Производство изделий спеканием и оплавлением

К этой группе методов относятся процессы, общим для которых является то, что частицы порошкообразных или гранулированных полимеров прогревают до оплавления или размягчения только поверхностного слоя, в то время как их сердцевина сохраняет исходное физическое (аморфное) или фазовое (кристаллическое) состояние.

Спекание

Спеканием производят изделия из полимеров, температура плавления которых превышает температуру термодеструкции. Основным представителем таких пластмасс являются фторопласты, а именно Ф-4 и Ф-4-НТД.

Они поставляются в виде белого рыхлого, жирного при растирании пальцами порошка с насыпной плотностью 400-500 кг/м 3 . При нагревании фторопласт не плавится, в интервале температур 260-380°С он размягчается, а при 415 °С начинается его интенсивное разложение с образованием более чем вредных токсичных газообразных продуктов, представляющих собой соединения фтора (перфторизобутилен, фтористый водород и др.). Фторопласт — кристаллический полимер. Его кристалличность может достигать 90%, но степень кристалличности зависит от режима нагревания-охлаждения при температуре от 260 до 380 °С.

Фторопласт характеризуется набором весьма ценных свойств, а именно: абсолютной химической стойкостью, теплостойкостью до 250 °С, высокими диэлектрическими показателями, высокой антифрикционностью (μ тр сж > 15 МПа), быстрая истираемость при скоростях нескольким более 0,3 м/с и трудная перерабатываемость в изделия.

Изготовление изделий из Ф-4 и Ф-4-НТД включает следующие основные операции: холодное формование заготовок, спекание заготовок в изделия в свободном состоянии, охлаждение изделий и при необходимости механическая обработка.

Формование заготовок выполняется на гидравлических прессах при удельном давлении в пресс-форме 30-40 МПа. Увеличение давления выше 40 МПа может привести к холодной вытяжке и в дальнейшем — к появлению трещин в изделии. Загружаемый в форму порошок должен быть легкосыпучим. Поскольку фторопласт при хранении может комковаться, то перед использованием порошок рыхлят, а в отдельных случаях термостатируют при 240-250 °С до 120 минут для удаления низкомолекулярных фракций.

Порошок в форме разравнивают для достижения равноплотности по всему объему заготовки. Давление пуансона должно развиваться медленно и по достижении максимального значения выдерживаться в течение 2-3 мин. Лучшие результаты в отношении равноплотности дает двухстороннее прессование таблеток.

Плотность фторопласта в отформованной заготовке должна составлять 1,83-1,85 т/м 3 .

Спекание заготовок выполняется в специальных печах с многосторонним электрическим нагревом и воздушной циркуляцией, выравнивающей температуру. Нагрев ступенчатый, с выдержкой при температуре 342 °С (аморфизация кристаллической фазы) и 360-380 °С (размягчение всей массы фторопласта и ее «сплавление», сопровождающееся проявлением эффекта прозрачности). Плотность спеченной заготовки должна составлять 2,2 т/м 3 , сопровождающая его усадка достигает 4-7%.

Продолжительность спекания определяется из расчета примерно 1 час на 3 мм толщины изделия.

Охлаждение заготовок, то есть образование собственно изделий с требуемым комплексом свойств, — весьма ответственная операция. В зависимости от скорости охлаждения в изделии формируется преимущественно аморфная или кристаллическая структуры, которые определяют такие свойства, как эластичность, газонепроницаемость, твердость, жесткость.

Аморфная структура формируется при быстром охлаждении изделия в интервале температур от температуры спекания до 250 °С. Закалка достигается опусканием изделий в воду. При такой обработке содержание кристаллической фазы в изделии не превышает 50%.

Кристаллическая структура (степень кристалличности до 70%) формируется при медленном охлаждении спеченных изделий непосредственно в остывающей печи. Заготовки толщиной более 100 мм для предотвращения внутренних напряжений следует охлаждать медленно.

Механическая обработка (токарная, фрезерование, сверление и другие способы) спеченных заготовок применяется при производстве пленок и изделий различной конфигурации. При работе с фторопластами рекомендуются высокие скорости режущего инструмента при его малых подачах.

Фторопластовые пленки получают двумя основными способами. Первый состоит в том, что цилиндрическую заготовку обрабатывают при помощи широкого токарного резца; полученную плоскую стружку толщиной 15-1000 мкм раскатывают между горячими валками до уменьшения ее толщины до 5-7 мкм. Такая пленка менее пориста, имеет повышенную продольную прочность и улучшенные диэлектрические характеристики (электрическая прочность до 250 кВ/мм). Второй способ является непрерывным. Его сущность состоит в следующем: порошкообразный полимер из вибропитателя подается на двухвалковый горизонтальный каландр и однократно прокатывается до толщины 10-50 мкм, а затем поступает в ванну с солевым расплавом, имеющим температуру примерно 380 °С, где и происходит процесс равномерного и быстрого спекания. Далее пленка проходит через тянущие валки, поступает на валки раскаточные, затем у нее обрезают кромку и наматывают в катушки и рулоны.

Фторопластовые трубы, шланги, капилляры и профильные изделия получают экструзионным методом, используя поршневой или червячный экструдер и головку с удлиненным дорном. Для облегчения переработки в порошок фторопласта добавляют бензин или 6%-ный раствор полиизобутилена в бензине. Сыпучесть Ф-4 также можно улучшить предварительным спеканием исходного порошка с последующим его измельчением или гранулированием.

Читайте так же:

Флюс для пайки печатных плат

Процесс червячной экструзии изделий из фторопласта состоит в следующем. Порошок или гранулы полимера поступают в необогреваемый материальный цилиндр, захватываются червяком и транспортируются в головку (червяк одно- или двухзаходный, с постоянными шагом и глубиной нарезки). Учитывая низкий коэффициент трения фторопласта и отсутствие нагрева или охлаждения материала, на внутренней поверхности цилиндра следует предусмотреть продольные канавки глубиной до 1-2 мм. Сжатие полимера происходит в головке, конический переход которой к формующему каналу составляет около 20°.

Особенность формующей головки состоит в увеличенной длине дорновой части, достигающей 90D (D — диаметр изделия), а также в ее терморегулировании. В начальной части формующего зазора фторопласт должен спекаться при температуре 380 °С, а в конце — охлаждаться до 250 °С. Для центрирования столь длинного дорна используют концентрическую втулку, свободно посаженную на его конец. При пуске экструдера образующееся изделие выталкивает эту втулку и далее самоцентрирует положение дорна.

Регулируя степень сжатия порошка фторопласта и температуру по длине дорна, можно получать изделия с различной плотностью и, соответственно, проницаемостью. Кроме того, используя промежуточную кольцевую загрузку, удается получать трубки и капилляры с различной пористостью по толщине стенки. Таким образом производят изделия с мембранным эффектом, необходимым в кардиохирургическом эндопротезировании.

Экструзионным методом получают изолированные провода и кабели для экстремальных условий эксплуатации (агрессивность среды, повышенные температуры), уплотнители, трубы, фитинги для нужд химической промышленности. Листовой фторопласт используют для покрытий в виде циновок в спортивных сооружениях (летние трамплины и лыжные трассы).

Из композиций на основе фторопластов с различным наполнителем (кокс, графит, дисульфид молибдена, тальк) получают антифрикционные, не требующие смазки детали подшипников скольжения и сепараторы для подшипников качения.

Оплавлением получают изделия из гранулированных, порошкообразных или в виде крошки термопластов, традиционно перерабатываемых из расплава (ПЭНД, ПЭВД, ПП, ПВХ, ПС, ПЭПА, ПЭТФ, ПК, ПА). Сущность процесса заключается в следующем (рис.1). Сыпучий полимерный материал 1 загружается в камеру, смазанную парафином или силиконовой жидкостью, и интенсивно нагревается от внешних источников тепла Q. Вследствие низкой теплопроводности полимера поверхность частиц нагревается до температуры плавления, в результате чего между соседними частицами образуются мостики сварки. Незначительным давлением (Р = min) изделию придается конфигурация формы (рис.1, а). После охлаждения полученное изделие извлекается из формы. Применением внутренней оформляющей детали (рис.1, б) получают изделия более сложной конфигурации. В этом случае конструкция детали 2 предусматривает ее охлаждение и легкий съем изделия 3.

Для ПЭ используют гранулы размером 0,1-0,4 мм из марок с показателем текучести расплава менее 2 г/10 мин.

Один из простейших способов получения изделий оплавлением заключается в том, что полимер засыпают в открытую форму, закрывают крышкой и помещают в печь, где выдерживают до расплавления слоя, контактирующего с формой. По достижении требуемой толщины этого слоя форму извлекают из печи, охлаждают, раскрывают и высыпают нерасплавленный гранулят. Затем форму с изделием вновь помещают в печь для оплавления его внутренней поверхности.

Методом оплавления получают бесшовные изделия в виде баков емкостью до 200л, ванн, ящиков и коробок вместимостью до 500 л, и даже крупногабаритные емкости до 5000 л.

Таким же способом получают и пористые изделия медико-биологического назначения. В этом случае используют зернистый или мелкогранулированный (бисер) порошковый термопласт, который тщательно стерилизуют, после чего им заполняют подготовленные формы, подвергают их нагреву с требуемой интенсивностью подачи тепловой энергии, затем охлаждают и извлекают пористое изделие. Так в плоских мелких формах получают материал поропласт, используемый в пластической восстановительной хирургии (рис.2).

После имплантации в организм поры материала прорастают живой тканью. Имплантант требуемой формы хирург вырезает ножницами из заготовки, учитывая особенности операционного поля. Материал имплантанта должен обеспечивать возможность ручного деформирования при температуре 60-80 °С для придания ему требуемой конфигурации, с ее сохранением при охлаждении (рис.2, б, в).

Нанесение полимерных покрытий на металлическую поверхность также осуществляется методом оплавления, а точнее расплавления на матричной поверхности. Такие покрытия получают из термо- и реактопластов.

Основные технологические операции процесса:

1) подготовка металлической поверхности (очистка, обезжиривание);
2) нанесение тонкого слоя порошка полимера на поверхность;
3) оплавление полимера;
4) охлаждение (термопласты) или отверждение (реактоп-ласты) покрытия;
5) охлаждение или дополнительная термообработка изделия.

Применяется немало способов нанесения порошка на металлическую поверхность, среди них наиболее распространенными являются следующие.

Нанесение в кипящем слое порошка. Для этого используется установка, схема которой приведена на рис.3. Порошок полимера 4 загружен в емкость 2, в которую снизу через фильтр 5 подается сжатый воздух. На выходе из фильтра воздух турбулизуется и образует псевдоожиженную полимер-воздушную смесь, называемую кипящим слоем. В кипящий слой помещают на несколько секунд деталь 3, предварительно нагретую на 50-150 градусов выше температуры плавления полимерного материала. Порошок, соприкасаясь с горячей поверхностью детали, оплавляется и образует на ней покрытие. После извлечения деталь с покрытием из термопласта охлаждается, а с покрытием из реактопласта — направляется в термокамеру для отверждения.

Читайте так же:

Сверлильный станок для плат своими руками чертежи

Способ прост аппаратурно и технологически, но имеет ряд существенных недостатков. Среди них: неконтролируемая толщина покрытия; оплывание расплавленного покрытия по высоте изделия; разнотолщинность покрытия на деталях сложной конфигурации вплоть до его исчезновения.

При газопламенном напылении струя порошка, выходящая из специального пистолета (рис.4), проходит через пламя горелки (ацетиленовой), в течение долей секунды нагревается до температуры плавления и образует на поверхности холодного изделия сплошной слой. Толщина получаемого покрытия составляет 0,1 -0,3 мм. При внешней простоте способ имеет низкую производительность; покрытие разнотолщинно; в покрытии образуются внутренние напряжения, приводящие к его отслаиванию. Способ в основном применяется в ремонтной практике.

Значительно более качественные покрытия получают с использованием напыления в ионизированном кипящем слое. Этот метод основан на использовании электрических зарядов для осаждения и удерживания частиц порошка на поверхности холодного изделия. Установка (рис.5) состоит из ванны 1 с электродом 3 в виде тонкой проволоки, натянутой над фильтром 7. Изделие 5 перемещается по ходовому пути 6, подключенному к клемме (+) источника тока 4, минус (-) которого соединен с электродом 3. Подачей сжатого воздуха через фильтр в емкость с порошком полимера создают кипящий слой. При пропускании через слой электрических зарядов частицы порошка 2 получают отрицательный заряд (через ионы воздуха) и осаждаются на положительно заряженном изделии. Толщина слоя регулируется напряженностью электрического поля и скоростью движения изделия, определяющей длительность его нахождения в ванне. Далее конвейер 6 перемещает изделие в камеру для оплавления и дальнейшего отверждения (реактопласты) или охлаждения (термопласты). Разновидность этого метода — нанесение в электрическом поле — универсальна и позволяет наносить полимерные покрытия на изделия любой конфигурации и размеров.

Технологии [154]	Изделия [78]
Оборудование [43]	Сырье [113]
Обзоры рынков [181]	Интервью [96]
Репортаж [25]	Все статьи

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение

Преимущества и недостатки фторопласта

В СССР полимеры, содержащие фтор, попали в годы Великой Отечественной войны. Они входили в состав уплотнителей, подшипников американской техники. Оценив качество данных материалов в послевоенные годы, в 1947 году была создана решением ЦК КПСС лаборатория №1 при Ленинградском институте, где ученые пытались синтезировать подобное соединение. Ну и, конечно, наши «светлые головы» нашли технологические решения, начался выпуск фторопласта. Со временем число производящих заводов стало увеличиваться и в 1968 фторопласты из нашей страны пошли на импорт за рубеж.

Повышенный интерес правительства, бурное развитие производства – почему такой интерес? Что особенного в данном материале?

Описание соединений «фторопласт»

Фторопласты – полимеры, содержащие фтор.

Типа формулы: (С2F4)n

Человечеству известно четыре вида данных соединений.

Марка определяется размером молекул, количеством.

Ф-2 – поливинилфторид. Прочный, упругий, без пластификаторов и стабилизировать. Может быть модифицирован стекловолокном, коксом, кобальтом.
Ф-3 – политрифторхлоридэтилен. Прочный, твердый материал, имеет способность плавиться, становиться мягким, менять форму под действием внешних сил. Имеет хорошие адгезионные свойства к металлам, применяется в антикоррозионных покрытиях.
Ф-4 – политетрафторэтилен – материал с высокой плотностью, трудно горючий, с высокой гидрофобностью, стойкостью к температурному воздействию (держит температуру до 2600С без потери формы)
Выпускают несколько форм Ф-4.
Ф-40 — это соединение сополимер тетрафтроэтилена и этилена.

Характеристики фторполимеров

Как отмечалось выше, выпускается несколько марок фторопластов, они отличаются по химическим и физическим свойствам:

Химическая стойкость.
Низкое трение.
Термостойкость – эластичность сохраняется при температурах: от -700 до +2700С.
Горючесть/ не горючесть материала – это уникальное свойство, он не горит, он обугливается в пламени.
Диэлектрические характеристики — удельное сопротивление поверхности фторопластового материала составляет 1017Ом.

Таким образом, фторопластовые полимеры, устойчивы к действию электротока, температуры, они не горят, стабильны к воздействию химически агрессивных сред.

Преимущества и недостатки фторопласта

Фторсодержащие полимеры являются доступным материалом, сочетающим в себе низкую цену и высокое качество. Они крепкие, стойкие к атмосферному воздействию и долговечные, поэтому широко используются в строительстве, в машиностроении, пищевой и химической промышленности, медицине и в других областях. Модифицирующие добавки придают соединениям улучшенные свойства, расширяя область использования.

Читайте так же:

Микросхема l7805cv схема подключения

Но, несмотря на все преимущества, бесконечную сферу применения полимеры имеют недостатки.

Слабыми сторонами являются затраты на начало производства. В кастрюльке, как говорится, фторполимер не сваришь. Нужны специализированные печи, станки, прессы и т.п. Но этот недостаток, можно приписать всем синтезируемым соединениям.

Вторым минусом, но тоже «сомнительным» является адгезионная «нелюбовь» — невозможность склеивать фторопластовые материалы между друг другом. Но этот минус можно обойти, если поверхности выпускаемых материалов обработать окислителями.

Поэтому, в принципе, материал лишен недостатков. Конечно, его суперстойкость вызывает сложности с переработкой, но и эти вопросы постепенно решаются.

Область использования фторопластов

Великолепные свойства материала, как уже отмечалось ранее определяют широкую область применения.

Машиностроение

Материалы применяются при производстве станков, агрегатов, используется в авиационном и корабельном строении.

Медицина

С точки зрения влияния фторопласта на организм человека — он является абсолютно безопасным, совместимым с тканями, не вызывающим иммунологичсеких реакций соединением. Поэтому он применяется в производстве протезов, в стоматологии и сердечной хирургии. Ему доверяют самое дорогое – сердце человека, изготавливая искусственные сосуды и клапана.

Пищевая промышленность

Всем известна посуда с антипригарным покрытием. Для ее производства используют фторопласт — 4. Данное соединение также применяют при производстве подсолнечного масла, молока — фтор содержащий полимер покрывает поверхность труб и насосов, используемых для перекачки жидкостей.

Химическое производство

Химическая стойкость позволяет применять полимер для изготовления емкостей, реакторов, трубопроводов, химической посуды.

Электротехника

Диэлектриечские свойства определили применение материала для изготовления катушек, конденсаторов, плат.

Строительство

Галереи, мостовые конструкции и эстакады возводятся с использованием тефлоновых пластин. В областях с повышенной сейсмической опасностью возводят фундаменты с использованием тефлоновых прокладок.

Легкая промышленность

И даже в производстве одежды фторовые полимеры нашли свое применение. Они используются для создания тканей, способных защитить от ветра и дождя. Одежда для активного отдыха, спорта, изготавливается с использованием данных соединений.

Не зря в СССР производству фторопластов уделялось столь пристальное внимание. Ученые понимали его уникальность и значимость и сделали все, чтобы получить соединение. В наши дни мы на практике убеждаемся, насколько полезен данный материал. Одно только использование в медицине, подарившее тысячам людей шанс прожить долгую и счастливую жизнь, окупает все затраченные на изобретение советских фторопластов силы. Сложно представить, как в послевоенные годы, в годы, когда народ поднимался с колен, когда была разруха, сложности во всем наши ученые, сотрудники нескольких лабораторий, институтов смогли найти сырье, создать опытные установки, и разработать способ получения, смогли получить чудо полимер!

Композиционные материалы на основе фторопласта и полиэфирэфиркетона

Мы предоставляем потребителю уплотнители из композиционных материалов с высокой устойчивостью в отношении среды:

Для температур от -250°С до +300°С;
Для давления до 70 МПа;
Для высоких скоростей скольжения до 20 м/с;
Размером до 1000 мм.

Матричные материалы на основе термопластичных полиариленов и полигетероариленов имеют ряд преимуществ перед термореактивными ПКМ: тепло-, огне-, трещиностойкость, низкое водопоглощение, малая длительность технологического цикла изготовления изделий, безотходная технология, возможность вторичной переработки, неограниченная жизнеспособность полуфабрикатов. Полиэфирэфиретон, полифениленсульфид, полифталамид используются для изготовления формованных изделий литьем под давлением, прессованием, штамповкой, термоформованием, экструзией в зависимости от технологических свойств полуфабрикатов на основе ненаполненных и наполненных дисперсными наполнителями композитов.

Полиэфиркетоны представляют собой ароматические полимеры (полиарилены), молекулярные цепи которых построены из фениленовых циклов, карбонильных групп и атомов кислорода. Полиэфиркетоны имеют уникальный комплекс эксплуатационных свойств: деформационная теплостойкость, термостойкость. Огнестойкость, химическая и радиационная стойкость, низкое водопоглощение, стойкость к пиролизу, что стимулировало их разработку и применение, несмотря на сложности переработки и высокую стоимость.

Степень кристалличности обеспечивает определенный уровень ударной прочности, упруго-прочностных свойств, химическую устойчивость. Высокая температура плавления, высокая вязкость расплава делают переработку полиэфирэфиркетона достаточно сложной. Все технологические приемы переработки РЕЕК включают операции, обеспечивающие оптимальные скорости охлаждения отформованных изделий и термообработку (отжиг0, при которых кристаллизация протекает наиболее быстро. Смешение ПТФЭ с наполнителями проводят либо в сухом состоянии в скоростных смесителях, либо в жидкостях с добавкой поверхностно-активных веществ. Для получения оптимальных свойств композиций необходимо использовать тонкодисперсные марки (размер частиц менее 20-50 мкм) и твердые наполнители с размерами частиц менее 10 мкм.

Фирменные композиционные материалы «Каф»

Успешный опыт применения наших изделий и результаты научно-исследовательской работы специалистов компании позволяют нам предложить широкий выбор фирменных композиционных материалов «Каф». Под данным товарным знаком мы объединили композиционные материалы на основе фторопласта и полиэфирэфиркетона с высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, температур и давления.

Читайте так же:

Поделки из клея пистолета на новый год

«Каф 300» — фторопласт Ф4(ПТФЭ (PTFE, teflon)), наполненный химически модифицированным углеволокном, что обеспечивает образование в процессе переработки материала жесткого каркаса в его структуре и устраняет ползучесть под нагрузкой, резко повышается износостойкость и прочность при повышенных температурах. Композиционные материалы марки «Каф Пл», производимые на основе плавких сополимеров фторопласта (Ф-40(ETFE), Ф-50(PFA), Ф4МБ(FEP)), отличает технологичность, отсутствие текучести под нагрузкой и большая чем у фторопласта Ф4 устойчивость к воздействию температур и давления.

ПТФЭ. Композиции приготовляют путем смешения фторопласта с наполнителями. Смешение ПТФЭ с наполнителями проводят либо в сухом состоянии в скоростных смесителях, либо в жидкостях с добавкой поверхностно-активных веществ. Для получения оптимальных свойств композиций необходимо использовать тонкодисперсные марки (размер частиц менее 20-50 мкм) и твердые наполнители с размерами частиц менее 10 мкм.

Всё сказанное делает вышеназванные материалы более привлекательными для производства уплотнений, особенно для использования их в агрессивных средах. Кроме того, применение уплотнений из материала «Каф Пл» позволяет повысить экономический эффект эксплуатации узлов за счет значительного увеличения длительности работы изделий, а следовательно и межремонтных периодов.

«Каф 200» — новый уникальный композиционный материал на основе фторопласта и углерод-керамического наполнителя, пришедший на замену широко известному композиту Ф4К20, но более дешевый.

Технологические переработки этого ряда: компрессионное прессование, плунжерная ккструзия, литье под давлением позволяют получать как заготовки, так и готовые изделия.

Полиэфирэфиретон, полифениленсульфид, полифталамид используются для изготовления формованных изделий литьем под давлением, прессованием, штамповкой, термоформованием, экструзией в зависимости от технологических свойств полуфабрикатов на основе ненаполненных и наполненных дисперсными наполнителями композитов.

Степень кристалличности полиэфиркетонов обеспечивает определенный уровень ударной прочности, упруго-прочностных свойств, химическую устойчивость. Высокая температура плавления, высокая вязкость расплава делают переработку полиэфирэфиркетона достаточно сложной.

Свойства ПФС-пластиков зависят от условий термообработки исходного полимера. Ненаполненный полифениленсульфид имеет сравнительно низкую теплостойкость. Значительное повышение до 260 0С деформационной теплостойкости (HDTA,T₁₈) достигается наполнением ПФС (стеклянные волокна, их смеси с минеральными порошками). Различные марки полифениленсульфида с дисперсными наполнителями предназначены для переработки литьем под давлением, экструзией, нанесения покрытий. Они отличаются количеством и составом наполнителя и специфицируются в соответствии с механическими, диэлектрическими, тепловыми и специальными свойствами для изготовления деталей и покрытий в электронике, электротехнике, химическом машиностроение, автомобилестроение. Композиты на основе полифениленсульфида имеют высокие физико-механические свойства (трещиностойкость, низкая ползучесть). Температурный индекс стеклонаполенных ПФС 200-240 °С (соответственно для стеклонаполненных полиамидов, полиэфиров, полисульфонов, фенолоформальдегидных пластиков 130,140, 150 °С). По огнестойкости полифениленсульфид превосходит большинство термопластов. Полифениленсульфид имеет низкое (около 0,1%) равновесное водопоглощение, а по химической стойкости он уступает только фторопластам. ПФС отличается высокой химической стойкостью даже при повышенных температурах к большинству разбавленных кислот, щелочам, спиртам, сложным эфирам, углеводородам, фенолам, растворителям, в том числе амидным. Действие на стеклонаполненный полифениленсульфид оказывают концентрированные кислоты и сильные окислители, такие как хромовая кислота, перекись водорода, галогены (особенно при нагреве)

Свойства ненаполненного и наполненного полифениленсульфида:

Фторопласты

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 другие.

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 заводе НИИПП в реакторе-полимеризаторе объёмом 130 литров [3] .

Читайте так же:

Резаки по дереву фото

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] .Изначально в СССР существовал запрет на экспорт фторполимеров..

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-4Д (Ф-4Д), ГОСТ 14906 «ФТОРОПЛАСТ-4Д. Технические условия». Аналоги: TEFLON 6, FLUON CD, POLYFLON F 103, 104. Представляет собой тонкодисперсную модификацию политетрафторэтилена с меньшим молекулярным весом, чем Ф-4. Ф-4Д в отличие от Ф-4 легко перерабатывается экструзией. На основе Ф-4Д 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 ]

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 1117 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 1117 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). Обычно выпускается в виде ленты в мотках (ФУМ-лента). Для герметизации ФУМ-ленту наматывают на наружную резьбу, делая витки по часовой стрелке. Благодаря этому при сборке соединения они не размотаются, обеспечив герметичное соединение.