NBR, TPU, MVQ, ...

Эластомеры - это материалы, которые посредством применения небольшой силы поддаются очень сильному растяжению. Благодаря их строению эластомеры обладают очень высокой степенью способности возвращения в исходное положение. Это означает, что остаточное изменение формы этих материалов является незначительным. В принципе эластомеры можно разделить на две группы: эластомеры химического сшивания и термопластические эластомеры. Химически сшитые эластомеры или резиновые материалы являются высокополимерами, макромолекулы которых сшиты крупными петлями с помощью добавления вулканизационного средства. Благодаря подобному химическому сшиванию они не поддаются плавлению и распадаются при высоких температурах. Более того, подобное сшивание способствует тому, что резиновые материалы являются нерастворимыми и в зависимости от среды менее или более сильно разбухают или сокращаются. Термопластические эластомеры - это материалы, которые обладают характерными свойствами эластомеров в пределах высокого температурного диапазона. Однако их сшивание происходит физическим, а не химическим путем. Благодаря этому они плавятся при высоких температурах и поддаются обработке обычными термопластическими методами. Термопластические эластомеры растворимы и обладают более низкой способностью набухания по сравнению с их химически сшитыми эквивалентами.

POM, PA, PTFE + наполнитель, PEEK, ...

Термопласты - это плавящиеся высокополимерные материалы, которые в своем температурном диапазоне применения значительно тверже и жестче по сравнению с эластомерам. В зависимости от своего химического состава свойства материала могут быть как хрупким и ломким, так и вязким и упругим. Морфологический состав обуславливает большие растяжения без возврата в исходную форму. Форма материала пластически изменяется и таким образом материал получил название пластомер. Пластомеры применяются в технике уплотнений для таких твердых уплотнительных элементов как опорные, направляющие и ведущие кольца.

TPU (зеленый) - это материал из группы термопластических полиуретанэластомеров. TPU отличается особенной износоустойчивостью, превосходными механическими свойствам, экстремально низким давлением остаточной деформации и высоким сопротивлением разрыву. В технике уплотнений TPU применяется в основном в форме губчатых колец, грязесьемников, компактных уплотнений и шевронных манжетах. Прочность на экструзию TPU намного превосходит прочность резиновых пластомеров. TPU подходит для применения в специальных областях таких как минеральные масла, вода с максимальной температурой до 40°С и в биологически разлагающихся гидравлических жидкостях при 60°С. Без опорных колец уплотнения из TPU применяются до максимального давления 400Бар, в зависимости от геометрии профиля.

TPU (красный) - это устойчивый к воздействию гидролизов термопластический полиуретан-эластомер. Он сочетает в себе примерно одинаковые механические свойства TPU и необычную для полиуретанов высокую устойчивость в среде гидролиза (с температурой воды до 90 °С) и минеральных масел. Эти свойства позволяют применение в водной гидравлике, при строительстве туннелей, в горнодобывающей промышленности и производстве прессов. Газопроницаемость TPU (красный) намного ниже по сравнению с TPU (зеленым), поэтому особенно используется в газах высокого давления.

CPU (красный) - это литой эластомер, производимый с помощью специального процесса литья из тех же сырьевых компонентов как и TPU (красный). Обладает теми же химическими и механическими свойствами как и TPU (зеленый), но используется для полуфабрикатов размерами от 550 мм до 2000 мм и специальных размеров с экстремально толстыми стенками.

TPU (голубой) - это модифицированный TPU для применения при низких температурах. TPU (голубой) в отличии от материала TPU (зеленый) переходит в состояние текучести при более низкой температуре (-42°С) и обладает более высокой эластичностью и остаточной деформацией (45%). Применяется для эксплуатации в холодных климатических условиях (- 50°С).

TPU (серый) - это совершенно новый термопластический полиуретан-эластомер, с добавками композиционных материалов, обеспечивающих постоянную смазку. Этим обеспечивается постоянное снижение трения, увеличение скорости скольжения и снижение износа. Применяется для эксплуатации в условиях плохой смазки (сухого хода), или отсутствия смазки маслом: водяная гидравлика и пневматика (без масла).

NBR (черный) - это эластомер на основе сшитого серой акрил-нитрил- бутадиен-каучука. Обладает высокой твердостью и для резиновых эластомеров высокой устойчивостью к стиранию. При высоких температурах, особенно в кислородной среде (воздух 80°С) ускоряется старение, материал становится твердым и хрупким. При перекрытии доступа воздуха процесс старения значительно замедляется. В следствии его ненасыщенной структуры NBR обладает низкой устойчивостью к озону, погодному воздействию и старению. Набухание в минеральных маслах является незначительным, однако находится в сильной зависимости от состава масла. Газопроницаемость относительно высокая, вследствие чего имеет опасность взрывной декомпрессии, при которой разрываются части материала. Применяется в тех областях, где наряду с высокой устойчивостью к горючим и минеральным маслам также требуется высокая эластичность и остаточная деформация (уплотнения цилиндра при низких давлений).

H-NBR (черный) - это гидрированный акрил-нитрил-бутадиен-каучук и обладет по сравнению с NBR лучшими механическими свойствами, высокой устойчивостью в таких химических средах как пропан, бутан, минеральные масла и жиры, с высоким процентом добавок, в растворенных кислотах и щелочах при более широком температурным диапазоне (-25°С до +150°С). Также более устойчив к озону, погоде и старению. При всем этом остается высоко эластичным. Применяется в уплотнениях моторов и коробок передач, при добыче сырой нефти и природного газа, и т.д.

FPM, FKM (коричневый) - эластомер на основе сшитого бисфенолом фторо- каучука (Витон - торговая марка Дю Понт). Предназначается для пазовых колец, грязесъемников, губчатых колец, шевронных манжет и др. Обладает высокой устойчивостью к температурам, химикатам, экстремальным погодным условиям и озону. Диапазон температур: от -20°С до + 200°С (кратковременно до 230°С). Применяется в гидравлических системах с тяжело-воспламеняющимися жидкостями группы HFD (на основе фосфора). Низкая устойчивость к аммиачным и амминным средам, полярным растворителям (ацетону, метилетилкетону, диоксану), в тормозных жидкостях на гликольной основе.

EPDM (черный) - эластомер на основе сшитого переоксидным образом этилен-пропилен-диен-каучука. Обладает хорошими механическими свойствами и широким температурным диапазоном применения: от - 50°С до + 150°С, горячий пар до 180°С. В следствии своей неполярности не устойчив в гидравлических жидкостях на основе минеральных масел и углеводов. Используется в условиях горячей воды, пара, щелочей и полярных растворителей (в моющей и чистящей технике). При использовании в тормозных жидкостях на основе глюколя требуется согласование с региональными нормативами. Устойчив к погодным воздействиям, озону и старению.

MVQ (коричневый) - это эластомер на основе метил-винил-силикон-каучука. Не наполнен сажей и пригоден для электроизоляции. Температурный диапазон от - 60°С до +200°С. Применяется для О-колец, плоских и специальных уплотнений, в пищевой и химической промышленности. Из-за низких механических значений (по сравнению с другими резиновыми материалами) используется прежде всего в статических уплотнениях. Набухание в минеральных маслах является незначительным, однако зависит от состава масла.

PTFE (белый) - это кристаллический термопласт на химической основе политеттрафтороэтилена (тефлон). Исключительно широкий температурный диапазон применения (-200°С до +200°С), самый низкий коэффициент трения (м=0,1) среди всех пластмассовых материалов и очень высокая степень устойчивости почти ко всем средам. PTFE имеет не прилипающую поверхность, не впитывает влажность и обладает очень хорошими электрическими свойствами. Важно учитывать зависящее от времени пластическое формоизменение PTFE даже при незначительной нагрузке (холодная текучесть). Устойчив почти ко всем химикатам, за исключением элементарного фтора, хлортрифторида и расплавленных щелочных металлов. Поэтому имеет наиболее широкий спектр применения в технике.

PTFE + наполнитель (серый) - отличается от PTFE по своему химическому составу добавленными наполнителями (15% стекловолокна и 5% дисульфид молибдэна), которые снижают пластическое формоизменение при нагрузках (снижение текучести в холодном состоянии, повышение устойчивости к экструзии). Применяется в уплотняющих элементах для низкого трения с высокой нагрузкой, для скользящих и опорных элементов, там где не может быть применен чистый тефлон. Из-за присутствия наполнителей невозможно применение в пищевой промышленности.

POM (черный) - технический термопласт на основе полиацетала (полиоксиметилена). Обладает высокой способностью сохранения формы, высоким поверхностным сопротивлением, упругостью и незначительным впитыванием влажности. Склонность к холодному течению при Т ниже 80°С незначительна. POM является превосходным материалом в условиях скольжения и износа и обладает отличными механическими свойствами. POM применяется там где требуется высокая твердость и низкое трение, то есть для направляющих и опорных элементов (при Т= 100°С). Недостаточно устойчив в кислотах и щелочах.

PA (черный) - термопласт на основе литого полиамида. Применяется вместо POM при диаметрах больше 250 мм. Высокая способность сохранения формы, упругости и жесткости, однако склонен к впитыванию влажности (утрата жесткости и изменение объема). Применение в водянистых средах не рекомендуется. Хорошо пригоден для скользящего функционирования (опорные, направляющие кольца).

PEEK (кремовый) - термопласт на основе полиарилетеркетона из ряда высоко температуро-устойчивых искуственных материалов. Применяется главным образом в тех областях, где из-за высоких температур (до +260°С), высоких химических и механических требований невозможно применение обычных технических пластмассовых материалов. Универсальная устойчивость во многих химических средах (за исключением серной, селитровой кислоты) обуславливает применение PEEK в областях нефтегазовой и химической промышленности. Широкое применение в электротехнике и электронике благодаря хорошим электрическим свойствам в комбинации с механическими.

Овен по гороскопу. Если бы астрологические характеристики приписывали вещам, тефлон характеризовали бы, как стойкий, упорный, горячный. В этом есть доля правды.

«Родился» материал тефлон 6-го апреля 1938-го года в ходе опытов Роя Планкетта. В те поры он работал в лаборатории DuPont. К 21-му веку эта американская компания подошла со званием одной из крупнейших в мире в области химического производства.

На фото Рой Планкетт, учёный, открывший тефлон

Рой Планкетт взялся изучать свойства фреонов. Так именуют соединения метана с этаном, в которых на место встают или . Тефлон из фреонов вышел случайно. Узнаем как.

Что такое тефлон?

По науке герой именуется политетрафторэтиленом. в его молекулах заменен фтором. Формула тефлона: — СF 4 . Материал получен заморозкой под давлением тетрафторэтилена с формулой С 2 F 4 . Получился порошок, напоминающий измельченный воск. Его-то и нарекли тефлоном.

Фторопласт – второе имя тефлона, применимое и к прочим полимерам, в состав коих входит фтор. По сути, это пластмассы. Тефлону среди фторопластов присвоен порядковый номер 4. В Англии, материал кличут фуболом.

На фото тефлоновые детали

Итальянцы называют тефлон альгофлоном, а японцы полифлоном. Французы употребляют понятие сорефлон. Даже в США есть второе название материала – галлон. Лишь в «прижилось» первоначальное название. Производить тефлон в промышленных масштабах, кстати, начали уже через 2 года после открытия Роя Планкетта.

Свойства, описание и особенности тефлона

Свойства тефлона , во многом объясняются его принадлежностью к пластмассам. Выделяется материал из них особопрочным соединением атомов с фтором.

Последние как бы прикрывают первые, обеспечивая устойчивость политетрафторэтилена к спиртам, сложным эфирам, и кетонам. Под последними понимают органику, в которой к карбонильной связке присоединены 2 углеводородных радикала.

Теперь, о реакциях, в которые покрытие тефлон вступает. Под давлением и нагревом возможно взаимодействие с флюоритами. В ряд минералов группы входят фтор и хлор. С ними-то и запускается реакция.

Общая же формула может быть, к примеру, такой: — СаF 2 . Набирать массу тефлон начинает лишь при обработке хладагентами. Взаимодействие с фреоном, к примеру, увеличивает вес героя статьи на 4-10%. Процесс обратим.

Взаимодействие тефлона возможно и с металлами щелочного ряда. Они располагаются в 1-ой группе таблицы . Следовательно, разговор идет о унуненнии, и . Реакция тефлона с ними незначительна. Меняется цвет героя статьи. Из белого он становится коричневым.

Купить тефлон стремятся не только благодаря практически универсальной устойчивости к химии, но и такой же стойкости по отношению к погодным условиям, свету, воде. Так, гигроскопичность, то есть способность вбирать в себя влагу, у героя статьи равна нолю. Материал можно хранить в воде.

Сковорода с тефлоновым покрытием

Нейтральность тефлона касается и физиологических параметров. Полимер вводили в живые ткани. Импланты были приняты ими не хуже титановых. Значит, сковорода с тефлоновым покрытием не несет угрозы здоровью даже при отщеплении частиц напыления и их смешивании с пищей.

Документально безопасность героя статьи подтверждена допуском от Комитета пищевой и лекарственной промышленности Соединенных Штатов и Федерального союза оптовой и внешней торговли . Последняя страна, как и США – лидер мирового производства тефлона.

Ряд независимых экспертов с заключениями FDA и BGA не согласен. Химики замечают, что на заводах DuPont персонал, работающий с тефлоном, обязывают защитные .

Это рассматривается как указание на токсичность материала. Особенно канцерогенны летучий или жидкий тефлон . Испаряться вещество должно при температуре от 270-ти градусов.

Однако, низкокачественный тефлон, замечают , разлагается и при 200-от по шкале Цельсия. Но, вернемся к доводам официальных исследовательских центров.

Так, эксперты Всемирной организации здравоохранения доказали опытным путем, что 25-процентная добавка тефлона от общей массы пищи безвредна для . На производстве получают больше испарений, поэтому и носят .

Говорящие о вреде тефлона ссылаются на способность накапливаться в крови петрофтороктановой . Это канцероген, входящий в состав героя статьи. О способности соединения накапливаться в тканях заявили калифорнийские химики.

Они исследовали беременных женщин. Цель изучения не была связана с тефлоном. Однако, обратило на себя внимание присутствие в крови женщин той самой тетрофтороктановой .

Стали расспрашивать дам о питании, способах готовки. «Всплыли» мультиварка-тефлон , сковороды и противни с ним. В общем, вопрос безвредности политетрафторэтилена спорен. Перейдем к объективному.

У тефлона самый низкий среди веществ коэффициент трения. Это не только сковороды уберегает от износа, но и детали многих машин. В них используется смазка с тефлоном .

Полироль с тефлоном для автомобилей

Она добавляется, к примеру, в автомобильные масла. Можно купить и полироль с тефлоном. Политетрафторэтилен содержится в десятках торговых позиций. Сковороды да мультиварки – лишь вершина «айсберга». Спустимся к подножью.

Применение тефлона

Тефлоновые сальники – часть гидравлических систем и трубопроводов. Подшипники с героем статьи используются в авиационной технике и станкостроении.

Материал пригождается в узлах, подвергающихся большим нагрузкам, а следовательно, и износу. Как и сковороды, подшипники с тефлоном лишь покрыты им. Внутри деталей – металл, как правило, это .

В строительстве пластины из фторопласта – элементы эстакад, мостов и путепроводов. Они состоят из пролетов. Для надежности конструкций требуется возможность их смещения. Это особенно важно в сейсмоактивных местностях.

Тефлоновые изделия

Скольжение по тефлону позволяет пролетам откликаться на вибрации. Поэтому же пластины фторопласта используют в местах крепления балок перекрытия в некоторых высотных зданиях.

Успешные эксперименты по вживлению тефлона в организм позволили использовать политетрафторэтилен в качестве составной протезов. Искусственные сосуды, и вовсе, полностью состоят из героя статьи. Отменно из тефлона получаются и клапаны . Понемногу тефлон вытесняет из сферы протезирования титан.

Последний тяжелее политетрафторэтилена, что уже накладывает ряд ограничений на жизнедеятельность людей с металлическими имплантами. К тому же, у тефлона лучше звукопроводимость. Это пригождается, к примеру, в слуховых аппаратах.

В пищевой промышленности тефлон покрывает трубопроводы и сальники в насосах. Последние по первым перекачивают растительные , жиры, молоко и эмульгатор лецитин.

Так что, если герой статьи токсичен, грешить на присутствие вещества в крови нужно не только из-за домашних сковородок. С другой стороны, широкое применение тефлона в пищевой промышленности успокаивает.

Тефлоновое покрытие автомобиля

Вряд ли производители станут травить население, среди которого есть их дети, родители, друзья. К тому же, тефлоновое покрытие не из самых дешевых. Использование материала связано с его плюсами, которые перевешивают цену.

В химической промышленности тефлон тоже выстилает трубопроводы. Покрывать политетрафторэтиленом все невыгодно. Слой тефлона имеется лишь в трубопроводах, по которым перегоняют химическиагрессивные жидкости.

Стойкость к ним доказывает и использование героя статьи в атомных реакторах колонного типа. Колонным он назван из-за цилиндрической формы агрегатов.

Применяют политетрафторэтилен и в электротехнических приборах. В большинстве материал служит диэлектриком. Так именуют субстанции, блокирующие ток.

Утюг с тефлоновым покрытием эксплуатирует антипригарные свойства пластика. Это препятствует порче нежных и чувствительных к жару материй. Не остается и нагара, типичного для металлических подошв .

Утюг с тефлоновым покрытием

Минусом политетрафторэтилена на утюгах является то же, что и на сковородах. Гладильная доска с тефлоном тоже в списке. Покрытие легко царапается. На одежде бывают твердые и острые элементы, к примеру, пайетки, пуговицы.

Вещи с ними приходится гладить другими утюгами и на других досках. Соответственно, можно иметь технику с политетрафторэтиленом. Но, гладильная доска «Ника» тефлон будет в списке лишь вспомогательной, дополнительной.

Уязвимость героя статьи в плане царапин ставит потребителей перед вопросом: — «Тефлон или керамика ?» Последняя терпит больший нагрев, почти до 500-от градусов и экологичнее, ведь состоит из песка, камня и прочих природных компонентов.

Гладильная доска с тефлоновым покрытием

Однако, резкие перепады температур керамика не терпит. Многие привыкли засовывать еще раскаленную посуду в раковину под струю воды. Керамическое покрытие потрескается, как и при опускании в сковороду замороженного мяса.

А вот утюги, да гладильные доски с керамикой – отличный . Гладить замороженную одежду в голову никому не приходит, как и мыть технику под проточной водой. При этом, керамика в разы тверже тефлона, устойчивее к царапинам.

Керамикой не покрыть одежду. Каменный материал тяжелый. А вот ткань-тефлон существует. Как и в прочей продукции, политетрафторэтилен – лишь покрытие материи. Такую часто используют в комплектах для спорта и активного отдыха.

Технологи пользуются легкостью тефлона и его водоотталкивающими свойствами. Ветер ткань с покрытием тоже способна задержать. Отсюда не только красивые, но и теплые одеяния для горнолыжников, альпинистов.

Скатерть с тефлоном не впитывает воду

Ткань с политетрафторэтиленом находит применение и на кухне. Скатерть с тефлоном отталкивает жиры, пыль, вино подобно покрытию на сковородках. Жидкости собираются в капельки, вместо того чтобы впитываться.

Пыль ложится тонкой пленкой на поверхности, а не застревает меж волокнами материи. В итоге, можно протереть скатерть губкой, а не замачивать и застирывать, выгоняя загрязнения из глубин ткани.

Цена тефлона и отзывы о нем

Стоимость тефлона зависит от вида продукции и толщины покрытия на ней. Соответственно, откидываем основу, остается лишь пленка из политетрафторэтилена. Ее цену и узнаем. Рулон, напоминающий скотч шириной 8 сантиметров и длиной 8 метров стоит 300-400 рублей при толщине пленки в 0,1 миллиметра.

Зависит цена тефлона и от присутствия в нем наполнителей. Стекловолокно, к примеру, увеличивает твердость пластика. Добавляют в тефлон и порошок стали, графит, .

Наполнители меняют свойства политетрафторэтилена. Поэтому, выбирая продукцию с ним, рекомендовано ориентироваться на состав покрытия. О том, что оно бывает разным, знают единицы.

Эксперты считают, что с сим связано большинство гневных отзывов о тефлоне. Меж тем, нужно лишь правильно подобрать свой вариант. Впрочем, порой, он не связан с тефлоном. Так, на одном из интернет-форумов Diman823 пишет: — «Я тефлоном кузов машины покрыл.

Полируют вручную. Первые недели к машине ни одна пылинка ни липла. Сверкала тачка, как зеркало. Потом начались царапины. Стал выяснять. Говорят, укрепителей для полиролей с тефлоном нет.

Защитное действие тефлонового покрытия от воды

Альтернативой является жидкое , да только вот в моем салоне его не делают. Списался в сети, хвалят. Тефлоном же авто нужно пару раз в месяц полировать. В копеечку вылетает».

Тверичанка тоже прикупила тефлон. Отзыв женщина оставила на «Отзовике». Машину Тверичанка не полировала, сосредоточилась на женских заботах, а именно, на листах для выпечки. Модели из тефлона позволяют делать пирожки да пиццы без смазки противней , легко чистятся, удобны в хранении.

Череду отзывов можно продолжать и продолжать, как и список вещей, в которых тефлон применяется. Однако, официально «тефлон» — покрытие продукции DuPont. Эта компания запатентовала материал.

Прочие используют иные смеси на основе того же политетрафторэтилена. С разнообразием примесей к нему связано и разнообразие отзывов. Не каждое антипригарное покрытие, к примеру, – тефлон. Потребители же ждут от покупки качества DuPont. Вот и конфликт ожидаемого с получаемым.

140 000- 500 000. получают полимеризацией тетрафторэтилена в присутствии пероксидных инициаторов.

В СССР выпускался под торговой маркой «фторлон» . Корпорация DuPont является правообладателем на использование торговой марки тефлон .

Свойства и применение политетрафторэтилена

Политетрафторэтилен (фторопласт-4) представляет собой белый порошок плотностью 2250-2270 кг/м 3 и насыпной плотностью 400-500 кг/м 3 . Молекулярная масса его равна 140 000- 500 000 .

Фторопласт-4 - кристаллический полимер со 80-85% , температурой плавления 327 °С и аморфной части около -120 °С . При нагревании политетрафторэтилена степень кристалличности уменьшается, при 370 °С он превращается в аморфный полимер. При охлаждении политетрафторэтилен снова переходит в кристаллическое состояние; при этом происходит его усадка и повышение плотности. Наибольшая скорость кристаллизации наблюдается при 310 °С .

При температуре эксплуатации степень кристалличности фторопласта-4 составляет 50-70% , теплостойкость по Вика – 100-110 °С. Рабочая температура - от 269 до 260 °С .

При нагревании выше 415 °С политетрафторэтилен медленно разлагается без плавления с образованием тетрафторэтилена и других газообразных продуктов.

Политетрафторэтилен , обладает очень хорошими диэлектрическими свойствами, которые не изменяются в пределах от -60 до 200 °С , имеет хорошие механические и антифрикционные свойства и очень низкий коэффициент трения.

Ниже приведены основные показатели физико-механических и электрических свойств фторопласта-4:

Химическая стойкость политетрафторэтилена превосходит стойкость всех других синтетических полимеров специальных сплавов, благородных металлов, антикоррозионной керамики и других материалов.

Политетрафторэтилен не растворяется и не набухает ни в одном из известных органических растворителей и пластификаторов (он набухает лишь во фторированном керосине).

Вода не действует на полимер ни при каких температурах. В условиях относительной влажности воздуха, равной 65%, политетрафторэтилен почти не поглощает воду.

До температуры термического разложения политетрафторэтилен не переходит в вязкотекучее состояние, поэтому его перерабатывают в изделия методами таблетирования и спекания заготовок (при 360-380 °С).

Благодаря сочетанию многих цепных химических и физико-механических свойств политетрафторэтилен нашел широкое применение в технике.

Производство политетрафторэтилена

Политетрафторэтилен получают в виде рыхлого волокнистого порошка или белой, либо желтоватой непрозрачной водной суспензии, из которой при необходимости осаждают тонкодисперсный порошок полимера с частицами размером 0,1-0,3 мкм .

Волокнистый политетрафторэтилен

Полимеризацию тетрафторэтилена обычно осуществляют в водной среде, без применения эмульгаторов. Процесс проводят в автоклаве из нержавеющей стали, рассчитанном на давление не менее 9,81 МПа , снабженном якорной мешалкой, системой обогрева и охлаждения.

Автоклав предварительно продувают азотом, не содержащим кислорода, затем в него загружают воду и инициатор.

Ниже приведена норма загрузки компонентов (в массовых частях):

• Тетрафторэтилен – 30
• Вода дистиллированная – 100
• Персульфат аммония – 0,2
• Бура -0,5

По окончании полимеризации автоклав охлаждают, не вступивший в реакцию мономер сдувают азотом и содержимое автоклава направляют на центрифугу. После отделения полимера от жидкой фазы его измельчают, многократно промывают горячей водой и сушат при 120-150 °С.

Технологическая схема процесса получения политетрафторэтилена приведена на рисунке 1.

Тетрафторэтилен из мерника-испарителя 1 поступает в реактор-полимеризатор 3 , предварительно обескислороженный и заполненный до необходимого объема дистиллированной деаэрированной водой из мерника 2 . Перед подачей мономера в реакторе растворяют инициатор - персульфат аммония . Реактор охлаждают рассолом до температуры - 2-4°С и при давлении 1,47- 1,96 МПа начинают полимеризацию. Если после загрузки мономера полимеризация не начинается, то в реактор постепенно малыми порциями вводят активатор процесса - 1 % -ную соляную кислоту . Введение активатора прекращают после начала повышения температуры в реакторе.

Полимеризацию заканчивают по достижении температуры реакционной смеси 60-70 °С и при уменьшении давления в реакторе до атмосферного. Затем реакционная масса самотеком поступает в приемник суспензии 5 , где удаляется маточник, а суспензия политетрафторэтилена с частью маточника, при перемешивании насосом передается в приемник пульпы 6 . Далее включается в работу система репульпатор 7 - коллоидная мельница 8 , в которой производится непрерывная многократная отмывка и размол частиц полимера в суспензии. Соотношение твердой и жидкой фазы в репульпаторе составляет 1: 5 . Влажный продукт поступает в пневматическую сушилку 9 (температура сушки полимера 120 °С). Сухой политетрафторэтилен рассеивают на фракции с разной степенью дисперсности и передают на упаковку.

Дисперсный политетрафторэтилен получают полимеризацией тетрафторэтилена в водной среде в присутствии эмульгаторов - солей перфторкарбоновых или моногидроперфторкарбоновых кислот. В качестве инициатора применяют пероксид янтарной кислоты . Процесс проводят в автоклаве с мешалкой при 55- 70 °С и давлении 0,34-2,45 МПа . В результате полимеризации образуется полимер с частицами шарообразной формы. Полученную водную дисперсию концентрируют или выделяют из нее полимер в виде порошка. При получении водной суспензии, содержащей 50-60% полимера, в нее вводят 9-12% для предотвращения коагуляции частичек полимера.

Дисперсный политетрафторэтилен (фторопласт-4Д , или фторлон-4Д) выпускается в виде тонкодисперсного порошка (от 0,1 до 1 мкм), водной суспензии, содержащей 50-60% полимера, и суспензии, содержащей 58-65% полимера (для изготовления волокна).

Список литературы:
Коршак В. Б. Прогресс полимерной химии. М., Наука, 1965, 414 с.
Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Изд. 2-е. М. - Л., Химия, 1966. 768 с.
Николаев А. Ф. Технология пластических масс. Л., Химия, 1977. 367 с.
Кузнецов Е. В., Прохорова И. П., Файзулина Д. А. Альбом технологических схем производства полимеров и пластмасс на их основе. Изд. 2-е. М., Химия, 1976. 108 с.
Получение и свойства поливинилх лор ид а/Под ред. Е. Н. Зильбермана. М., Химия, 1968. 432 с.
Лосев И. Я., Тростянская Е. Б. Химия синтетических полимеров. Изд. 3-е. М., Химия, 1971. 615 с.
Минскер К. С., Колесов С. В., Заиков Г. Е. Старение и стабилизация полимеров на основе винилхлорида. М., Химия, 1982. 272 с.
Хрулев М. В. Поливинилхлорид. М., Химия, 1964. 263 с.
Минскер /С. С, Федосеева Г. 7. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. М., Химия, 1979. 271 с.
Штаркман Б. Я. Пластификация поливинилхлорида. М., Химия, 1975. 248 с.
Фторполимеры/Пер. с англ. Под ред. И. Л.Кнунянца и Б. А. Пономаренко. М., Мир, 1975. 448 с.
Чегодаев Д. Д.., Наумова 3. К, Дунаевская Ц. С. Фторопласты. М.-Л.,Госхимиздат, 1960. 190 с.

Само по себе слово «Тефлон» (Teflon) — это зарегистрированный товарный знак фирмы DuPont (США).

Непатентованное название этого материала Политетрафторэтилен (ПТФЭ, PTFE).

В России (СССР) его традиционное техническое и торговое наименование Фторопласт (Фторопласт-4)

Выпускается по ГОСТ10007-80. Его химическая формула (CF2-CF2)n.

Политетрафторэтилен был открыт ученым-химиком Роем Планкеттом в далеком 1938 году совершенно случайно. Закаченный в баллоны газ (тетрафторэтилен), под давлением полимеризовался в белый порошок, при изучении свойств которого, ученым с удивлением были обнаружены уникальные свойства полученного вещества. Спустя несколько лет компании Kinetic Chemicals, где работал ученый, был выдан патент на Тефлон, а в 1949 году данная фирма стала подразделением знаменитой американской компании DuPont. В мире есть достаточно много зарегистрированных торговых наименований этого материала: Polyflon M (Япония), Hostaflon TF (Германия), Fluon G (Англия), Gaglon, Soreflon (Франция), Algoflon F (Италия).

Фторопласт (Тефлон), сам по себе, выпускается заводами в виде белого порошка различной фракции. Для изготовления изделий из него материал прессуют, изготавливают на его основе водную суспензию, затем спекают при разных температурных режимах. Из порошка получают всевозможные заготовки (стержни, втулки, диски), трубы и трубки различной длины и диаметров. Водным раствором (суспензией) пропитывают различные ткани, наносят на металлические и иные покрытия. Современное использование Фторопласта (Тефлона) находит применение во многих отраслях промышленности из-за своих уникальных свойств.

Свойства фторопластов

Немного разобравшись в торговых названиях и истории происхождения, давайте обратим внимание на уникальные свойства фторопласта (остановимся на российском наименовании материала). Данный полимер имеет особенно сильную связь в структуре молекул атомов углерода и фтора, что предопределяет огромный набор уникальных как физических, так и химических свойств не характерных для других пластмасс и прочих материалов.

Фторопласт имеет особенно высокую устойчивость к воздействию практически любых химических сред, в том числе и агрессивных, таких как кислоты и щелочи, превосходными анти адгезионными свойствами, является прекрасным диэлектриком, имеет низкий коэффициент скольжения и способен не терять данные свойства в широком диапазоне температур. Для достижения наилучших прочностных параметров: твердости, износостойкости, теплопроводности во фторопласт добавляют различные наполнители. Такие композиции позволяют использовать материал в самых широких областях промышленности и сельского хозяйства.

Области применения фторопласта

В связи с тем, что фторопласт обладает уникальными физическими и химическими свойствами, его использование становится незаменимым во многих областях. Материал очень активно и успешно используют в пищевой промышленности, фармацевтике, медицине, строительстве, авиастроении, радиоэлектронике, энергетике и других важных отраслях промышленности, осваивая все новые и новые способы и методы работы фторопласта. Вот некоторые примеры.

— Абсолютная инертность ко всем пищевым и биологическим средам позволяет использовать изделия из фторопласта или его частей в любом оборудовании, как вспомогательный материал при различных температурных воздействиях от глубокой заморозки до экстремальной термообработки продуктов. Также используют в трубопроводах для перекачки пищевых масел, в качестве антипригарных материалов в виде лакотканей, сеток и специальных покрытий посуды.

— В медицине успешно применяется для изготовления протезов, изготавливают искусственные сердечные клапаны и сосуды кровеносной системы благодаря совместимости с человеческим организмом. Свойства фторопласта, по сравнению с применением в этой отрасли металлических составляющих, помогли преодолеть ограничения в последующей жизнедеятельности человека.

— В машиностроении, транспортном производстве и авиастроении хорошо себя зарекомендовали конструкционные свойства фторопласта. Благодаря композиционным фторопластам широко используется в узлах, подвергающихся высокой нагрузке в качестве подшипников и элементов скольжения, покрытия металлических оснований конструкций. Фторопласт вводят в состав смазочных материалов, где он образует защитную пленку и предотвращает некоторое время износ деталей. Фторопласт не заменим в качестве уплонителей и сальников трубопроводов и гидросистем высокого давления. Заготовки из фторопласта легко подвергаются механической обработке и могут принимать любую по сложности необходимую форму.

— В химической отрасли, в основном, фторопласт, благодаря своим уникальным свойствам не реагировать с агрессивными химическими средами и жидкостями, применяется для изготовления деталей запорной арматуры, покрытия емкостей любого объема, футеровке поверхностей, изготовления элементов трубопроводов и сосудов, уплотнительных колец и прокладок.

— Широкое применение фторопласт нашел в строительстве сложных конструкций и сооружений таких как мосты, путепроводы, эстакады. Особенно в районах с сейсмической активностью. В данных объектах используются прокладки в местах опирания балок, в местах установки колонн на фундаменты для создания «подвижности» частей.

— Благодаря уникальным диэлектрическим свойствам, фторопласт с успехом применяется в электротехнике, электронике, кабельной промышленности и приборостроении. Изоляционные материалы используются в различного рода конденсаторах, плат и катушек. Особенно важно, что примененные частей и изделий из фторопласта позволяют использовать узлы приборов в различных атмосферных условиях и противостоять воздействию агрессивных сред.

— Современная легкая промышленность, особенно в производстве пошива спортивной одежды и одежды для активного отдыха, в последнее время, так же активно использует тончайшие фторопластовые пористые пленки. Данные виды тканей способны с одной стороны противостоять проникновению влаги во внутрь одежды, с другой дышать телу человека при активных движениях.

Таким образом, мы видим что применение фторопласта в различных отраслях промышленности, дает возможность открытиям новых, современных технологий, повышению качества продукции и существенной экономии производственных процессов.

Политетрафторэтилен , (-CF 2 CF 2 -) n - продукт полимеризации тетрафторэтилена, полимер с уникальным сочетанием физических, электрических, антифрикционных, химических и других свойств, которое невозможно найти ни в каком другом материале, а также способностью сохранять эти свойства в широком интервале температур: от - 269 o С до +260 o С.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ , PTFE ) был открыт 6 апреля 1938 года Роем Планкеттом, сотрудником фирмы DuPont. Работая с фреонами, Планкетт обнаружил на стенках баллона, в котором находился газообразный тетрафторэтилен, белый порошок. Дальнейшими исследованиями было установлено, что это вещество является полимером - политетрафторэтиленом , образовавшимся в результате самопроизвольной полимеризации тетрафторэтилена.

Первое опытно-промышленное производство PTFE было запущено в США в 1943 году на фирме DuPont (продукт выпускался под торговым названием Teflon ), всего через шесть лет после открытия этого фторполимера , а в Англии его начали производить на фирме ICI по лицензии фирмы DuPont в конце 1947 года.

В Советский Союз Teflon (тефлон ) попал с образцами военной техники, передаваемой по ленд-лизу. Ввиду исключительности свойств этого полимера, позволяющих решать многие проблемы в военной промышленности, в 1947 году Правительство СССР поручило трем научным организациям: НИИ-42, АН СССР и НИИПП разработать синтез мономера и полимера, а также методы переработки в изделия отечественного ПТФЭ .

В марте 1949 года в ГИПХ (Государственном институте прикладной химии) были созданы первые опытные установки по синтезу мономера и фторполимера ПТФЭ , на которых проводилась отработка технологического процесса. В это же время НИИПП (в дальнейшем ОНПО "Пластполимер") работало над новым научно-техническим направлением: "Переработкой политетрафторэтилена в различные изделия". В 1956 году на Кирово-Чепецком химическом комбинате (КЧХК) было введено в эксплуатацию первое промышленное производство ПТФЭ в России под торговой маркой фторопласт-4 (Ф-4 ). С 1961 г. на КЧХК осваивался выпуск других фторсодержащих полимеров и сополимеров. В связи с растущей потребностью во фторполимерах в 1963 году на Уральском химическом заводе были введены дополнительные мощности по выпуску фторопластов Ф-4 и Ф-4Д

С 1950 по 1961 год на основе шести мономеров, разработанных в ГИПХ, в НИИПП было получено свыше 60 различных фторсодержащих продуктов, включая гомополимеры: фторопласт-1 , фторопласт-2 , фторопласт-3 , фторопласт-4 и сополимеры - фторопласт-23, фторопласт-32, фторопласт-30, фторопласт-40 , фторопласт-4МБ .
В 1961 году был осуществлен пуск первого производства (фторопласт-42 , фторопласт-40).

В 60-е - 80-е годы продолжилась разработка и освоение новых марок ПТФЭ и новых видов термопластичных фторполимеров (ТПФП) и фторэластомеров (ФЭ).

Свойства и применение фторопласта-4

Фторопласт-4 - высокомолекулярный кристаллический полимер с температурой плавления около 327°С, выше которой исчезает кристаллическая структура и он превращается в аморфный прозрачный материал, не переходящий из высокоэластического в вязкотекучее состояние даже при температуре разложения (свыше 415°С). Вязкость расплава политетрафторэтилена при 380°С составляет 10 10 -10 11 Па*с, что исключает переработку этого полимера обычными для термопластов методами . В связи с этим фторопласт-4 перерабатывается в изделия методом предварительного формования заготовки на холоду и последующего ее спекания.

Зарубежные аналоги фторопласта-4: ALGOFLON ® PTFE F (Solvay Plastics), Teflon ® 7 (DuPont), HOSTAFLON ® TF 1702 (3M/Dyneon), POLYFLON ® M 12, 14 (Daikin Industries Inc.), Fluon ® PTFE G 163, 190 (Asahi Glass Co.,Ltd.)

Фторопласт-4 обладает:

• исключительно высокими диэлектрическими показателями, обусловленными неполярностью полимера;
• низкими значениями тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, почти не зависящими от частоты и температуры;
• исключительно высокой стойкостью к вольтовой дуге;
• электрической прочностью (при измерении на тонких пленках толщиной 5-20 мкм электрическая прочность достигает 300 МВ/м и более);
• чрезвычайно высокой химической стойкостью, которая объясняется высоким экранирующим эффектом электроотрицательных атомов фтора;
• стойкостью ко всем минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, газам и другим агрессивным средам. Разрушение полимера наблюдается лишь при действии расплавленных щелочных металлов, их растворов в аммиаке, элементарного фтора и трехфтористого хлора при повышенных температурах;
• способностью не смачиваться водой и не подвергаться воздействию воды при длительных испытаниях;
• абсолютной стойкостью в тропических условиях, грибостостойкостью;
• высокими антифрикционными свойствами, исключительно низким коэффициентом трения (в определенных условиях и парах коэффициент трения до 0,02). Это объясняется не большой величиной межмолекулярных сил, обусловливающих незначительное притяжение других веществ). Коэффициент трения снижается с увеличением нагрузки и необратимо увеличивается в 2-3 раза при 327°С и при 16-18°С после воздействия высокой скорости.

Фторопласт-4 с его низкими прочностью и теплопроводностью редко используется в чистом виде в антифрикционных изделиях, работающих под нагрузкой (например, подшипниках); для этого создаются наполненные композиции, содержащие графитированный уголь, кокс, стекловолокно, дисульфид молибдена, или так называемые металлофторопластовые композиции, обладающие повышенной твердостью, стойкостью к износу, теплопроводностью. Альтернативой ПТФЭ, в ряде случаев, могут стать более твердые и прочные фторопласты Ф-2 , Ф-2М , Ф-3 или Ф-40 .

Недостатком ПТФЭ является ползучесть , увеличивающаяся с повышением температуры. Уже при удельных нагрузках 2,95-4,9 МПа появляется заметная остаточная деформация, а при давлениях 19,6-24,5 МПа и температуре 20°С материал начинает течь. Явление деформации политетрафторэтилена под нагрузкой на холоду позволяет применять его при одностороннем давлении не выше 0,295 МПа.

Оптические свойства ПТФЭ невысоки . Он прозрачен для видимого света только при толщине, измеряемой десятками микрометров. Для ультрафиолетовых лучей прозрачен в пределах длин волн 200-400 мкм, для инфракрасных лучей -2-75 мкм. Многие виды термопластичных фторполимеров обладают отличными оптическими характеристиками .

Фторопласт-4 малоустойчив к облучению. Его механические свойства быстро ухудшаются при действии λ - и β - излучения. Уже при дозе 5*10 4 Гр деструкция полимера настолько глубока, что он становится хрупким и ломается при изгибе. Из-за недостаточной радиационной стойкости изделия из ПТФЭ не могут длительно эксплуатироваться в условиях высокого уровня проникающей радиации. Заменой в применении Ф-4 при радиационном воздействии могут стать водород содержащие фторопласты Ф-40 или ПВДФ .

Изделия из фторопласта-4 могут практически применяться в очень широком интервале температур: от -269 °С до +260 °С. Однако при изменении температуры резко изменяются механические свойства полимера (см. таблицу свойств). Поскольку закалка постепенно снимается при повышенных температурах, закаленные изделия применяются редко и в основном при низких температурах.

Благодаря высокой тепло-, морозо- и химической стойкости, антифрикционным, антиадгезионным и исключительным диэлектрическим свойствам фторопласт-4 широко применяется:

• как антикоррозионный материал в химической промышленности для изготовления аппаратов, элементов ректификационных колонн, теплообменников, насосов, труб, клапанов, облицовочной плитки, сальниковых набивок и др. Использование ПТФЭ в химических аппаратах в качестве труб, уплотнений, прокладок способствует получению продуктов высокой чистоты;
• как диэлектрик в электротехнике, электронике . Особенно успешно используется в технике высоких и ультравысоких частот. Например, ориентированная пленка применяется для изготовления высокочастотных кабелей, проводов, конденсаторов, изоляции катушек; для пазовой изоляции электрических машин,каркасов, изоляторов;
• в машиностроении в чистом и наполненном виде для изготовления деталей машин и аппаратов, подшипников, работающих без смазки в коррозионных средах, в виде уплотнений компрессоров и т.д.;
• в производстве клейких и красящих веществ для покрытий утюгов, лыж и пр.;
• в пищевой промышленности (облицовка валов для раскатки теста, покрытия форм для выпечки и т.д.);
• в медицине (протезы и трансплантаты из ткани и войлока на основе фторопластового волокна, ткани и протезы кровеносных сосудов из нити фторопласта-4, имлантаты и шовные материалы , емкости для приема коронарной крови, держатели для протезов минеральных клапанов и т.д.)

Фторопласт-4А и -4АТ -марки фторопласт-4, обладающие сыпучими свойствами. Применение сыпучих марок при изготовлении фасонных изделий методом изостатического прессования позволяет значительно упростить трудоемкий процесс заполнения пресс-формы и в 1,5-2 раза снизить толщину стенки готовых изделий.

Фторопласт-4Д - представляет собой тонкодисперсную модификацию политетрафторэтилена с меньшим молекулярным весом, чем фторопласт-4, по своим физико-механическим и электрическим характеристикам близок к фторопласту-4, по химической стойкости фторопласт-4Д превосходит все известные материалы, в том числе золото и платину; стоек ко всем минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, окислителям; не смачивается водой и не набухает, диэлектрические свойства почти не зависят от температуры, частоты и влажности. Фторопласт-4Д перерабатывается методом экструзии, получившим название "экструзия пасты", в профильные изделия (тонкостенные трубы, изоляция, тонкие пленочные покрытия) неограниченной длины, которые трудно или невозможно получить из обычного фторопласта-4. На основе фторопласта-4Д можно готовить суспензии, применяемые для изготовления антипригарных тефлоновых покрытий методом распыления или роликовой накатки, а также для антикоррозионной, антифрикционной и антиадгезионной защиты металлов.

Изделия из фторопласта-4Д : лента ФУМ - предназначена для уплотнений резьбовых соединений при температуре от -60°С до 150°С и давлении 65 атм., трубки электроизоляционные - для изоляции токопроводящих частей электротехнических изделий при работе в агрессивных средах, методом рам-экструзии (плунжерной экструзии) изготавливаются трубы, стержни и др.

Свойства фторопласта-4