проводять електричний струм.

Діаметр стрижнів від 10 до 300 мм, довжина від 70 до 1000 мм. Купити можна стрижні з фторопласту:

  • екструзійного;
  • пресованого;
  • вторинного.

виготовлення фторопласта

Технологія виготовлення фторопласта в нашій країні має на увазі три етапи:

1. отримання хлордифторметану по реакції Свартса;

2. отримання з хлордифторметану тетрафторетилену піролізного методом;

3. отримання з тетрафторетилену в результаті полімеризації фторопластового порошку.

Він різниться розміром частинок, що враховується в маркуванні продукту. Виділяють наступні варіанти розмірів в мкм: 6 - 20; 21 - 45; 46 - 135; 100 - 180. Приклад: Ф-4ПН- 90, Ф-4ПН-20.
Якщо в маркуванні полімеру використана буква «М», значить використовувалися додаткові речовини - модифікатори. Число, що стоїть після букви «М», вказує кількісне відношення добавки до основи. Як добавки використовують: кокс, кобальт, скловолокно, кварц, бронза, інше.

Модифікатори здатні змінювати хіміко-фізичні властивості основи. З їх допомогою можна підвищити теплопровідність, твердість, стійкість до стирання.

Добавки, які використовують найчастіше, діляться на такі види:

  • армирующие;
  • волокнисті ткані, волокнисті НЕ ткані;
  • порошки мінеральні;
  • порошки металеві;
  • порошки органічні.

Модифікатори, залежно від вимог до кінцевого продукту, можуть використовуватися одинично або комплексно.

Наприклад: з метою зменшення тертя (підвищення терміну зносу) об'єднують дисульфід молібдену + графіт; для підвищення жорсткості додають колоїдний графіт. Введення вуглецевого волокна або вуглецю дозволяє отримати продукт з більш високими показниками твердості і зносостійкості, підвищеним опором повзучості і питомої теплопровідності. Також вуглецеве волокно позитивно впливає на характеристики міцності. Скловолокно в складі фторлона знижує хладотекучесть, збільшує зносостійкість.

Для виробництва поширеного фторопласта Ф-4 використовують пресування і подальше спікання при температурі 360 ° C - 370 ° C. Другий технологічний варіант виробництва - екструзія. В цьому випадку порошок під високим тиском поміщається в екструдер, а при виході з нього спікається. Такий метод дозволять отримувати вироби довжиною до п'яти метрів.

В результаті обох технологічних схем отримують заготовки-напівфабрикати простих форм: листи, трубки, стрижні. Потім заготовки обробляють на металорізальних верстатах, отримують кінцевий виріб.

Історія

У 1936 році вчений-хімік Рой Планкетт з американської організації Kinetic Chemicals виявив, що газ тетрафторетилену, який знаходився в балонах під високим тиском, перетворився в порошок. Властивості порошку виявилися унікальними. У 1941 році полімер, який отримав назву «тефлон», був запатентований. Це сприяло розвитку корпорації, яка згодом стала частиною хімічного концерну Du Pont.

У Радянському Союзі про чудо-матеріалі дізналися в період 2-ї світової війни при розбиранні танка виробництва США. Серед металевих деталей баштового механізму було виявлено біле кільце ущільнювача з фторопласту.

Роботи по синтезуванню радянських фторопластов стартували в 1947 році в Ленінградському НІІПП. А вже в 1949 році в СРСР відкрилося дослідне підприємство з виробництва фторопласта-4.
Потім в середині п'ятдесятих років отримали Ф-3, сополімери Ф-40, фторопласт-42 і Ф-3М.

Ціна

Ціна одного кілограма листового Ф-4 формується залежно від:

  • марки матеріалу;
  • технічних властивостей;
  • виробника;
  • умов, обсягу поставки.

Слід зазначити, що оптова вартість товару, як правило, на 10 - 20% нижче за роздрібну.

Реалізація фторлона Ф-4 (пластини, стрижні) за оптовою ціною становить від 700 руб. до 800 руб. Вартість вторсировини стартує від 400 руб. Модифікований сплав оцінюється в 800 - 900 рублів за кг і більше, залежно від складу, що модифікують добавок.

Оптові ціни на фторопласти інших марок нижче, ніж у Ф-4. А саме:

  • Ф-2. 500 - 550 руб / кг;
  • Ф-3. 500 - 700 руб / кг.

Фторопласт в вигляді порошку - товар досить рідкісний. Різниця вартості його кілограма у різних виробників досить велика. Середня вартість 1-го кілограма продукту становить від 1000 руб. до 1100 руб.

Якщо для напівфабрикатів при формуванні ціни визначальним показником виступає вага виробу, то ціна кінцевого продукту формується в залежності від його складності.

Ціни на індивідуальні вироби, виготовлені за кресленнями замовника, значно вище, ніж для виробів масового виробництва.

Слід звернути увагу, що ринок пластмас, що містять фтор, наповнений дешевим товаром, виробленим в Китаї. За даними РБК за 2016 рік на ринок надійшло близько 66% імпортного фторлона. Значний обсяг цього товару на перевірку виявляється продуктом вторинної переробки (від 30% до 70%). Існує теорія, відповідно до якої у матеріалів, що складаються з 35% первинної сировини, і при 100-відсотковому первинному складі, однаковий коефіцієнт тертя. Це дає можливість реалізувати продукцію вторинної переробки.

При статичних навантаженнях різниця між фальсифікованої та якісної деталлю некритична. Але при динамічних навантаженнях фальсифікат швидко виходить з ладу, може стати причиною поломки всього механізму.

застосування

Фторлон Ф-4, часто званий «тефлон», найбільшим попитом в даному спектрі пластмас. Саме цей полімерний матеріал застосовують для додання харчовому посуді антипригарних властивостей. Крім того Ф-4, інші фторопласти експлуатують в:

  • легкої промисловості. Там тонким тефлоновим шаром покривають поверхню спортивного одягу і взуття;
  • медичної галузі. Так як фторопласт екологічний, не шкідливий для людського організму - з нього виробляють імплантати, ємності для зберігання продуктів крові, упаковки для медичних препаратів. Ще одна сфера застосування - стоматологія;
  • виробництві машин, механізмів. Тут основна сфера застосування - деталі, стійкі до тертя, які відчувають динамічні навантаження (підшипники, кільця, сальники, елементи двигунів, інше). Деталі з фторлона добре показали себе під час використання в вакуумі, агресивних середовищах, при низьких температурах;
  • електро- і радіотехніці. Фторопласти - це ізолятори або провідники електрики. З них виробляють кабелі, частини реле, вимикачі, інше;
  • хімічної галузі. Тут використовують таку властивість фторопластов як інертність до кислот і лугів. Тому з нього виготовляють лабораторний посуд, ємності для зберігання, перевезення, трубопроводи, агрегати колонного типу, прокладки. Тобто ті вироби, які знаходяться в безперервному контакті з агресивними речовинами;
  • харчової галузі. Основний напрямок - нанесення антипригарних і інших покриттів. Так обробляють сковороди, форми для випічки, ємності для зберігання харчових продуктів.

Також фторлон служить футерувального матеріалом для труб, насосів, з нього виробляють шланги, труби різних розмірів і товщини.

Постачальник: ТОВ РТГ "МетПромСтар"

Новости