Фторопласт Ф4: виды, свойства, технические характеристики

Фторопласт — это общее название фторсодержащих пластмасс, получаемых при полимеризации тетрафторэтилена. Синтезируется он в виде белого, легко образующего комки порошка, а затем прессуется и спекается при высокой температуре. В своем составе может содержать от одного до четырех атомов фтора, что отражается в названии его типов.

К наиболее распространенным фторопластам относится политетрафторэтилен, известный в России как фторопласт-4. В США он продается под торговой маркой «тефлон» и «галон», в Германии — «гостафлон», в Великобритании — «флюон», во Франции — «гафлон» или «сорефлон».

Марки и технические характеристики фторопластов

В настоящее время производится несколько марок фторопластов, отличающихся по физическим и химическим свойствам. При этом все они востребованы в промышленности, поскольку имеют уникальные технические характеристики:

  1. Устойчивость практически к любому химическому воздействию.
  2. Низкий коэффициент трения.
  3. Устойчивость к сцеплению с другими поверхностями.
  4. Термостойкость — гибкость и эластичность материала сохраняются при температурах в диапазоне от -70° до +270°С.
  5. Минимальное поверхностное натяжение.
  6. Устойчивость к воздействию электротока и высоким температурам. Фторопласт практически не горит, в пламени он только обугливается, а при извлечении его из открытого огня полностью прекращается и обугливание.
  7. Стабильность в пищевой среде.
  8. Способность изделий из фторопласта не изменять свою длину даже под воздействием температуры.

Фторопласт отлично поддается обработке, его можно сверлить, шлифовать, фрезеровать и обтачивать.

На заметку
Фторопласт был открыт в 2019 году в США химиком Роем Планкеттом. Патент на его производство под маркой «тефлон» был получен в 2019 году. В СССР о новом материале узнали во время войны, обнаружив детали из фторопласта в американской военной технике. Однако советским ученым пришлось разрабатывать собственную технологию производства, поскольку американцы держали свою в строжайшем секрете.

Существует четыре основных марки фторопласта в зависимости от размера молекул и их количества в составе цепи. Чем выше это показатель, тем больше удельный вес вещества.

  • Ф-2 или поливиниленфторид (ТУ 6-05-646-77). Может также выпускаться с добавлением модификатора — кобальта, стекловолокна, кокса. В этом случае к маркировке добавляется буква «М». Отличается высокой прочностью, упругостью, не содержит пластификаторов, стабилизаторов и катализаторов. За счет этого применяется в трубопроводных системах и производстве емкостей для агрессивных жидкостей. Ф-2 легко перерабатывается и способен растворяться в апротонных (нейтральных) растворителях.
  • Ф-3 или политрифторхлоридэтилен (ГОСТ 13744-76). Разновидностью является модифицированный вариант Ф-3М (ТУ 6-05-1812-77). Твердый и прочный материал, способный плавиться, размягчаться и изменять форму в процессе прессования и литься. Устойчив к низким температурам. Имеет хорошую адгезию к металлам и используется в антикоррозийных покрытиях.
  • Ф-4 или политетрафторэтилен (ГОСТ 10007-80). Трудногорючий материал с самой высокой плотностью среди всех фторопластов. Имеет малую пористость, высокую гидрофобность, устойчивость к воздействию температур. Способен выдержать нагревание до 260°С без изменения свойств.

На сегодня выпускается несколько разновидностей Ф-4:

  1. Ф-4ПН — используется для изготовления изделий повышенной надежности. В зависимости от среднего размера частиц может иметь дополнительную маркировку: Ф-4 (100–180 мкм), Ф-4ПН-90 (46–135 мкм), Ф-4ПН-40 (21–45 мкм), Ф-4ПН-20 (6–20 мкм).
  2. Ф-4О — применяется для изготовления изделий общего назначения (втулок, прокладок, деталей трубопроводов и насосов).
  3. Ф-4Д — тонкодисперсная модификация с меньшим молекулярным весом. В отличие от Ф-4 его можно перерабатывать с помощью экструзии и готовить из него суспензии. Применяется для изготовления пленок, покрытий, волокон.
  4. Ф-4А — свободносыпучий фторопласт. Обладает всеми свойствами Ф-4, но при этом более технологичен. Используется для получения изделий точного размера методами автоматического, изостатического, компрессионного прессования и поршневой экструзии.
  5. Ф-4HTD — тонкодисперсный фторопласт с размером частиц 5–30 мкм. Используется в качестве сухой смазки в узлах трения различных механизмов, загустителя для масел и пластичных смазок.

В маркировке фторопласта Ф-4 также встречается буква «М», что означает его модификацию с помощью различных добавок. Фторопласты всех марок находят свое применение в промышленности.

  • Ф-40. Это сополимер тетрафторэтилена и этилена (ОСТ 6-05-402-47). Может выпускаться в двух видах:

    • Ф-40П — для изготовления изделий под давлением путем прессования и литья;
    • Ф-40Ш — для изготовления изделий путем экструзии.

Химические свойства Ф-40 близки к фторопласту Ф-4 (см. табл.). Он устойчив к воздействию концентрированных кислот и растворителей, не горит, не пропускает ультрафиолетовые лучи.

Таблица 1. Основные технические характеристики различных фторопластов

Наименование

Плотность, кг/м3

Температура эксплуатации, °С

Удельное сопротивление,
Ом*м

Разрушающее напряжение (растяжение), МПа

Ф-2

1780

-45/ +150

1010–1013

44–55

Ф-3

2090–2160

-195/ +190

1015–1017

35–43

Ф-4

2150–2240

-260/ +160

1017–1018

16–35

Ф-40

1700

-200/ +200

1016

27–50

Сферы применения фторопласта

Наиболее востребован в промышленности именно фторопласт-4. Неспециалистам он известен как тефлон. Это тот самый материал, который используется в производстве посуды с антипригарными покрытием. Однако этой сферой его применение не ограничивается. Фторопластовые материалы незаменимы в самых разных отраслях.

  1. Машиностроение. Благодаря устойчивости к трению, из него и композиций на его основе изготавливают подшипники, сальники, пыльники, поршневые кольца и даже автомобильные шины. Детали из фторопласта обеспечивают стабильную эксплуатацию в условиях агрессивных сред, вакуума и при сверхнизких температурах. Кроме того, из-за уникальной термостойкости фторопласт вполне подходит для изготовления деталей для двигателей.
  2. Легкая промышленность. Обработка фторопластом позволяет повысить водостойкость изделий, например, обуви. Практически вся одежда для спорта и активного отдыха имеет тонкое тефлоновое покрытие.
  3. Медицина. Поскольку фторопласт не вызывает иммунологических реакций, биологически и физиологически безвреден, из него возможно изготовление протезов кровеносных сосудов, сердечных клапанов, емкостей для хранения крови и сыворотки, упаковки для лекарств. Применяется фторопласт и в стоматологии.
  4. Радиотехника и электротехника. Фторопласт используется как изолятор или проводник тока, а также для изготовления выключателей, элементов реле, кабелей, печатных плат.
  5. Химическая промышленость. Благодаря исключительной инертности по отношению ко всем кислотам и щелочам, фторопласт применяется в изготовлении лабораторной посуды различного назначения, для транспортировки и хранения химически агрессивных сред в трубопроводах, в аппаратах колонного типа, в качестве прокладок, контактирующих с агрессивными средами и для футеровки реакторов.
  6. Пищевая промышленность. Для изготовления антипригарного покрытия для сковородок и кастрюль, форм для выпечки, раскатывающих механизмов для теста, контейнеров для хранения.

Фторопласт может выпускаться в нескольких формах — листовой, в виде стержней, трубок или втулок.

Типы заготовок из полимера

Существует два вида изделий из фторопласта — заготовки и готовые изделия. Первая группа — это практически полуфабрикаты, используемые в дальнейших технологических процессах. Заготовки изготавливаются в соответствии с требованиями ТУ 6-05-810-88 по утвержденному техническому регламенту предприятия-изготовителя. Размеры заготовок должны соответствовать либо номенклатурному перечню предприятия-изготовителя, либо спецификациям, согласованным между изготовителем и заказчиком. Предельные отклонения от номинальных размеров регламентируются требованиями ОСТ 6-05-322-74, исключая листы и стержни, прессуемые в горизонтальном виде. В зависимости от показателей качества заготовки могут выпускаться двух сортов — высшего и первого.

  1. Листы и пластины. Они имеют прямоугольную или квадратную форму, размер от 100?100 мм или 1000?1000 мм. Толщина листов фторопласта от 1 до 60 мм. При изготовлении деталей листы подвергают механической обработке.
  2. Пленки. Используются для изготовления конденсаторов, изолирования проводов, кабелей, производства уплотнителей для вкладышей, подшипников, фильтров, мембран. Толщина пленок может быть от 10 до 100 мкм, ширина — до 300 мм.
  3. Стержни и диски. Диаметр стержней из фторопласта — от 10 до 300 мм, высота — от 50 до 2019 мм. Заготовки с круглым сечением используются для изготовления уплотнительных, антифрикционных и электроизоляционных деталей для различного технологического оборудования. Существуют также стержни с прямоугольным и квадратным сечением.
  4. Бруски из фторопласта-4 имеют длину 70–300 мм, ширину — 40–200 мм и толщину — 2–200 мм.
  5. Стружка или порошок.

На заметку
Согласно данным, опубликованным в научно-техническом издании «Вестник НТУ «ХПИ» (2013, № 59 (1032)), лидерство по производству фторопласта принадлежит США, на втором месте находится Западная Европа, на третьем — Китай.

Вторая группа — это готовые изделия. К ним относятся диски, трубки, ленты, жгуты, шарики. Они полностью готовы к применению в качестве комплектующих различных механизмов, оборудования, узлов арматуры. Могут производится как по типовым размерам, так и по чертежам заказчика.

Заготовки и изделия изготавливают из вторичных фторопластов или композиций по ТУ 6-05-1947-83 или из фторопластовых порошков, обработанных термически по ТУ 301-05-25-89 методом прессования или экструзии с последующим спеканием в формах. Спекание может проводиться под давлением или в свободном состоянии. Гарантийный срок на все изделия и заготовки — 5 лет со дня изготовления.

Цены на материал

На формирование цены на фторопласт оказывает влияние несколько общих факторов:

  • производитель (отечественный, иностранный);
  • объем партии (крупный опт, мелкий опт, розница);
  • марка.

Цену листового фторопласта Ф-4 указывают за 1 кг, в зависимости от толщины листа она варьируется примерно от 400 до 700 рублей.

Стоимость пленки также указывается за 1 кг и составляет в среднем около 2019 рублей. Цена на стержни, диски и прутки из фторопласта зависит от диаметра и способа производства (прессованный или вторичный), купить их можно примерно за 400–700 рублей за один кг.

Порошковый фторопласт практически не встречается в свободной продаже, цена на него составляет около 1000–1100 рублей за кг.

Заготовки из фторопластов других типов несколько дешевле, чем из Ф-4. Например, один килограмм Ф-3 можно приобрести по цене около 500–700 рублей, а Ф-2 — около 500–550 рублей.

Стоимость готовых изделий зависит не только от веса, но и от сложности самой детали. Например, цена защитного кольца из фторопласта для грузового автомобиля БелАЗ около 16,5 рублей за одну штуку. Типовые изделия имеют более низкую стоимость, чем изготовленные по специально разработанным чертежам. В этом случае цена может быть назначена индивидуально для каждого конкретного случая.

Виды:

  • Ф-2 или поливиниленфторид. Иногда выпускается с добавлением модификатора — кобальта, стекловолокна, кокса. В таком случае, к маркировке добавляется буква «М». Обладает большой прочностью, не имеет в составе пластификаторов, стабилизаторов и катализаторов. Поэтому материал нашел свое применение в области трубопроводных систем и создании емкостей для ядовитых жидкостей. Ф-2 легко преобразовывается и может растворяться в нейтральных (апротонных) растворителях.
  • Ф-3 или политрифторхлоридэтилен. Крепкий и плотный материал, который поддается плавлению, смягчается, то есть изменяет форму в процессе прессования и литья.
  • Ф-4 или политетрафторэтилен. Материал, обладающий самой высокой плотностью среди фторопластов и стойкостью к горению. Имеет небольшую пористость, устойчивость к перепадам температуры, высокую гидрофобность. Сейчас производится в нескольких разновидностях.
  • Ф-40 – создан посредством двух полимеров: тетрафторэтилена и этилена. Может выпускаться в двух видах.

Применение

В наше время фторопласт применяется почти во всех отраслях хозяйственной деятельности. Также его применяют в здравоохранении, энергетике и строительстве, механизмах автомобилей и авиастроении и даже в пищевой промышленности.

Машиностроение и электротехника

По причине стойкости к трению, из этого материала и его производных выпускают подшипники, сальники, пыльники, поршневые кольца, автомобильные шины. Детали из фторопласта гарантируют работу без поломок в условиях агрессивной среды, вакуума и при очень низких температурах. А также благодаря своей термостойкости материал подходит для производства деталей для двигателей. Трубки, изготовленные из фторопласта 4 Д, используются как шланги высокого давления для введения масел, жидкости, газа, топлива, при значительной вибрации, пульсировании. Так как трубки обладают свойством при нагреве приобретать вид деталей, на которых они насажены, они применяются в качестве изоляторов и уплотнителей. Также они используются для герметизации кабелей аппаратуры, изоляции электрических сетей в транспорте.

В медицине

Фторопласт отлично сочетается с телом человека, поэтому его успешно используют для производства протезов в хирургии, кардиологии и стоматологии. Из него выпускают заменители сосудов кровеносной системы и сердечных клапанов.

В пищевой промышленности

Фторопласт применяют для внутреннего покрытия трубопроводов и в качестве сальникового уплотнения насосов, качающих разные сырьевые жидкости. Например, подсолнечное масло, лецитин, жировые и молочные массы. Антипригарные поверхности емкостей для термообработки пищевых изделий тоже изготавливают из фторопласта. Наверняка всем известна марка Тефаль, выпускающая посуду с антипригарной поверхностью.

В изготовлении одежды и разных видов ткани

При искажении формы фторопласта возникает легкая пленка, она служит сырьем для определенных типов ткани. Это материя используется для пошива высокотехнологичной одежды с водоотталкивающими и ветрозащитными свойствами. В таком случае, пористый материал не впитывает выделяемый пот. Большинство видов современной одежды для спорта и активного отдыха сшиты из легкого тефлонового покрытия.

В строительстве

Пластины из фторопласта – важные составляющие конструкций скользящих опор, крупных построек, как мосты, галереи, эстакады, путепроводы и другие пролетные строения. На территории с природной активностью фторопластовые пластины применяются для опоры балок перекрытия на колонны, а также для легкого движения основ строительных конструкций.

Изготовление деталей из фторопласта

Сегодня фторопласт применяется в самых разных отраслях, для любых конфигураций, нередко нестандартных форм и размеров. Поэтому случается необходимость заказать изделие.

Торговый Дом «Пластмасс Групп» предоставляет услуги по изготовлению изделий на заказ, в том числе и фторопластовых прокладок по чертежам заказчика.

Прокладки из фторопласта: применение

Фторопластовые прокладки – это пластичный материал, который может незначительно менять форму при давлении, что нашло применение в герметизации стыкуемых деталей. Такие уплотнители соответствуют оборудованию для химической и нефтехимической промышленности:

  • трубопроводах;
  • клапанах;
  • насосах;
  • резервуарах для масел, топлива, растворителей и др.

Также фторопластовые прокладки используются:

  • в компрессорах. Высокая стойкость к износу и перемене температур делает их необходимыми в производстве.
  • в электродвигателях. Уплотнители не подвергаются коррозии.
  • отлично подходят для электронных приборов.
  • для технологического оборудования в нефтехимической отрасли.
  • для гидравлических систем, механических устройств.
  • для монтажа водопровода и отопления, при установке сантехники. Этот материал не гниет, выдерживает любые температуры воздуха и воды.

Изготовление

Существует несколько вариантов химического и промышленного получения материала. Различаются их по методу подводки к полимеризации. Изначально в вещество мономера вводят фтор и иные соединения. Это происходит при нагреве углеводорода с галогенами до высоких температур (пиролиза). Во время этой процедуры сложные длинные молекулярные цепи претерпевают распад, а получившиеся простые начинают соединение с фтором.

Дальнейший синтез происходит по одному из трех способов:

  • Радикальная полимеризация. Это химическое взаимодействие происходит при методическом соединении к растущейй цепочке мономеров. Для этого нужно их активизировать. Происходит это благодаря УФ-лучям. С помощью этого излучения простые углеводороды активизируются и электрон переносится на новый энергетический уровень. В результате мономер вступает в химически активность с другими атомами. 
  • Сополимеризация. Взаимодействие практически не разнится с вышеописанным, в этом случае мономеры заблаговременно подвергают омылению, растворению с помощью спиртов или другой процедуре, увеличивающей постоянство синтеза. Кроме того, в субстанции необходимо нахождению уже немного синтезированного полимера. С ним и будут вступать в реакцию мономеры. 
  • Полимеризация. Для этой процедуры нужно некое вещество – затравка. Она создает формирование радикалов, после этого возникает реакция полимеризации.
  •  

Свойства

  • Диэлектрические: диэлектрическая проницаемость не зависит от температуры, то есть электрическая длина не меняется в частотном диапазоне. Поэтому активно его применение в РЭА, как составляющее в измерительных приборах.
  • Химические: стойкость, даже более высокая, чем стойкость драгоценных металлов и знакомых синтетических материалов, устойчивость к влиянию кислот и щелочей.
  • Механические: материал имеет высокий коэффициент линейного расширения, который в 10 раз превышает этот показатель у конструкционных сталей.
  • Физические: плотность материала по ГОСТ 10007-80 от 2,18 до 2,21 г/см³. Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остается гибким и эластичным при температурах от -70 до +270 °C, прекрасный изоляционный материал, он не смачивается ни водой, ни жирами, ни большинством органических растворителей. У фторопласта практически отсутствует водопоглащение. Также он удерживает ультрафиолет.
  • Свойства при точении: фторопрост легко поддается обработке, несмотря на стойкость. Так как происходит это на специальных станках, оборудованных зажимными механизмами и системой для улавливания и отсоса стружки и пыли. При отделке фторопластов режущая кромка должна быть острозаточенной.

Фторопласт 4: свойства, применение

Физические свойства

  • высокая плотность;
  • упругость;
  • устойчивость к перепадам температур;
  • неспособность проводить ток;
  • водонепроницаемость.

Даже сильные агрессивные химические вещества (кислоты, щёлочи, окислители, растворители) при высокой температуре не оказывают на Ф-4 ни малейшего влияния. У материала наиболее маленький коэффициент трения, а благодаря единству статического и динамического коэффициентов трения фторопласта-4 и структур на его базе, активно его применение в автомобилестроении. А точнее, в виде подшипников и опор скольжения в узлах трения механизмов машин, подвижных уплотнителей поршневых колец, манжет, эксплуатирующихся без смазки, с ограниченной смазкой и при коррозии среды.

В зависимости от свойства и назначения, фторопласт-4 выпускают пяти марок. Активно применение фторопласта-4 в машиностроении, медицине, легкой и химической отраслях, радиотехнике и электронике, и в пищевой промышленности.

Технология изготовления

Основой для получения фторопласта выступают фторолефины (органические непредельные фторсодержащие соединения, в которых водородные атомы замещены на фтор): винилфторид, винилиденфторид, трифторхлорэтилен и тетерафторэтилен.

Эти вещества – газы. Процедура полимеризации синтезов осуществляется при вспомогательных компонентах в виде дистиллированной и освобожденной от кислорода воды, персульфата калия, эмульгаторов, инициаторов и др.

Установкой для изготовления являются автоклавы из высокопрочной стали, которая выдерживает высокое давление (до 100 атм).

Фторопласт 3 – свойства

Материал имеет отличные диэлектрические свойства: объемное электрическое сопротивление, электрическая прочность и эластичность очень высоки (особенно при низких частотах), и стабильны в условиях повышенной влажности.  По отношению к низким температурам – стойкий. Имеет хорошую адгезию к металлам и применяется в производстве антикоррозийных покрытий.

Фторопласт f46 – свойства

Фторопласт f46 (Ф-26) – высокомолекулярный низкокристаллический растворимый полимер с высокой гибкостью, степень кристалличности не превышает 25-30% и практически не зависит от условий термообработки. Материал отличается высокой прочностью, термостойкостью, очень крепок к действию концентрированных кислот (96%-ной серной, 37%-ной соляной), щелочей (40%-ного едкого натра) и окислителей (30%-ной перекиси водорода). Полимер стоек к действию бензина, этилового спирта, четыреххлористого углерода, незначительно набухает в ароматических углеводородах.

Фторопласта ф4с15 – свойства

Удобен для производства уплотнений. Стоек к перепадам температур, отлично ведет себя в условиях сухих агрессивных газов. Однако, при наличии конденсата наблюдается высокая степень износа. Фторопласт Ф4С15 может употребляться вместе с алюминиевыми сплавами (типа АКИ-1), титановыми сплавами (типа ОТ-4) и нержавеющими сталями при температурах от -60° до +250°С.


Фторопласт — современный конструкционный материал, который благодаря своим особенным эксплуатационным свойствам широко применяется в машиностроении, электротехнике, медицине, пищевой и химической промышленности.

Узнать больше…


Современное оборудование позволяет изготавливать разнообразные изделия из фторопласта по чертежам заказчика с точным соблюдением всех размеров.

Подробнее…


Удобные сервисы транспортировки позволят организовать быструю доставку фторопластов.

Подробнее…

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.

Это интересно
Тефлон был открыт в 2019 году химиком Роем Планкеттом, работающим в американской корпорации Kinetic Chemicals. Ученый случайно обнаружил, что газообразный тетрафторэтилен, закачанный в баллоны под давлением, полимеризовался в порошок, обладающий уникальными свойствами. Патент на этот полимер был выдан в 2019 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.

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/см3 (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.

На заметку
Пластины из фторопласта выпускаются квадратной формы с типоразмерами 250х250, 300х300 и 500х500 мм. Стержни из фторопласта изготавливаются методами вертикального и горизонтального прессования. В первом случае продукция отличается более высокими физико-механическими свойствами, но ее длина не превышает 110 мм (во втором случае она может достигать 500 мм). Кольца и втулки с внешним диаметром от 50 до 360 мм используются для производства манжет, прокладок, оболочек, уплотнительных колец.

Таблица 1. Характеристики фторопластов

Свойство полимера

Фторопласт
4

Фторопласт 3

Фторопласт 2

Фторопласт 40

Плотность, кг/м3

2150–2240

2090–2160

1780

1700

Разрушающее напряжение, МПа

Растяжение

16–35

35–43

44–55

27–50

Сжатие

10–12

55–60

50

Изгиб

14–18

60–80

34

Температура, ?С

Плавления

270–327

210–215

150–175

265–275

Стеклования

127

50

-30…-20

-90

Разложения

425

320

400

400

Эксплуатации

-260…+260

-195…+190

-45…+150

-200…+200

Удельное сопротивление, Ом?м

1017–1018

1015–1017

1010–1013

1016

Цены на фторопласт

Цена на листовой фторопласт-4 назначается за 1 кг и зависит от технических характеристик и марки материала, а также от конкретного производителя, условий поставок и размеров закупаемой партии товара. Оптовая стоимость Ф4 в пластинах и стержнях варьируется в пределах 600–750 рублей за кг. Цена вторичного сырья начинается от 400 рублей за кг. Сплав с модификатором оценивается дороже — порядка 700–800 рублей за кг.

Порошковый тефлон встречается в продаже достаточно редко, поэтому на него отмечается значительный разброс цен. В среднем стоимость подобного сырья составляет 1000–1100 рублей за кг. Цена фторопластов других типов немного ниже, чем у Ф4. Так, Ф3 можно приобрести по 500–700 рублей за кг, а Ф2 — по 500–550 рублей за кг. У большинства поставщиков и заводов-изготовителей оптовая стоимость товаров ниже, чем розничная. Различия могут составлять 10–20% и более.

Фторопласт обладает уникальными физико-химическими свойствами, позволяющими использовать его во множестве отраслей промышленности. Производством полимера занимаются как зарубежные, так и отечественные производители. Этот материал поставляется в заготовках, из которых путем механической обработки в дальнейшем изготавливаются различные изделия.