Фторопласт - техническое название термопластичного полимера, т.е. продукта полимеризации фторпроизводных олефинов.
Наибольшее применение в различных отраслях промышленности получил полимер тетрафторэтилена - политетрафторэтилен (ПТФЭ), известный как Тефлон™*.
Химическая формула ПТФЭ - [CF2 - CF2]n (ГОСТ 10007-80).
Торговые названия ПТФЭ: фторопласт-4 (Россия); тефлон, галон (США); гостафлон TF (Германия); флуон (Англия); гафлон, сорефлон (Франция); алгофлон (Италия).
Фторопласт-4 (Ф-4) - высокомолекулярный кристаллический полимер с температурой плавления около +327°С.
Фторопласт-4 обладает уникальным сочетанием свойств, которое невозможно найти ни в каком другом материале, а именно:
- высокой химической стойкостью практически ко всем агрессивным средам - минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, окислителям и газам. Разрушение полимера наблюдается лишь при действии расплавленных щелочных металлов, их растворов в аммиаке, элементарного фтора и трехфтористого хлора при повышенных температурах;
- широким интервалом рабочих температур от -269° до +260°С;
- исключительно высокими диэлектрическими показателями, такими как низким значением диэлектрической проницаемости, большой электрической прочностью и др.;
- высокими антифрикционными свойствами, исключительно низким коэффициентом трения;
- физиологической и биологической инертностью (разрешение РТМ 27-72-15-82 для контакта с пищевыми продуктами);
- способностью не смачиваться водой.
Уникальные свойства фторопласта обеспечивают его применение в автомобилестроении, машиностроении, арматуростроении, химической, фармацевтической, энергетической, и других отраслях промышленности.
Фторопласт-4 с его низкими прочностью и теплопроводностью редко используется в чистом виде в антифрикционных изделиях, работающих под нагрузкой. Для этого создаются наполненные композиции на основе фторопласта-4, содержащие кокс (Ф4К20); стекло (Ф4С15); углеродное волокно (Ф4УВ15), а также дисульфид молибдена, или так называемые металлофторопластовые композиции (Ф4К15М5).
Наполненные композиционные материалы на основе фторопласта-4 обладают повышенной твердостью, механической прочностью, жесткостью, износостойкостью, электрической проводимостью, т.е. теми отличительными свойствами, которые у ненаполненного фторопласта-4 значительно ниже.
-
Материал Ф4К20 (Ф4 + 20% коксовой муки)
По сравнению с фторопластом-4 материал Ф4К20 имеет в 600 раз большую износостойкость и на 30% выше напряжение при 10%-ной деформации сжатия в диапазоне температур от -60 до +250°С.
-
Материал Ф4К15М5 (Ф4 + 15% коксовой муки + 5% дисульфида молибдена)
Материал Ф4К15М5 имеет повышенную износостойкость (износостойкость Ф4К15М5 в 1000 раз выше износостойкости ненаполненного фторопласта и в 1,6 раза выше, чем у материала Ф4К20) и более низкий коэффициент трения. Материал Ф4К15М5 среди наполненных марок фторопласта-4 имеет наиболее благоприятные характеристики трения и износа.
-
Материал Ф4С15 (Ф4 + 15% стекловолокна)
При введение стекловолокна повышается износостойкость материала более чем в 250 раз, в 1,5 раза увеличивается сопротивление ползучести, при этом химические свойства не изменяются и мало изменяются электрические показатели. По сравнению с Ф4К20 материал Ф4С15 более эластичен. Как антифрикционный материал Ф4С15 применяется в тех случаях, когда другие наполненные материалы непригодны из-за химической нестойкости наполнителя. При наличии конденсата наблюдается повышенный износ.
-
Материал Ф4УВ15 (Ф4 + 15% углеродного волокна)
Углеродное волокно обладает рядом неоспоримых преимуществ перед другими наполнителями: низким коэффициентом трения, высокой прочностью и теплостойкостью, химической инертностью, теплопроводностью и электрической проводимостью.
Физико-механические, электрические и другие характеристики фторопласта-4 и композиций на его основе приведены в таблице "Характеристики фторопласта-4 и композиций на его основе".
* Тефлон™ (TEFLON™) является зарегистрированным товарным знаком фирмы Du Pont (США).