Фторопласт что это такое

Фторопласт – это такой изготовленный промышленно материал, который содержит фтор. Классические представители этой группы соединений – тефлон и ПТФЕ. Высоко ценится фторопласт за свои физические, химические особенности. Фторопласт – это светлое бежевое вещество, по цвету близкое к белому. Довольно широко используется материал в повседневности, в бытовой сфере. В то же время фторопласт – это незаменимое соединение для промышленности. Процесс производства предполагает использование мономеров, поляризуемых применением специализированного оборудования.

Фторопласт что это такое

Откуда взялось?

Фторопласт – это соединение, которое впервые удалось изготовить в далеком 1938 году. Автором изобретения считается Рем Планкетт. В настоящее время слова «фторопласт» и «тефлон» используются как синонимы. Инженеры Советского Союза смогли создать такое же соединение в период Второй мировой войны. В то время трубка из фторопласта была большой ценностью: материал выдавали на строго ограниченные цели и только в небольших количествах. Каждая такая процедура требовала подтверждения со стороны представителей специальной службы безопасности.

Фторопласт что это такое

В наши дни фторопласт листовой (а также в иных формах) представляет собой очень распространённый материал, обширно применяемый для достижения самых разных целей. Доступ к нему больше ничем не ограничен (кроме, конечно, цены).

Фторопласт: технические характеристики

Визуально материал похож на парафин, а также напоминает полиэтилен. Физические параметры, свойственные ему:

  • плотность в границах 2,18-2,21 г/м 3 ;
  • эластичность, гибкость;
  • стойкость к замерзанию, нагреву;
  • неспособность проводить ток;
  • неспособность впитывать воду.

Фторопласт – это хороший изолирующий материал. Характеристики фторопласта таковы, что соединение показывает стойкость на трение, деформирование, ему свойственна повышенная прочность. В то же время фторопласт отличается слабой восприимчивостью к ультрафиолету, что делает его стойким к излучению этого спектра.

Химические особенности

Изготовленный по ГОСТу фторопласт (ГОСТ 10007-80) отличается рядом положительных особенностей на фоне большей части материалов со сходными свойствами. Как показывают многочисленные работы по сравнительному анализу, фторопласт по своим химическим параметрам предпочтительнее многих металлов, широко используемых в промышленности в наши дни. Его отличительные особенности:

  • стойкость к кислотам, щелочам;
  • невосприимчивость к агрессивным азотным соединениям;
  • способность сопротивляться соляной кислоте.

Как производится?

Чтобы фторопласт листовой (трубы, в любой другой форме) обладал всеми положенными ему по принятым стандартам качествами, необходимо тщательно соблюсти технологию производства этого материала. Для этого сперва в специальной установке обеспечиваются все условия для обмена атомов галогенов на фтор, затем начинается пиролиз, в результате которого формируется тетрафторэтилен. Такой порошок необходимо полимеризовать, только после этого приобретает готовый фторопласт свойства, положенные ему по спецификации.

Особенности применения

В наши дни фторопласт активно используется в самых разных отраслях и сферах человеческой жизни. Как показали проведенные несколько лет тому назад исследования, практически половина всего произведённого промышленностью фторопласта расходуется в пищевой и химической отраслях. Порядка 15 % применяются на изготовление электротехнических товаров, еще пять процентов уходят в медицинскую область. До четверти всего производимого фторопласта применяется для конструирования транспорта, военных и атомных объектов, а на бытовое использование уходит около 10 % продуцируемого соединения.

Как удалось выяснить в ходе многочисленных испытаний, фторопласт безопасен для живых организмов, поэтому можно смело допускать контакт этого соединения и пищи, воды, предназначенной для питья. Фторопласт не является источником вреда. Даже если это соединение окажется в человеческом организме, серьёзного вреда в общем случае не будет, хотя, конечно, есть и такие ситуации, когда работа с фторопластом сопряжена с повышенной опасностью. Как правило, это характеризует ситуации, когда превышается температура плавления фторопласта и соединение переходит в раскаленную жидкую форму. Впрочем, это свойственно только производственным процессам, сопровождающимся применением специализированного оборудования, а к работе с фторопластом допускается только прошедший специальное обучение персонал.

Фторопласт что это такое

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.

Читать также:  Что делает зиговочный станок

Серьезная промышленность и серьёзные материалы

Фторопласт активно используется в авиации. Именно из него можно создавать авиационные трубопроводы, сталкивающиеся во время своей работы с повышенными нагрузками. По таким трубам жидкость прокачивается в условиях очень высокого давления, а также при повышенной температуре. Благодаря плотности и высокой температуре плавления фторопласт оптимально подходит для конструирования подобных систем.

Фторопласт что это такое

Не менее важен фторопласт и для моторостроения, так как служит исходным сырьем для производства многочисленных расходных частей и запасных деталей. Именно из него делают, к примеру, пластины скольжения, монтируемые для опор. Незаменим фторопласт и при производстве подшипников. Материал зачастую применяют в качестве уплотнения, работая над стыками. Тефлон оптимален и как средство для устранения фрикций, способных разрушить машину. Колебательные движения сглаживаются, и материал основной конструкции не сталкивается с нагрузками – их полностью поглощает фторопласт.

Слабые стороны

Как и любой другой материал, фторопласт имеет некоторые особенности, ограничивающие его применение и создающие сложности в работе с ним. В частности, известно, что стойкость к износу тефлону свойственна относительно невысокая. Если соединение нагревают до температуры 300 градусов по школе Цельсия и выше, из него выделяются летучие компоненты, негативно влияющие на живые организмы. Также фторопласт характеризуется повышенными показателями холодной текучести и плотности, из-за чего относится к категории тяжелых полимеров.

Фторопласт что это такое

Фторопласт был изобретен относительно недавно, но, несмотря на свои недостатки, стал совершенно незаменимым сырьем для самых отраслей промышленности. Невозможно представить себе развитие цивилизации до текущего уровня без использования тефлона. Ряд отраслей просто не имеют альтернативного фторопласту материала.

Фторопласт: виды

В настоящее время фторопласт – это термин, применяемый к группе материалов, несколько отличающихся друг от друга. Каждая разновидность свойственна какой-либо стране, где она преимущественно производится и применяется, имеет специфическое наименование. Например, в Америке широкое распространение получил тефлон – это так называемый четвертый фторопласт, а вот японский вариант – это полифон. Итальянская промышленность построена с использованием алгофона, английская прибегает к флюону, а французская – к сорефлону. В Германии материал, наиболее активно используемый в промышленных процессах, носит название гостафлон ТР.

Есть также третий фторопласт, который в разных странах представлен под разными наименованиями: в Японии его знают как дайфлон, а во Франции как волталеф. Американская промышленность применяет кель Ф. Также существует второй фторопласт, фторопласт-40 и сополимер, построенный на совмещении винилиденфторида и тетрафторэтилена. В продаже он обычно обозначается как фторопласт-42.

Фторопласт: сочетая и разделяя

Довольно обширное применение в промышленных процессах получили разнообразные соединения, построенные на фторопласте. Большинство из них производится следующим образом: в качестве основы берут полимер на базе фтора, в него добавляют специальные компоненты, корректирующие необходимые качества. Таким образом можно повысить плотность или стойкость к износу, увеличить сопротивление высоким и низким температурам, откорректировать параметры упругости и твердости конечного продукта.

Фторопласт что это такое

Наполнителями могут быть самые разные компоненты, основное условие – способность выдержать ту температуру, при которой спекают фторопласт. В настоящее время принято разделять возможные наполнители на несколько групп. Широко используются металлы (медь, никель, благородное серебро и ряд других соединений). Можно вводить во фторопласт минералы – каолин, кварц или керамическую крошку. Довольно хороший результат может дать добавление органических соединений – сажи, угля, кокса, графита. Армирующий эффект могут придать наполнители в виде каркаса или волокон. Первые обычно представляют собой мятые сетки из металла или фольгу, а вторые представлены неткаными и ткаными материалами. Нетканые – усы из металла, волокна базальта, кварца, асбеста. Тканые наполнители фторопласта – стеклоткань, ткань базальта, асбеста, графита.

Особенности комбинирования

В настоящее время разработано несколько методик введения наполнителя во фторопласт. Довольно часто каждый из компонентов в полимерную смесь вводят по отдельности, формируя различные сочетания для достижения таких параметров, которые должны быть у конечного объекта. Эта методика носит наименование комбинированных наполнителей. Особенности такой композиции будут определять специфику конечного продукта. Но возможен производственный процесс, в рамках которого во фторопласт добавляют только один наполнитель.

Если было решено улучшить исходный состав применением графита, бронзы, стеклянного волокна, муки кокса или металлическими силицидами, изнашиваемость возрастает в сотни и даже тысячи раз в сравнении с классическим рецептом фторопласта. Кроме того, растёт теплопроводность, способность сопротивляться сжатию (увеличивается в десятки раз). Также сокращаются показатели трения, одновременно с чем улучшается параметр твердости.

Что и когда добавить?

Если конечный продукт должен обладать качествами фторопласта, в то же время быть более прочным и стойким, тогда в производственном процессе в смесь вводят графит. При необходимости улучшения показателей проводимости тепла, стабильности и твердости нужно добавить к полимерам фтора бронзу. Это позволяет повысить стойкость конечного продукта приблизительно в пять сотен раз. Для повышения прочности, твердости при одновременном снижении трения нужно ввести к полимерам фтора дисульфид молибдена.

Читать также:  Измельчитель покрышек своими руками

Фторопласт что это такое

Хорошие результаты дает добавление стеклянного волокна: стойкость на износ повышается, размеры предмета будут сохранять стабильность вне зависимости от уровня влажности, предмет становится стойким к усадке, температурному влиянию. Снижается холодная текучесть.

Фторопласт что это такоеФторопласт (тефлон) – пластмасса молочного оттенка с хорошими химическими и физическими характеристиками. Используется как в быту, так и в промышленности и технике. Также является конструкционным видом пластмассы и считается отличным изоляционным веществом.

Сначала было понятие «тефлон» – запатентованная марка компании DuPont. Эта корпорация считается лидером химического производства в США. «Политетрафторэтилен» – незарегистрированное наименование. «Фторопласт – 4» – техническое наименование.

Фторопласт открыл ученый Рой Планкеттом из Америки в апреле 1938 года. Через три года фирме Kinetic Chemicals (где работал создатель) выдали документ на тефлон, а еще спустя восемь лет она стала частью корпорации DuPont.

В Российской федерации вещество появилось во время Второй Мировой. Особенно фторопласт был незаменимым в строительстве военной техники. Его выдавали с позволения КГБ в малом количестве.
Что такое фторопласт мы разобрались. Теперь поговорим о его свойственных характеристиках и и о том, где он применяется.

Физические свойства

Тефлон имеет белую окраску. По своим свойствам похож на парафин. Его плотность составляет от 2.18 до 2.21 г/см 3 по стандарту. Морозо- и теплостойкий. При высокой температуре сохраняет свою эластичность и гибкость.

Имеет невысокую поверхностную натяжку и адгезию. Не намокает от жировых продуктов, жидкости и большинства растворителей. Почти не поглощает воду. Удерживает ультрафиолет. Фторопласт довольно жидкий и мягкий материал, который применяется в больших изделиях в малом количестве.

Фторопласт что это такое

Химические характеристики

Преобладает перед большинством синтетических и металлических материалов. Сохраняется при воздействии кислот и щелочей. Его структура может деформироваться от жидких сплавов щелочных металлов, фтора или трифторида хлора.

Создание полимера

Изготовление такого вещества имеет 3 этапа:

  • образование фтордихлорметан способом обмена молекул галогена на фтор;
  • образование тетрафторэтилена пиролизом фтордихлорметан;
  • полимеризация фторопластового порошка.

Производится несколько моделей такого порошка. Конструкции из фторопласта (ф-4) делают тремя способами:

  • холодным прессованием и запеканием при высокой температуре;
  • экструзией;
  • прессования водой.

Фторопласт что это такое

Применение

Если вас интересует, где применяется фторопласт, то он встречается в следующих сферах:

  • электротехническая, химическая, пищевая, нефтяная и газовая промышленность;
  • в медицинской сфере;
  • транспортное, атомное и военное строение;
  • атомная энергетика;
  • изготовление конструкций;
  • авиация;
  • мостостроение.

С помощью употребления фторопласта при изготовлении противопригарной посуды (ТЕФАЛЬ), он стал очень популярным.

Применение в промышленности и технике

Данный полимер применяют в качестве:

  • различных видов теплостойких прокладок;
  • материала для тканевых полотен;
  • мешковых мембран;
  • очистительные приборы;
  • автомобильных деталей;
  • насосных систем и мешалок;
  • элементозапорных клапанов;
  • технических материалов высоких частот.

Фторопласт что это такое

  • ректификационные колонны;
  • сильфоны;
  • трубопроводы;
  • аппаратуру;
  • сальниковые набивки;
  • плиты для облицовки.

Фторопластовая пленка применяется при производстве:

  • конденсаторов;
  • проводков;
  • кабельных установок;
  • пазов электромашин;
  • изоляции катушек.

Также благодаря своим химическим свойствам, вещество называют Фторопластовым Уплотнительным материалом. Еще оно является смазывающим элементом.

Негативное влияние

Материал не реагирует с продуктами питания, техникой и водой. Если он окажется в организме, то никакого вреда не принесет.

Вещество может быть опасным в двух ситуациях:

  1. При перегреве полимера.
  2. Во время производства.

В России отсутствуют нормы, которые позволяют производить контроль над производственным загрязнением фторопласта. Это негативно влияет на качество готовой продукции.

Фторопласт что это такое

Итак, из всего вышесказанного можно сделать вывод, что такое вещество, как фторопласт имеет множество функций, которые положительно влияют на его широкое использование во многих сферах промышленности. Также он практически безвреден для человеческого здоровья, то есть является экологически безопасным для его эксплуатации. Посмотрите вокруг: много вещей в нашей среде изготовлены без наличия фторопласта в своем составе?

Наверное, немного. Этот материал является практически незаменимым на сегодняшний день. Надеемся, наша статья дала вам исчерпывающий ответ о том, что такое фторопласт.

Фторопласт что это такоеЗадумали применять фторопласт в строительстве? Тогда узнайте, какой плотностью обладает этот материал , эта информация может вам пригодиться.

Если вы хотите хранить свои продукты в надежных емкостях, то присмотритесь к изделиям из поликарбоната , мы расскажем, чем они хороши.

Фторопласты (фторлоны) — техническое (непатентованное) название фторсодержащих полимеров в СССР, РФ [1] [2] . К фторопластам относятся политетрафторэтилен — фторопласт-4, политрифторхлорэтилен — фторопласт-3, поливинилиденфторид — фторопласт-2, а также сополимеры фторпроизводных этилена с фторолефинами, этиленом и др.

Содержание

История [ править | править код ]

Фторопласты в СССР [ править | править код ]

Первые фторполимеры попали в СССР на американской военной технике, поставлявшейся по лендлизу из США в годы Великой Отечественной войны в составе различных уплотнений и подшипников [3] .

В марте 1947 года в Ленинграде в Научно-исследовательском институте полимеризованных пластиков (НИИПП) были начаты работы по созданию советских фторопластов. Решением ЦК КПСС была создана лаборатория № 1 при этом же институте, которую возглавил основоположник российских фторполимеров — Лев Викентьевич Черешкевич. Параллельно в государственном институте прикладной химии (ГИПХ) (Ленинград) был разработан процесс получения тетрафторэтилена. Он был получен на опытной установке ГИПХа. Сырьё для получения тетрафторэтилена — хлордифторметан (хладон 22) поставлял завод № 752 (будущий Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б. П. Константинова). Первую партию фторопласта-4 получили на экспериментальном завод НИИПП в реакторе-полимеризаторе объёмом 130 литров [3] .

Читать также:  Чем заклеить дырку в пластике

В 1948 году постановлением Совета Министров СССР была поставлена задача освоить производство политетрафторэтилена в количестве 100 т [4] . В 1949 году в НИИПП уже работало первое в стране опытное производство фторопласта-4, за ним в 1953—56 годах последовали фторопласт-3 (политрифторхлорэтилен), сополимеры фторопласта-40, фторопласт-42, фторопласт-3М.

Промышленное производство фторопластов решено было строить на заводе № 752 в Кирово-Чепецке [3] [5] . С сентября 1956 года производство тетрафторэтилена и политетрафторэтилена в Кирово-Чепецке было пущено в работу [3] [6] . На Кирово-Чепецком химическом комбинате им. Б. П. Константинова были созданы производства фторолефинов — фтористого винилидена, трифторхлорэтилена, гексафторпропилена и ряда полимеров и сополимеров (фторопластов) на их основе. [7]

В 1961 году вышел проект строительства производства фторопластов на заводе № 749 в г. Перми (ОАО «Галоген») [3] . В 1962 году объём производства фторопласта-4 достиг 4800 т, а с 1968 года начались поставки продукта на экспорт [3] .

Ассортимент выпускаемых фторопластов [3] [ править | править код ]

Фторопласт-4 — политетрафторэтилен, ГОСТ 10007. Аналоги: TEFLON 7, FLUON G 163, 190, ALGOFLON F, HOSTAFLON TF 1702, POLYFLON M 12,14. Выпускается несколько марок в зависимости от среднего размера частиц:

  • Ф-4 — (100—180) мкм;
  • Ф-4ПН-90 — (46—135) мкм;
  • Ф-4ПН-40 — (21—45) мкм;
  • Ф-4ПН-20 — (6—20) мкм.

Фторопласт-4М (Ф-4М), ТУ 2213-054-00203521-99. Является продуктом полимеризации тетрафторэтилена с введением небольшого количества модификатора, повышающего прочность полимера. Выпускаются следующие марки: Ф-4М; Ф-4МЛ; Ф-4МТ; Ф-4МО; Ф-4МН.

  • Ф-4МБ, ТУ 301-05-73 — сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. Аналоги: TEFLON FEP, NEOFLON FEP, HOSTAFLON. Ф-4МБ способен перерабатываться методом экструзии и литья под давлением.

Фторопласт-4D (Ф-4D), ГОСТ 14906. Аналоги: TEFLON 6, FLUON CD, POLYFLON F 103, 104. Представляет собой тонкодисперсную модификацию политетрафторэтилена с меньшим молекулярным весом, чем Ф-4. Ф-4D в отличие от Ф-4 легко перерабатывается экструзией. На основе Ф-4D можно готовить суспензии. Из суспензии Ф-4D получают волокна, плёнки, покрытия. Выпускаются следующие марки: марка «Ш»; марка «Л»; марка «Э»; марка «Т»; марка «У».

Фторопласт 4А (Ф-4А), ТУ 6-05-1999. Аналоги: TEFLON 8, FLUON G307, HOSTAFLONTF 1640, POLYFLON M30. Ф-4А является свободно-сыпучим полимером. Ф-4А служит для получения изделий точного размера методом прессования или плунжерной экструзии.

Фторопласт-4HTD-2 — низкомолекулярный тонкодисперсный фторопласт-4 с размером частиц 5—30 мкм. Фторопласт-4HTD-2 предназначен для использования в качестве сухой смазки в узлах трения, наполнителя пластмасс, каучуков, загустителя масел и пластичных смазок.

Фторопласт-40 (Ф-40), ТУ 301-05-17 — сополимер тетрафторэтилена с этиленом. Аналоги: TEFZEL, HOSTAFLONET, NEOFLON ETFE.

Фторопласт-42 — сополимер тетрафторэтилена и фтористого винилидена. Растворим в кетонах, сложных эфирах и диметилформамиде.

Фторопласт-2М (Ф-2М). Ф-2М — модифицированный полимер винилиденфторида. Выпускаются следующие марки Ф-2М: в гранулах «А», «Б», «Ж», в виде порошка «В», «Г», «Д», «Е». Ф-2М легко сваривается и перерабатывается из расплава всеми известными для термопластов способами.

Фторопласт-3 (Ф-3) — политрифторхлорэтилен, ГОСТ 13744. Аналоги: KEL-F, VOLTALEF, NEOFLON CTFF.

Фторопласт-32Л (Ф-32Л), ГОСТ 6-05-432 — сополимер трифторхлорэтилена и фтористого винилидена. Растворим в кетонах, сложных эфирах, тетрагидрофуране.

Применение [ править | править код ]

Фторопласт что это такое

Фторопласты находят самое широкое применение в технике, благодаря своим свойствам. Известно, что фторопласты являются изоляторами тока, и именно из фторопластовой плёнки выполняют первичную обмотку высоковольтных проводов. Применяется фторопласт ещё и при производстве нагревательного кабеля, а также изоляции токопроводящей и нагревательной жил, применяемых для устройства тёплого пола. [ источник не указан 255 дней ] Также фторопласт является прекрасным антифрикционным и достаточно термостойким полимером, что позволяет применять его в узлах трения без дополнительной смазки. Из фторопласта также делают прокладки и шайбы, и стыкуемые детали никогда не «прихватывает». Детали из фторопласта склеиваются только при обработке склеиваемых поверхностей специальными праймерами, но даже в этом случае качество адгезии не очень высокое. Из фторопласта, в частности, делают шланги гидросистем высокого давления — пластмассовая трубка в стальной оплётке предназначена для долговременной работы с давлением нагнетания гидросистемы до 210 кгс/см². [ источник не указан 255 дней ] Благодаря высокой химической стойкости из фторопластов изготавливают шланги для перекачки агрессивных жидкостей (концентрированные щёлочи, кислоты), в том числе горячих и под высоким давлением.

Популярное средство обеспечения герметичности сантехнических соединений — ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал).

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *