Фторопласт — современный конструкционный материал, который благодаря своим особенным эксплуатационным свойствам широко применяется в машиностроении, электротехнике, медицине, пищевой и химической промышленности.
Пластины и стержни из фторопласта можно приобрести оптом или в розницу.
Современное оборудование позволяет изготавливать разнообразные изделия из фторопласта по чертежам заказчика с точным соблюдением всех размеров.
Удобные сервисы транспортировки позволят организовать быструю доставку фторопластов.
Закупка полимеров и пластиков у крупных поставщиков имеет ряд преимуществ:
- широкая география поставки;
- опт и розница;
- востребованные типоразмеры;
- персональный подход к клиентам.
Ознакомиться с ассортиментом.
В последние десятилетия тефлон, или фторопласт-4, приобрел большую популярность. Широким массам населения этот пластический материал молочно-белого цвета стал известен благодаря его использованию при производстве посуды с антипригарным покрытием (Tefal). Но этим сфера применения данного полимера не ограничивается.
Что такое фторопласт и где он применяется?
Фторопласты представляют собой фторсодержащие полимеры, относящиеся к группе конструкционных пластиков. К наиболее известным разновидностям этих полимеров относятся:
- фторопласт-4 (политетрафторэтилен (-C2F4-)n, торговые марки — Teflon, Hostaflon TF, Fluon G, Algoflon F, Polyflon M);
- фторопласт-3 (политрихлорфторэтилен (-CF2-CFCl)n, торговые марки — Dyflon, KEL-F, Voltalef, Neoflon CTFE);
- фторопласт-2 (поливинилиденфторид (CH2CF2)n, торговые марки — Kynar, Solef, Neoflon VDF);
- фторопласт-40 (сополимер тетрафторэтилена (CF2CF2CH2CH2)n, торговые марки — Tefzel, Hostaflon ET, Neoflon ETFE).
Несмотря на самый низкий коэффициент сухого трения среди полимеров, фторопласты не являются взаимными аналогами друг друга, отличаясь целым рядом технических характеристик.
Фторопласт-4, или тефлон, активно используется:
- в машиностроении. Благодаря устойчивости к трению и воздействию агрессивных сред, из полимера изготавливаются сальники, подшипники, поршневые кольца, пыльники, автомобильные шины. Стойкость к нагреву позволяет производить из него детали для моторов;
- в электро- и радиотехнике. Материал может использоваться в качестве изолятора или проводника тока (при внесении модификаций в его молекулярную структуру). Из политетрафторэтилена изготавливают печатные платы, кабели, элементы реле и выключатели.
- в легкой промышленности. Обработка изделий этим полимером позволяет сделать их водостойкими.
- в химической промышленности. Тефлон используется для производства лабораторной посуды, в том числе антикоррозийных трубок для хроматографов.
- в медицине. Применение фторопласта при производстве протезов сосудов и внутренних органов обусловлено тем, что он не вызывает иммунологических реакций.
- в пищевой промышленности. Тефлон используется при производстве сковород и форм для выпечки с антипригарным покрытием, шприцов для кремов, контейнеров для скоропортящихся продуктов, раскатывающих механизмов для теста.
Технические характеристики фторопласта
Популярность фторопласта-4 обусловлена его техническими характеристиками. Он представляет собой вещество, которое по внешнему виду напоминает полиэтилен или парафин, и характеризуется мягкостью и текучестью. Его плотность составляет 2,18–2,21 г/см 3 (ГОСТ 10007–80).
Этот материал отличается термостойкостью — его гибкость и эластичность сохраняются при температуре от -70 до +270 ?C, а также адгезией, минимальным поверхностным натяжением, устойчивостью к воздействию ультрафиолетовых лучей, влаги, жиров и органических растворителей. Он является физиологически и биологически безопасным.
Химические свойства фторопласта — стойкость, даже более высокая, чем у благородных металлов и всех известных синтетических материалов, невосприимчивость к воздействию агрессивных кислот и щелочей. Разрушить данный полимер можно только трифторидом хлора или расплавами щелочных металлов. Материал хорошо обрабатывается фрезерованием, точением, шлифованием и сверлением.
Производство, марки и формы поставки материала
В настоящее время используется 4 основных разновидности фторопласта — политетрафторэтилен (Ф4), политрифторхлорэтилен (Ф3), поливинилиденфторид (Ф2) и их сополимеры. Самое широкое распространение получил фторопласт-4, обладающий наибольшей плотностью среди перечисленных разновидностей. Первые три вида материала являются гомополимерами, то есть в их цепях многократно повторяется один мономер (у Ф4 и Ф3 — этилен, у Ф2 — винил).
Сополимеры представляют собой комбинацию углеводородов из Ф2, Ф3 и Ф4 или включают в свой состав пропилен. Данные марки полимера различаются по степени растворимости в щелочах и кислотах, плотности, рекомендуемой температуре эксплуатации, электро- и теплопроводности (см. табл. 1).
Производство фторопласта в России осуществляется в три этапа. На первом из них по реакции Свартса получается хлордифторметан. Затем из него пиролизом получают тетрафторэтилен. На третьей стадии в результате полимеризации тетрафторэтилена образуется фторопластовый порошок.
Существует несколько марок данного порошка. В маркировке каждого из них указывается средний размер частиц, например: Ф4ПН-20 или Ф4ПН-90. Размер может быть 100–180, 46–135, 21–45 или 6–20 мкм. Если при производстве Ф4 используются дополнительные вещества, то к маркировке товара добавляется буква «М», то есть модификатор (например, стекловолокно, кокс, кобальт). Вслед за буквой указывается число, которое обозначает количественное отношение добавки к основному соединению.
Изделия из фторопласта-4 изготавливаются методом прессования. Затем они запекаются при температуре 360–370 °C. Также возможно производство данного полимера методом экструзии, в ходе которого порошок под высоким давлением подается в экструдер. При выходе полученная масса запекается. Подобным методом можно производить изделия длиной до 5 метров. Обе технологии предусматривают производство заготовок простейших форм (пластины, трубки, втулки, стержни). Производство готовой продукции из заготовок осуществляется путем механической обработки на металлорежущих станках.
Таблица 1. Характеристики фторопластов
Фторопласт свойства и характеристики
Фторопласт Ф4 по своим характеристикам является самым прочным полимером в мире, который состоит из соединения атомов углерода и фтора. Именно поэтому по многим свойствам фторопласт превосходит даже драгоценные металлы.
Основные физико-химические свойства и характеристики фторопласта
Фторопласт обладает уникальными физико-химическими свойствами и характеристиками:
✔Не окисляется и не подвержен коррозии.
✔Обладает высокой плотностью и стойкостью.
✔Фторопласт-4 отмечен в книге рекордов Гиннеса как самый скользкий материал, что открывает полимеру широчайшие возможности в машиностроительной отрасли и в транспортной промышленности.
✔Фторопласт-4 (он же Тефлон, Политетрафторэтилен ПТФЭ) инертен по отношению к химически агрессивным средам.
✔Обладает очень низким коэффициентом трения.
✔Термостоек — рабочая температура от -269°С до +260°С.
✔Не впитывает воду.
✔Срок службы более 20 лет.
✔По видам фторопласт Ф4 является самым востребованным по отношению к маркам Ф-2, Ф-3.
Тефлон был открыт в 1938 году химиком Роем Планкеттом, работающим в американской корпорации Kinetic Chemicals. Ученый случайно обнаружил, что газообразный тетрафтор-этилен, закачанный в баллоны под давлением, полимеризовался в порошок, обладающий уникальными свойствами. Патент на этот полимер был выдан в 1941 году. А 8 лет спустя Kinetic Chemicals стала подразделением мирового химического гиганта DuPont. В СССР о политетрафторэтилене узнали во время второй мировой войны, когда советские техники разобрали танк производства США и обнаружили в его башенном механизме большое белое кольцо из фторопласта.
Благодаря своим характеристикам, физико-химическим, механическим и электрическим свойствам, фторопласт используется повсеместно, детали и изделия из этого пластика применяют во всех сферах, от космической промышленности, медицины, судостроения, до бытовых изделий.
Производство фторопласта-4 (Ф-4) осуществляется из сырья на основании ГОСТ 10007-80 в три этапа:
- получение хлордифторметана по реакции Свартса;
- из хлордифторметана путем пиролиза получают тетрафторэтилен;
- в результате полимеризации тетрафторэтилена образуется фторопластовый порошок.
Для производства заготовок в виде фторопласта листового (пластины), стержней (кругляк) применяется способ холодной прессовки и дальнейшего спекания при температуре 365°C. Прессование производится на прессах с гидравлическим приводом, работающих с давлением 350 кгс/см2. Затем из заготовок путем механической обработки в дальнейшем изготавливаются различные изделия. Фторопласт можно обрабатывать практически любым механическим способом – сверлением, шлифованием, фрезерованием, точением. Детали могут целиком состоять из фторопласта, или им покрывают только поверхность изделия для улучшения антифрикционных свойств.
Технология производства фторопласта-4 (политетрафторэтилен) является наиболее технически востребованной и отработанной для современной промышленности.
Виды фторопласта
Фторопласт-4 обладает наиболее высокой плотностью, термической и химической стойкостью, его чаще всего используют в промышленности и в быту.
Производство фторопласта (Ф-4) с различными модификациями
Пластины (листы) и стержни изготавливаются в соответствии:
Готовая продукция в форме плит, пластин, листов, лент, стержней, труб выпускаются на основании указанных выше технических условий (ТУ)
Каждый модифицированный вид обладает определенными свойствами, однако из практики самые востребованными являются марки Фторопласт Ф4 и Фторопласт черный Ф4К20 с повышенной плотностью для фрикционных механизмов, где присутствует трение.
Фторопласт: характеристики, свойства и применение
Фторопласт относится к группе углеводородов, имеет полимерную структуру. Он может содержать в своем составе от 1-го до 4-х атомов фтора, что определяет его технические и химические характеристики. В процессе синтеза образуется белый, легко комкующийся порошок, который прессуется и спекается под воздействием высоких температур.
Фторопласт был открыт в первой половине XX века в США. Способ получения и формула вещества держались в строгом секрете.
В Советском Союзе материал появился в годы второй мировой войны, а в последствии было налажено собственное производство фторопласта. Поначалу он использовался исключительно в промышленных целях, и только в конце XX века стал применяться для производства товаров народного потребления.
Сегодня этот полимер широко применяется в химической промышленности, строительстве, машиностроении, медицине, используется для изготовления высокотехнологичных тканей. Наиболее известным из всех фторопластов является политетрафторэтилен, называемый в России фторопласт-4. В разных странах он имеет различные названия – в США тефлон или галлон, в Европе – гостафлон, флюон и другие.
Содержание:
Марки и технические характеристики фторопласта
Сегодня существует несколько марок фторопласта, которые различаются размерами молекул и их количеством. Рассмотрим наиболее популярные марки, и их технические характеристики:
- Фторопласт-2 (поливиниленфторид) имеет высокую прочность и упругость, выдерживает действие агрессивных химических веществ. Чаще всего применяется в трубопроводах и для изготовления емкостей для хранения химикатов. Существуют модификации материала с добавлением других веществ, тогда в маркировке присутствует буква М.
- Фторопласт-3 (политрифторхлорэтилен) отличается высокой прочностью и твердостью, при высоких температурах хорошо плавится, размягчается, меняет форму, напротив, к воздействию низких температур – устойчив. Применяется в составе антикоррозийных покрытий. Существует модифицированный фторопласт-3 с маркировкой Ф-3М.
- Фтороласт-4 (политетрафторэтилен) имеет наиболее высокую плотность среди прочих фторопластов, устойчив к действию высоких температур (выдерживает нагревание до 260 градусов), отличается высокой гидрофобностью и малой пористостью. На сегодняшний день существует несколько разновидностей фторопласта-4, например, Ф-4ПН, Ф-4О, Ф-4Д и другие. Все они имеют отличительные свойства, которые обуславливают их применение в той или иной сфере.
- Фторопласт-40 схож по свойствам с Ф-4, устойчив к воздействию агрессивной химии, не пропускает УФ-лучи, не горюч. Производится в двух видах – Ф-40П и Ф-40Ш.
Основные технические характеристики перечисленных фторопластов представлены в таблице.
| Название материала | Плотность, кг/м3 | Температура использования, Cº | Удельное сопротивление, Ом*м | Растяжение, МПа |
| Фторопласт-2 | 1 780 | – 45/+150 | 1 010 – 1 013 | 44 – 55 |
| Фторопласт-3 | 2 090 – 2 160 | – 195/+190 | 1 015 – 1 017 | 35 – 43 |
| Фторопласт-4 | 2 150 – 2 240 | – 260/+160 | 1 017 – 1 018 | 16 – 35 |
| Фторопласт-40 | 1 700 | – 200/+200 | 1 016 | 27 – 50 |
В России вот уже много лет фторопласты в большом количестве производятся на химических предприятиях. Сфера применения полимеров чрезвычайно широка и обусловлена их техническими характеристиками. Материал имеет ряд исключительных свойств, благодаря которым он востребован в самых разных отраслях, и потребность в нем только возрастает последние годы, а соответственно и увеличивается и доля его производства в химической промышленности страны.
Преимущества материала
Популярность фторопласта объясняется его уникальными свойствами. Материал имеет ряд преимуществ, благодаря которым он с успехом используется как в машиностроении, так и в медицине. Его основными достоинствами являются:
- устойчивость ко многим агрессивным химическим веществам;
- низкий показатель коэффициента трения;
- большой температурный диапазон эксплуатации;
- низкая электропроводность;
- устойчивость к возгоранию;
- биологическая инертность;
- низкий показатель поверхностного натяжения.
Помимо всего прочего материал легко обрабатывается, он без труда поддается сверлению, шлифовке и фрезеровке. Рассмотрим более подробно сферу применения этого полимера.
Сфера применения
Трудно назвать область, где бы в том или ином виде не использовался фторопласт. Его широко применяют в энергетике, автомобиле- и машиностроении, строительстве, медицине и пищевой промышленности. Отличные потребительские свойства материала и доступная цена сделали его таким востребованным.
Машиностроение
Хорошие конструкционные свойства полимера используют в машиностроении: на авиационных и кораблестроительных предприятиях, в производстве станков и агрегатов.
Материал, прикасаясь к поверхности, образует тонкую пленку, которая значительно уменьшает трение. Это свойство полимера используется в соединительных узлах и подшипниках различных конструкций, благодаря этому свойству он часто входит в состав смазочных материалов.
Медицина
Фторопласт абсолютно безопасен для человека, мало того, он отлично совместим с человеческими тканями и не вызывает иммунологических реакций. Благодаря этому он и применяется для производства протезов. Он широко используется в таких областях медицины как стоматология и сердечно-сосудистая хирургия. Из этого полимера производят искусственные клапаны сердца и сосуды. Фторопласт-4 пришел на смену титану, который до него применялся для изготовления протезов. С каждым годом возможности его применения в медицине только растут.
Пищевая промышленность
Наиболее известное применение фторопласта-4 в пищевой промышленности – это посуда с антипригарным покрытием, которая в свое время произвела фурор на рынке товаров народного потребления. Однако это не единственное использование тефлона в пищевой промышленности. При производстве подсолнечного масла, молока и других жидких пищевых продуктов полимер применяется для покрытия труб и насосов по перегонке жидкостей.
Химическое производство
В химическом производстве материал применяется для изготовления емкостей и трубопроводов, по которым перегоняются агрессивные химические растворы. Его устойчивость к воздействию различных химикатов также используется в реакторах, при производстве лабораторной посуды и транспортировке различных жидкостей.
Электротехника
Низкая электропроводность фторопласта с успехом используется в электротехнике.
Здесь материал применяется как диэлектрик при производстве различных кабелей, катушек, плат и конденсаторов. Изоляция из фторопласта защищает также и от воздействия химических веществ, поэтому полученная продукция часто применяется на вредных производствах.
Строительство
Пластины из тефлона используются при строительстве мостовых конструкций, галерей и эстакад. Тефлоновые прокладки применяются при возведении фундаментов конструкций в сейсмически опасных районах, благодаря превосходным характеристикам тефлона обеспечивается свободное перемещение элементов основания постройки.
Легкая промышленность
В легкой промышленности материал используется при производстве тканей с водоотталкивающими свойствами. Высокотехнологичная одежда из синтетических тканей надежно защищает от дождя и ветра. Многие современные бренды, производящие одежду для спорта и активного отдыха, используют ткани с тефлоном. Кроме того, его водоотталкивающие свойства используются при производстве обуви.
Внедрение в жизнь современных технологий позволяет улучшить качество и снизить себестоимость вещей. Фторопласт смог заменить массу менее совершенных и более дорогостоящих материалов. Его уникальные свойства обеспечивают широкую сферу применения полимера. Появление новых модифицированных фторопластов позволяет расширять границы его использования. Постоянно улучшаются физические свойства материала, открываются новые возможности его использования.
Можно с уверенностью сказать, что фторопласт и его производные будут применяться еще долгие годы, появятся новые материалы на его основе, которые станут обладать еще более удивительными техническими и химическими свойствами, а сфера применения тефлона будет только расширяться.
Технические характеристики и применение фторопласта
Фторопласт — это углеводород полимерной структуры который может содержать в своем составе от 1 до 4 атомов фтора.
Технические характеристики фторопласта определяются их количеством, наличием дополнительных галогенов, а также пространственной модификацией вещества и соединением, использованным в качестве мономера.
На данный момент выделяют 4 вида данных полимеров:
- Политетрафторэтилен (Ф4).
- Политрифторхлорэтилен (ФЗ).
- Поливинилденфторид (Ф2).
- Сополимеры.
Первые три соединения представляют собой гомополимеры, это означает, что в их цепи множественно повторяется только один мономер. В первых двух случаях это этилен, в третьем — винил. Сополимер имеют в своем составе дополнительные включения в виде пропилена, а также могут являться комбинацией углеводородов из трех первых групп.
Представленные марки материала различаются между собой по плотности, растворимости в щелочах и кислотах, температурой эксплуатации, тепло и электропроводимостью. Их используют для разных целей в промышленных и научных сферах. Максимальной плотностью обладает фторопласт Ф4. Он является наиболее применимым и востребованным полимером.
В чем заключаются минусы sip панелей и как избежать распространенных ошибок при строительстве помещений из такого материала?
Высокие эксплуатационные свойства деталей, получаемых из жидкого (эластичного) двухкомпонентного полиуретана позволяют использовать их в сложных рабочих условиях, где требуется повышенная прочность и химическая стойкость изделий. Более подробн о применение материала читайте здесь
Особенности политетрафторэтилена
Обычно под словом «фторопласт» понимают именно Ф4. Другое запатентованное название соединения — тефлон. Плотность Ф4 составляет 2.2 г/см³. Он является мягким, белым, тягучим материалом. Его морозостойкость дает возможность его использования при температуре до -70°. Начало разрушения связей между углеводами цепи и плавление фторопласта наблюдается при температуре 260°.
Благодаря мелкоячеистой структуре тефлон не смачивается водой и является химически инертным. Он не подвержен действию высококонцентрированных кислот и оснований. Одним из немногих веществ, вступающим в реакцию с Ф4, является хлорид фтора.
В современной промышленности выпускается несколько марок тефлона, которые различаются количеством мономеров в цепи и соответственно размером молекул. С ростом этого показателя увеличивается удельный вес фторопласта.
Добавлением к Ф4 разнообразных веществ отмечается буквой «М» (модификатор), за которой указывается число, обозначающее его количественное отношение к основному соединению. Для изменения свойств полимера используют кокс, молибдена дисульфит, стекловолокно, кобальт.
Способы получения
Существует несколько способов промышленного и химического производства полимера. Они отличаются по методу полимеризации. Ей предшествует введение фтора, а также прочих соединений в состав мономера. Для этого применяют пиролиз — нагрев углеводородов с галогенами до высоких температур, длинные цепочки при этом распадаются, давая начало простым соединениям, которые реагируют с фтором. Для дальнейшего синтеза возможно применение трех видов полимеризации:
- Радикальная полимеризация. Суть реакции заключается в последовательном присоединении к растущей цепи мономеров. Для этого производят их активацию. Простые углеводороды возбуждаются под действием ультрафиолета. Один из электронов внешней оболочки переходит на более высокий энергетический уровень, поглощая квант света, в результате чего он становится химически активным и легко реагирует с другими радикалами (этим термином обозначают атом, имеющий неспаренный электрон).
- Сополимеризация мономеров в массе. По сути, данная реакция является разновидностью предыдущей. Ее отличие заключается в том, что мономеры предварительно подвергают обработке, омылению в присутствие спиртов, растворению или иному процессу, увеличивающему константу протекания синтеза. Также в смеси должен присутствовать уже частично синтезированный полимер, с которым реагируют мономеры.
- Полимеризация на инициируещем носителе. Для этого используется вещество — затравка, которое запускает процесс радикалообразования и соответственно реакцию — полимеризации. Этот метод также применяют при синтезе гетерополимеров. В качестве инициатора могут выступать хелатные соединения с магнием, сильные окислители (кислород).
Фторопласт: сферы применения
Сфера использования полимеров достаточно широка:
- Машиностроение: Полимер, чьи технические характеристики пригодились для запчастей для двигателей, стал основой для поршневых колец, манжетов, сальников, пыльников, особо подверженные трению и стиранию, а также находящиеся в постоянном контакте с агрессивными средами. Поскольку температура работы мотора может превышать 100°, важно использовать материал, стойкий к нагреву, типа фторопласта. Также из фторкаучуков на основе Ф4 изготавливаются шины и покрытия дл колес. Вес полимера относительно низок, как и устойчивость к сжатию. Поэтому не рекомендуется его применение в несущих конструкциях, балках, опорах, испытывающих сильную нагрузку. Коэффициент трения фторопласта остается стабильным при температуре до 326°. Незначительное его увеличение наблюдается при контакте материала со сталью. Это позволяет изготавливать подшипники из фторопласта и прочие детали, связанные с постоянной подвижностью. Легкая промышленность. Некоторые виды используются для пропитки кожаных изделий с целью придания им гидрофобности.
- Медицина: Полимер на основе коротких углеводородов и фтора не вызывает иммунологических реакций, и потому может быть использован для протезирования, в том числе внутренних органов, сосудов.
- Электрические сети: Материал может использоваться как в качестве изолирующего материала, так и проводника при внесении в его структуру определенных модификаторов.
- Радиоприборы: Из полимера производят провода, кабеля, выключатели, элементы реле, печатные платы.
- Пищевая промышленность: Изготовление деталей из фторопласта для этой отрасли производят преимущественно из Ф2. Из него изготавливают шприцы для крема, раскатывающие механизмы для теста, контейнеры для скоропортящихся продуктов (молоко, сыры, мясо, полуфабрикаты).
- Химическая промышленность: Применение в хроматографии — разделении газовых смесей, как основа в антикоррозийных трубках, лабораторной посуде.
Выдувной экструдер используется в производстве термоусадочной пленки. Какой принцип работы устройства и какие виды экструдеров выпускают?
Акриловое зеркало или зеркальный акрил нашел широкое применение в индустрии дизайна. Какими характеристиками и достоинствами обладаем материал читайте в этой статье
Матовое оргстекло широко применяют в дизайне интерьеров и рекламном бизнесе. Единственным недостатком материала считается его дороговизна. Подробнее о ценах на матовое оргстекло здесь
Стоимость фторопласта
Цена за материал назначается за 1 кг, и отличается в зависимости от марки и технических характеристик.
- Ф4 выпускается листами разной толщины (0.3-2 мм). Его цена составляет 600-750 рублей у разных производителей.
- Ф4 с модификатором. Это разновидность полимера будет стоить несколько дороже: 700-800 рублей.
- Порошковый фторопласт достаточно редкий товар, имеющий большой разброс цен. В среднем стоимость за 1 кг составляет 1000-1100 рублей.
- Стоимость Ф3 составляет 500 — 700 рублей.
- Производитель марки фторопласта Ф2 редко назначает цену выше 600 рублей, средняя стоимость — 500-540 рублей.
Оптовая покупка полимера обойдется дешевле у большинства поставщиков и заводов изготовителей.
