Фторполимеры свойства и применение реферат

Обновлено: 05.07.2024

Фторполимеры или фторопласты - это полимеры на основе фторуглеродов с множественными связями углерод-фтор, в которых большая часть или даже все другие содержащиеся водороды обычно заменены фтором (см. Пер- и полифторированные алкильные соединения ).

Фторполимеры, помимо прочего, отличаются высокой химической и температурной стойкостью. Они от эластичных до жестких, но обычно не очень прочные . Как и фторуглероды , они не подвержены действию силы Ван-дер-Ваальса , как углеводороды , и поэтому обладают свойствами , предотвращающими прилипание и снижающими трение . Множественные связи углерод-фтор придают им высокую химическую стойкость.

С долей рынка 60–70% политетрафторэтилен (ПТФЭ), который продается под торговой маркой Teflon , имеет наибольшее экономическое значение . Другими важными фторполимерами являются сополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена (FEP) и полихлортрифторэтилен (PCTFE). Термопластичные фторполимеры составляют 30% фторполимеров. Чем выше содержание фтора, тем лучше термостойкость и химическая стойкость. Политетрафторэтен (ПТФЭ), открытый в 1938 году, до сих пор остается непревзойденным.

Общий

Фторполимеры делятся на те, которые не могут быть обработаны в расплаве (англ. Non-Melt Processible Fluoroplastics , например, PTFE), те, которые могут быть обработаны в расплаве ( термопластичные фторполимеры или фторотермопласты ; англ. Melt Processible Fluoroplastics ), фторированные каучуки ( FKM или FPM). ) и другие фторэластомеры ( перфторированный каучук FFKM , тетрафторэтилен / пропиленовые каучуки FEPM , фторированные силиконовые каучуки ).

Фторполимеры часто состоят исключительно из атомов углерода в основной цепи, но есть и те, которые содержат гетероатомы, например B. полифторсилоксаны и полифторалкоксифосфазены.

характеристики

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) является наиболее важным фторполимером с точки зрения количества. Из него могут быть получены свойства других фторполимеров, поскольку ПТФЭ выполняет функции обычного тела для большинства других фторполимеров.

Химические свойства

Механические свойства материала основаны на его химических свойствах. Несмотря на большую разницу в электроотрицательности углерода и фтора, политетрафторэтилен является неполярным полимером, поскольку пространственно противоположные диполи компенсируют друг друга по своему действию. Химические свойства определяются прочной углеродно- фторной связью, которую трудно разорвать. Неразветвленная молекулярная цепь с очень высокой степенью полимеризации (сильная линейность ) приводит к высокой кристалличности . Молекулярная структура ПТФЭ полностью симметрична; Поскольку атомы фтора (по сравнению с водородом в полиэтилене ) относительно большие, они экранируют углеродную структуру и заставляют молекулярную цепочку образовывать спиральную структуру .

Механические свойства

В общем, если полярность низкая, прочность , жесткость , твердость и тепловое расширение будут низкими, а изоляционная способность - высокой. То же самое и с ПТФЭ. Высокая степень экструзии кристаллов приводит к высокой температуре размягчения , чрезвычайно высокой вязкости расплава и высокой стойкости к нагреванию и химическим веществам. Низкие межмолекулярные силы также приводят к низкой прочности и жесткости, а также к низкой поверхностной адгезии.

Свойства термопластичных фторполимеров

Обработка ПТФЭ трудно. Из-за высокой вязкости расплава ПТФЭ нельзя обрабатывать в размягченном состоянии, как другие термопласты. Технологичность термопласта может быть достигнута путем модификации мономера тетрафторэтилена . Атомы фтора заменяются хлором (как в полихлортрифторэтилене ) или трифторметилом (как в сополимере тетрафторэтилена и гексафторпропилена ), что приводит к нарушению регулярной молекулярной структуры. Благодаря модификации снижается химическая и термостойкость термопластичных полимеров.

Использование и обработка

Фторполимеры обладают высокой химической и термической стабильностью, хорошими электроизоляционными свойствами, отличной атмосферостойкостью, хорошей ударной вязкостью с надрезом , антиадгезионными свойствами и негорючие. Антиадгезионные свойства приводят к плохой смачиваемости и хорошему скольжению . Фторполимеры физиологически безвредны. Модуль упругости и предел прочности на разрыв термопластичных фторполимеров соответствуют стандартным пластмассам.

Фторполимеры относятся к высокоэффективным пластмассам. Недостатком фторполимеров является их дороговизна и сложность обработки.

Из всех материалов PTFE обладает наибольшей химической стойкостью . Он устойчив к высоким температурам, негорючий и хороший электроизолятор. ПТФЭ можно использовать в диапазоне от −270 до +280 ° C. Выше рабочей температуры ПТФЭ не плавится, а только размягчается. Разложение происходит выше 400 ° C. ПТФЭ является термопластом, но из-за его очень высокой вязкости расплава его нельзя обрабатывать с использованием методов обработки, обычно используемых для термопластов, таких как литье под давлением . Поэтому компоненты и полуфабрикаты из ПТФЭ могут быть изготовлены только с использованием процесса прессования- спекания . Он белый, податливый и очень скользкий. Благодаря своей стойкости PTFE используется в лабораторных условиях, для высокотемпературной изоляции и в высоковольтной технике. Вспененный PTFE имеет микропористую структуру, водоотталкивающий и воздухопроницаемый. Эластичный PTFE с микропорами используется под названием Gore-Tex в качестве водонепроницаемого, но паропроницаемого слоя в текстильных изделиях. ПТФЭ имеет тенденцию к ползучести под нагрузкой; однако этому можно противодействовать, используя наполнители. Поскольку ПТФЭ неполярный, он обладает антиадгезионными свойствами и отличными скользящими свойствами. Прочная углеродно-фторная связь также делает его очень устойчивым к погодным условиям и УФ-излучению.

Поскольку ПТФЭ очень вязкий выше высокой температуры плавления , его нельзя обрабатывать с использованием обычных процессов первичного формования . Поэтому ПТФЭ перерабатывается либо в виде паст, либо порошков путем прессования и спекания, а также их комбинации. Механической обработки избегают из-за высоких материальных затрат.

Термопластичные фторполимеры

Помимо двух показанных здесь фторполимеров, сополимера тетрафторэтилена и гексафторпропилена (FEP) и полихлортрифторэтилена (PCTFE), существует множество других термопластичных фторполимеров. Однако эти полимеры не так долговечны, как ПТФЭ; PCTFE подвергается воздействию хлорированных углеводородов и сложных эфиров, FEP - хлорированных углеводородов. Термопласты можно обрабатывать обычными методами, такими как экструзия и литье под давлением . Эти полимеры получают и используют так же, как ПТФЭ.

Экономический смысл

Сегодняшний мировой спрос на фторполимеры составляет около 100 000 тонн в год (2004 г.). Фторполимеры очень дороги на 10–35 евро / кг по сравнению со стандартными пластиками из-за их сложного производства. Производство фтора основано на минеральном плавиковом шпате , который достаточно доступен во всем мире. Важные области применения можно найти в строительстве химических заводов и аппаратов, в машиностроении и в электротехнике .

Примеры

полимер	Торговое наименование	Мономер (ы)	Точка плавления (° C)
Поливинилфторид (ПВФ)	Тедлар (DuPont)	Фторид винила	200
Поливинилиденфторид (ПВДФ)	Кынар (Аркема) Солеф (Солвей Солексис) Хилар (Солвей Солексис)	Винилиденфторид	175
Политетрафторэтилен (PTFE)	Тефлон (DuPont), Algoflon и Polymist (Solvay Solexis), Polyflon ( Daikin )	Тетрафторэтилен	327
Полихлортрифторэтилен (ПХТФЭ)	Кел-Ф ( 3М ), Неофлон ( Дайкин )	Хлортрифторэтен	220
Перфторалкокси полимеры (PFA)	Неофлон ( Daikin )	z. Б. ППВЭ + ТФЭ	305
Этилентетрафторэтилен (ETFE)	Tefzel (DuPont), Fluon Asahi Glass Company , Neoflon ( Daikin )	Тетрафторэтилен + этилен	265
Перфтор (этиленпропилен) (FEP)	Сималит ФЭП	Тетрафторэтилен + гексафторпропилен	257

Биологическое значение

Фторполимеры не проявляют острой или субхронической системной токсичности, раздражения, сенсибилизации, местной токсичности в имплантатах , генотоксичности ( in vitro и in vivo ), гемолиза , активации комплемента или тромбогенности . Однако существуют опасения по поводу стойкости и токсичности фторированных технологических добавок, а также воздействия на человека и окружающую среду. Множество других ПФАС , включая мономеры и олигомеры , выделяются во время производства, обработки, использования и утилизации фторполимеров.

Мономеры, которые используются в качестве основы фторполимеров

Перфтор циклоалкены (PFCA)
Этен ( клавиша E)
Фторэтен (VF1)
1,1-дифторэтен (VDF или VF2)
Тетрафторэтилен (ТФЭ)
Хлортрифторэтилен (CTFE)
Пропилен (P)
Гексафторпропилен (HFP)
Перфторпропилвиниловый эфир (ППВЭ)
Перфторметилвиниловый эфир (PMVE)

Индивидуальные доказательства

Эта страница последний раз была отредактирована 27 мая 2021 в 14:07.

Введение

В нашем быстро развивающемся мире резко возрос спрос на полимерные материалы. Трудно себе представить полноценную работу заводов, электростанций, котельных, электрической бытовой техники, которая нас окружает дома и на работе, современных вычислительных машин, автомобилей и много другого без использования этих материалов.
В настоящее время выпускают более 20 видов и более 40 марок фторполимеров. В кабельной промышленности применяют 5-6 основных видов фторполимеров и значительное количество марок и разновидностей материалов, в связи с этим необходимо коротко рассмотреть структуру и основные свойства полимеров.
Фторопласты отличаются очень высокой химической, коррозионной стойкостью, а также обладают отличной атмосферостойкостью, теплостойкостью и морозостойкостью (-160 ÷ 260°С). Фторопласты негорючи или самозатухают при возгорании. Эти полимерные материалы имеют низкий коэффициент трения, очень низкое водопоглощение и газопроницаемость, хорошие диэлектрические характеристики и высокую электрическую прочность, надежно противостоят ферментам и микробам. Фторопласты плохо растворимы или вообще нерастворимы во многих органических растворителях. Такой набор свойств действительно уникален.

Фрагмент работы для ознакомления

Список литературы

Список использованной литературы

Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.

* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.

Фторопласты, как правило, обладают широким диапазоном эксплуатационных температур, некоторые марки можно применять от минус 269 градусов С до 260 градусов С, то есть диапазон применения превышает 500 градусов. В зависимости от марки фторопласты обладают плотностью от чуть ниже 2000 кг/куб.м до 2400 кг/куб.м, что является достаточно высокими значениями для пластмасс.

Рис.1. Типичные фторопластовые изделия.

Физико-механические, химические и прочие характеристики рассматриваемого материала обычно гораздо более высокие, чем у крупнотоннажных полимеров. Этот факт позволяет применять фторопласты в химической, медицинской и прочих высокоответственных областях знаний и индустрии. Переработка таких полимеров обычно производится либо механически на различном обрабатывающем оборудовании, либо путем прессования. Наиболее используемые для прочих полимеров методы переработки, такие как литье под давлением, экструзия или выдувное формование, для фторопластов из-за их специальных свойств применяется крайне редко, лишь для отдельных подходящих марок.

Из фторопластов производят совершенно различные по внешнему виду и свойствам изделия и полуфабрикаты. Сам материал может предстать в виде обычной на вид пластмассы, жесткого пластика, резиноподобного эластомера и тд.

История

Считается, что первый фторопласт был получен в начале 20 века в США, однако достоверных сведений о методе производства, химической формулы и свойствах этого вещества в литературе не приводится. В СССР фторполимеры впервые поступили из-за рубежа в период второй мировой войны. После нее было оборудовано первое отечественное производство этого полимера.

На сегодняшний день различные фторопласты в больших количествах используются в химической и строительной индустриях, машиностроении, медицинской отрасли. Также фторсодержащие полимеры применяют для выпуска высокотехнологичных волокон и специальных тканей. Наиболее часто используемым типов фторопласта считается политетрафторэтилен (ПТФЭ) или фторопласт-4, который также называют коммерческими марками: тефлон, галлон, гостафлон, флюон и т.д.

Виды фторопластов

Применяется несколько основных марок фторполимеров, отличающихся по химическому строению макромолекул полимера и по свойствам. Ниже представлены самые популярные виды фторопластов и их основные особенности.

Фторопласт-2 (PVDF, химическое наименование - поливиниленфторид). Обладает хорошей прочностью, упругостью и высокой химической стойкостью. Кристаллизующийся материал с температурой плавления от 135 до 180 градусов С и температурой стеклования от минус 42 до минус 25 градусов С.

Фторопласт-3 (химическое наименование - политрифторхлорэтилен). Обладает хорошей прочностью и твердостью, имеет основные характеристики термопласта – довольно легко переходит в высокоэластическое состояние, плавится и формуется при нагревании. При этом обладает хорошей стойкостью к низким температурам.

Фторопласт-4 (химическое наименование - политетрафторэтилен). Наиболее известный из фторопластов. Обладает самой высокой плотностью среди рассматриваемой группы фторполимеров. Ф-4 стоек к воздействию высоких температур вплоть до 260 градусов С. Также фторопаст-4 и его модификации Ф-4ПН, Ф-4О, Ф-4Д и т.д. обладают отличной гидрофобностью и низкой пористостью.

Фторопласт-30 (ECTFE, PE-CTFE, E-CTFE, E/CTFE, сополимер трифторэтилена и этилена). Кристаллизующийся материал с температурой плавления около 240 градусов С. По характеристикам напоминает Ф-3.

Фторопласт-40 (ETFE, E/TFE, сополимер тетрафторэтилена и этилена). По своим данным похож на фторопласт-4. Материал стоек к действию химикатов, в том числе сильных, устойчив к ультрафиолету, непожароопасен.

Свойства фторопластов

Фторопласты, как было сказано выше, могут обладать широкой гаммой различных особенностей и предстать как в виде пластмасс различного вида, так и в виде термоэластопластов. По отношению к растворителям они могут быть как растворимыми, так и нерастворимыми, набухающими или ненабухающими полимерами.

Применение рассматриваемых материалов обусловлено комплексом ценным свойств, которым обладают те или иные марки. Среди таких полезных особенностей фторопластов нужно отметить крайне высокую химическую стойкость, теплостойкость и морозостойкость. Кроме того, многие фторполимеры обладают очень низким коэффициентам трения, что незаменимо при применении в узлах и механизмах, а также отличные диэлектрические характеристики при различных условиях и совсем небольшое водопоглощение.

Фторопласты также обладают рядом недостатков, среди которых невысокая прочность в сравнении с инженерными или конструкционными термопластичными полимерами, высокую степень ползучести этих материалов. Кроме того, не нужно забывать, что подавляющее число фторполимеров очень дороги.

Применение

Описанные выше свойства фторопластов сделали их незаменимыми материалами для многих индустрий и применений. Мировой выпуск и использование фторсодержащих пластиков, полуфабрикатов и изделий из них постоянно растет, а количество типов применений увеличивается.

Из фторопластов производят, в том числе, широкий ассортимент продуктов со специальными свойствами, например:

- изделия, способные выдержать радиационное облучение в течение долгого времени;

- особопрочные волокна, по некоторым характеристикам превосходящие прочностные качества аналогов из высоколегированных сталей;

- покрытия с высокой стойкостью к коррозии почти непроницаемые для воды и прочих коррозионных агентов и действию атмосферных факторов;

- пленки с недостижимыми для других пластмасс и неполимерных материалов показателями морозостойкости и диэлектрическими характеристиками;

- каучуки для использования в критических условиях.

Рис.2. ФУМ-лента и нить – популярнейшие уплотнительные материалы

Наиболее распространенные фторопластики применяются следующим образом:

Экология и воздействие на здоровье

Все наиболее употребляемые марки фторопласты полностью безопасны для человека и других живых организмов. Помимо этого, известны свойства фтополимеров превосходно совмещаться с живыми тканями, в том числе не давать иммунологических реакций у человека. Такие характеристики фторопластов открывает им дорогу как материалам, пригодным для изготовления медицинских протезов и имплантов.

Также фторопласты, особенно Ф-4, активно применяются в стоматологии, сердечно-сосудистой хирургии и прочих направлениях медицины. Из них изготавливают искусственные клапаны сердца и кровеносные сосуды. Всё больше полимер замещает дорогостоящий титан, использующийся ранее для производства протезов в большинстве случаев. Применения фторопласта в медицине все время расширяются.

С точки зрения экологии рассматриваемые пластики не очень отличаются от прочих полимеров. Химические свойства фторопластов говорят об их еще большей инертности, чем, например, у полиолефинов. С точки зрения химического загрязнения, они не приносят окружающей среде никакого вреда. Проблема загрязнения природы и прежде всего водных ресурсов фторполимерами также остро не стоит, ввиду небольшого объема производства фторопластов по сравнению с крупнотоннажными полимерами.

Вторичная переработка таких полимеров также затруднена не только по причине их трудной перерабатываемости, но и из-за фактора, описанного выше. Затруднительно собрать и отсортировать достаточное большое для вторичной переработки количество фторопласта, однако работы в этом направлении ведутся и на рынке уже присутствуют различные марки вторичных фторопластов и изделия из них.

По своим техническим характеристикам (прочность, коррозионная стойкость, легкость и др.) они успешно конкурируют, в первую очередь с металлом и стеклом в производстве автомобилей, предметов бытового потребления, электронной/электротехнической промышленности. Одними из относительно распространенных видов пластиков являются термопластичные полиэфиры (фторполимеры).

Основные физико-химические свойства фторполимеров

Фторопласты - принятое в СССР техническое название фторсодержащих пластических масс. Представляют собой гомополимеры фторпроизводных этилена и сополимеры их, например с другими фторпроизводными олефинами, олефинами, перфторалкилвиниловыми эфирами.

Фторопласты относятся к гамме фторсодержащих полимеров, на основе которых разработана широкая группа пластмасс, обладающих рядом весьма полезных свойств. К ним относятся высокие тепло- и термостойкость, негорючесть, химическая и коррозионная стойкость. Из фторсодержащих полимеров наибольшее техническое значение имеет политетрафторэтилен (ПТФЭ), политрифторхлорэтилен (ПТФХЭ) и поливинилиденфторид (ПВДФ).

Политетрафторэтилен - получают полимеризацией тетрафторэтилена. Он представляет собой легко комкающийся волокнистый порошок белого цвета.

Термические, оптические, механические свойства : материал с достаточно высокими механическими свойствами. ПТФЭ может применяться при температуре от -269 до +260° С и кратковременно при температурах до 400° С. При нагревании выше 327° С происходит плавление кристаллитов, но полимер не переходит в вязко-текучее состояние вплоть до температуры разложения (+415° С).

Физико-химические свойства частично фторированных полимеров

Химические свойства : по стойкости ПТФЭ превосходит благородные металлы, эмали, спецстали) Самые агрессивные химические вещества (кислоты, щелочи, окислители, растворители) не оказывают на ПТФЭ никакого воздействия даже при высокой температуре. На ПТФЭ оказывают воздействие только расплавы щелочных металлов, растворы их в аммиаке, трехфтористый хлор и элементарный фтор при высоких температурах.

ПТФЭ получают в суспензии или в эмульсии. Полимер выпускается в виде порошка различной дисперсности. Он перерабатывается холодным прессованием с последующим спеканием при температуре около 340 °С.

Политрифторхлорэтилен является полимером трифторхлорэтилена .

Термические, оптические, механические свойства ПТФХЭ: является кристаллическим полимером (степень кристалличности незакаленных образцов может достигать 85-90%). Механические свойства изделий из ПТФХЭ в значительной мере зависят от степени кристалличности полимера. Механические свойства ПТФХЭ зависят также от температуры. При высоких температурах материал размягчается и прочность его снижается.

ПТФХЭ имеет пониженные диэлектрические свойства и высокие диэлектрические потери (по сравнению с ПФЭ). Ценным качеством ПТФХЭ по сравнению с ПТФЭ является его практическая нехладотекучесть и более высокие прочностные показатели.

Поливинилинденфторид является полимером винилиденфторида.

Термические, оптические, механические свойства: ПВДФ - трудногорючий материал. Диапазон рабочих температур - от -40 до +135 оС.

Химические свойства: отличается от других фторопластов самой большой прочностью, твердостью, не хладотекуч под действием нагрузки, обладает повышенной упругостью, стойкостью к абразивному износу и воздействию ультрафиолетовой и ионизирующей радиации. Растворяется в ацетоне и других апротонных растворителях, что требуется при получении лаков (в т.ч. холодной сушки) и комбинированных нитей.

ПВДФ легко сваривается и перерабатывается из расплава всеми известными для термопластов способами при сравнительно невысоких температурах (от 180 до 240 оС).
ПВДФ получают в суспензии и в массе. Перерабатываются прессованием, экструзией, литьем под давлением.

В нашей стране разработано и выпускается большое количество фторсодержащих полимеров с самым разнообразным сочетанием физико-механических, термических, химических и реологических свойств [I, 2]. Наиболее широкое применение среди фторсодержащих полимеров получил фторопласт-4-политетрафторэтилен, как правило, не содержащий добавок и модификаторов.

Фторопласт-4 - политетрафторэтилен (в США - тефлон, фа - лон, в ФРГ - хостафлон)-высокомолекулярный кристаллический полимер с температурой плавления кристаллической фазы % 327°С, выше которой он превращается в аморфный прозрачный материал, не переходящий из высокоэластического состояния в вязкотекучее даже при температуре разложения (выше 415°С). Вязкость расплава полимера при температуре 380°С составляет 109-10 Па с. Материал характеризуется высоким коэффициентом термического расширения, который при 380°С достигает максимального значения; при этом объем материала увеличивается на ^ 50% от первоначального. Наряду с низким пределом ползучести полимера это также становится одним из препятствий для получения качественных сварных соединений.

В настоящее время налажен серийный выпуск нескольких новых марок фторопласта-4 (фторопласт-4А, фторопласт-4АТ), которые представляют собой сыпучие материалы, что облегчает их переработку в изделия.

В настоящее время выпускают фторсодержащие полимеры и сополимеры, способные при нагреве образовывать расплав и, следовательно, перерабатываться обычными для термопластов высокопроизводительными методами: горячим и литьевым прессованием, экструзией, литьем под давлением. К ним относятся фторопласты-4МБ, -40, -42, -3, -4Н, - ЗМ, -30, -32Л, -2, -26, -23, -1, -100, -400, -50. Плавкие фторопласты уступают фторопласту-4 по теплостойкости, диэлектрическим свойствам, однако более надежны в работе при высоких механических нагрузках и повышенной радиации.

Некоторые марки плавких фторопластов (фторопласты-26,

-23, -42, -32Л, -4Н, -2, -2М, -1) растворяются в органических растворителях, что дает возможность применять для них методы переработки из растворов, а также сваривать их с помощью растворителя.

Фторопласт-1 - поливинилфторид (в США - дельвар) - кристаллический материал, который характеризуется твердостью, высокой механической прочностью к истиранию и многократным перегибам, высокой атмосферостойкостью. Особенностью фторопласта-1 является высокая вязкость расплава, обусловленная регулярным строением полимера и наличием в нем водородных связей. Полимер перерабатывается из расплава в присутствии латентных растворителей, активных по отношению к фторопласту-1 при температуре выше 100°С.

Фторопласт-2 - поливинилиденфторид (в США - кайнар) - высокомолекулярный кристаллический полимер, отличающийся от фторопласта-4 более высокими механической прочностью, твердостью, жесткостью. Сильно набухает или растворяется при нагревании в кетонах (ацетон, метилэтилкетон), сложных эфирах (2-этилсилэтилацетате), амидных растворителях (диметилацет - амиде и диметилсульфоксиде),

Фторопласт~2М - модифицированный фторопласт-2, обладающий большей эластичностью и более низкой температурой плавления кристаллической фазы, повышенной растворимостью. Вязкость расплава фторопластов-2 и -2М при 240°С составляет 103- 105 Пас, что позволяет перерабатывать их обычными методами на стандартном оборудовании.

Фторопласт-3 представляет собой полимер трифторхлорэти - лена (в США-кель-Г). Из-за несимметричности основного звена и наличия атома хлора полимер в значительной степени уступает фторопласту-4 по термостойкости и стойкости к растворителям. Фторопласт-3 является кристаллическим полимером и характеризуется выраженной зависимостью физико-механических свойств от условий термообработки и степени кристалличности. Степень кристалличности в зависимости от условий термообработки может изменяться от 25 до 80%. Нагревание закаленного образца до 150°С и выше вызывает кристаллизацию полимера, поэтому не рекомендуется эксплуатировать изделия из фторопласта-3 при температурах выше 130°С. Как и фторопласт-4, фторопласт-3 не растворяется при обычной температуре в большинстве растворителей, за исключением некоторых хлорированных углеводородов, простых эфиров, в которых он набухает, особенно при повышенных температурах. Для инфракрасных лучей полимер позрачен в пределах длин волн от 2 до 7,5 мкм.

Фторопласт-3 перерабатывается в изделия обычными для термопластов методами прессования, литья под давлением, экструзии. Трудности при переработке связаны с близостью температуры расплава и температуры разложения полимера.

Фторопласт-3М - модифицированный фторопласт-3 - отличается меньшей скоростью кристаллизации, меньшими размерами образующихся при кристаллизации сферолитов и более высокой молекулярной массой. Степень кристаллизации не превышает 60%. Материал более эластичен, легче перерабатывается при медленном охлаждении, не делаясь хрупким. Максимальное значение tg 8 при 1 кГц и 20°С составляет 0,024. Фторопласт-ЗМ менее стоек к растворителям и набухает в сложных эфирах, кетонах, ароматических и хлорированных углеводородах.

Фторопласт-4МБ-сополимер тетрафторэтилена с гексафтор - пропиленом (ТФЭ-ГФП, в США-тефлон-ФЕП)-один из наиболее близких по свойствам к политетрафторэтилену (ПТФЭ). Он перерабатывается обычными для термопластов способами, что обусловлено пониженной вязкостью его расплава (103 —105 Па с при 300°С). Интервал рабочих температур фторопласта-4МБ от — 190 до 200°С, кратковременно может эксплуатироваться при 260°С.

Фторопласт-40 - сополимер тетрафторэтилена с этиленом (ТФЭ-3, в США-тефзел, в Японии - афлон-КОП, в ФРГ-хоста - флон-ЕТ) - представляет собой кристаллический полимер, обладающий более высокими по сравнению с фторопластом-4 механической прочностью, твердостью, упругостью, износостойкостью, сопротивлением к ползучести под нагрузкой. Перерабатывается обычными для термопластов методами; вязкость расплава различных марок Ф-40 составляет 103- 108 Па с. По теплостойкости фторопласт-40 немного уступает фторопласту-4 (длительно его можно эксплуатировать при 200°С, кратковременно-при 250°С). По химической стойкости полимер не уступает фторопласту-4; он не растворяется ни в одном органическом растворителе.

Фторопласт-42 представляет собой сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом (ТФЭ-ВДФ) с высокими физико - механическими показателями и атмосферостойкостью. Растворим в кетонах и сложных эфирах. Интервал рабочих температур от —80 до 120°С. Фторопласт-42 перерабатывается в изделия методами прессования, экструзии, литья под давлением, хорошо сваривается, имеет довольно низкие диэлектрические характеристики.

Фторопласты-10 и 100-мягкие эластичные полимеры с высокой термической и химической стойкостью (близкой к химической стойкости фторопласта-4МБ). По эластичности подобны фторопласту-26, однако в отличие от него стойки к действию органических растворителей.

Фторопласт-26 - высокомолекулярный низкокристаллический растворимый полимер с высокой эластичностью. По механическим свойствам он занимает промежуточное положение между пластиками и каучуками. Растворяется в сложных эфирах и кетонах. Применяется в основном для изготовления пленок, покрытий, а также пластин и профильных фасонных изделий.

Фторопласт-30-сополимер трифторхлорэтилена с этиленом (ТФХЭ, в США-хелар)-представляет собой кристаллический полимер с высокой механической прочностью, зависящей от температуры. Температура длительной эксплуатации фторопласта-30 составляет 150-170°С. Низкая вязкость расплава (103-104 Па с при 240°С) позволяет перерабатывать его обычными для термопластов методами.

Фторопласт-32Л - растворимый сополимер трифторэтилена с винилиденфторидом с молекулярной массой 5* 104- 1,6* 105. Растворяется в сложных эфирах и кетонах.

Фторопласг-4Н-сополимер тетрафторэтилена с трифторэти - леном, растворимый в кетонах и сложных эфирах. Выпускается в основном в виде порошка для получения волокон и покрытий из растворов.

Фторопласт-50 - новый фторсодержащий плавкий полимер, наиболее близкий по свойствам к фторопласту-4. Максимальная рабочая температура 250°С, превосходит фторопласт-4 по прочностным показателям, обладая наряду с этими высокой эластичностью, повышенной адгезией к различным субстратам. Перерабатывается методами экструзии, прессования, литья под давлением. Фторопласт-50 - новый фторсодержащий плавкий полимер, наиболее близкий по свойствам к фторопласту-4. Максимальная рабочая температура 250°С. Он превосходит фторопласт-4 по прочностным показателям, обладая наряду с этим высокой эластичностью, повышенной адгезией к различным субстратам. Перерабатывается методами экструзии, прессования, литья под давлением. Фторопласт-400-плавкий нерастворимый полимер аморфной структуры с содержанием кристаллической фазы не более 25%. Температура плавления 235~245°С.

Фторэластомеры представляют собой высокоэластичные полимерные материалы (фторкаучуки). Наибольшее промышленное применение нашли фторкаучуки на основе сополимеров винилиденфторида и трифторхлорэтилена (ВФ-ТФХЭ) с СКФ-32 (в США каучуки типа кель-Г), сополимеры винилиденфторида и гексафторпропилена (ВФ - ГФП) с СКФ-26 (в США-вайтон А), а также сополимеры винилиденфторида и перфторметилвинило - вым эфиром (ВФ-ПФМВЭ) с СКФ-260 (в США~ вайтон). СКФ-32 и СКФ-26 превосходят все известные эластомеры по химической стойкости. Они стойки к концентрированным минеральным кислотам и щелочам, многим алифатическим и ароматическим, хлорированным и нехлорированным углеводородам, бензину, маслам и смазкам, газам. Не рекомендуется использовать их в контакте со сложными эфирами, кетонами, амйнами. Способность фторкаучуков растворяться в кетонах и сложных эфирах используется при получении герметиков и клеев.

По термостойкости вулканизатов фторкаучуки значительно превосходят другие-эластомеры, за исключением силиконовых. Резины из СКФ-26 могут работать кратковременно при 300-320°С и длительно - при 250°С. СКФ-32 и СКФ-26 исключительно стойки к действию таких сильных окислителей, как кислород4« озон, Погодостойки. Как и все фторполимеры, они характеризуются хорошими электроизоляционными свойствами. Изделия из этих материалов отличаются длительным сроком службы и стойкостью к истиранию.

Читайте также: