Список тематических статей

Фторполимеры

Полимеризационные полимеры на основе тетрафторэтилена и его сополимеров с диеновыми соединениями различного строения; наиболее известны под названием «фторопласты».

Производятся методами суспензионной или эмульсионной полимеризации на перекисных инициаторах или с использованием радиационного облучения.

Фторопласты могут быть:

Простыми гомополимерами фторпроизводных этилена [-CH₂-CH₂-]_n, когда один или более атомов водорода H замещен на атом фтора F;

Сополимерами фторопроизводных этилена с другими мономерами.

Общие свойства

Очень низкий коэффициент трения и высокая сопротивляемость износу, большой диапазон рабочих температур, высокая химическая стойкость в широком диапазоне температур, низкая смачиваемость отличные диэлектрические свойства, высокое сопротивление ультрафиолетовому разрушению.

Простые фторопласты

Фторопласт-4 – политетрафторэтилен [-CF₂-CF₂-]_n. Другие обозначения – Ф-4 (F-4) или ПТФЭ (PTFE).

Изобретен и запатентован фирмой DuPont в 1938г. под торговой маркой Teflon (Тефлон). Торговые марки более поздних зарубежных аналогов – Fluon (Великобритания), Hostaflon (Германия), Algoflon (Италия), Soreflon (Франция), Сталафлон (Россия) – так и не стали синонимами Ф-4, не смотря на старания фирм-производителей.

Фторопласт-4 – самый первый в истории и самый дешевый из высокотемпературных фторполимеров. Ф-4 длительно устойчив к нагреву до 260^оС. Кроме того Ф-4 имеет самый низкий коэффициент трения и самую низкую смачиваемость среди всех фторполимеров, а так же химическую стойкость выше, чем у платины и любых синтетических материалов.

Эти свойства определяют огромный объем его производства, который, по некоторым источникам, составляет до 85% общего объема производства фторсодержащих полимеров. И поэтому под термином «фторопласт» чаще всего  понимают именно Ф-4.

Недостаток политетрафторэтилена – в том, что он является термопластом третей группы, то есть при нагреве он начинает разрушаться раньше (после 260^оС), чем начнет плавиться (около 340^оС). Поэтому обычные методы термической формовки и переработки к нему не применимы.

Ф-4 полимеризуется в виде белого порошка, похожего на снег. Для получения болванок или готовых деталей порошок спрессовывают при высоком давлении и затем спекают при высокой температуре.

Антифрикционные покрытия из Ф-4 наносят напылением на подготовленную поверхность с последующим спеканием.

Фторопласт-3 – политифторэтилен [-CF₂-CFH-]_n. Другие обозначения – Ф-3 (F-3) или ПТрФЭ (PTrFE).

Менее термостоек (180^оС), и менее химически стоек, чем Ф-4. Зато, обладает лучшей адгезией к металлам и другим веществам. Кроме того, Ф-3 имеет очень низкую ползучесть, поэтому нагруженные детали из него не требуют значительного запаса прочности. А главное достоинство – Ф-3 является термопластом второй группы, переходит в вязко-текучее состояние при 240^оС, а разрушаться начинает при 270^оС.

Поэтому пригоден для термической формовке и переработки стандартными методами. Основное применение – антикоррозионные покрытия металлов, благодаря технологичности нанесения. Суспензия из тонкого порошка Ф-3 в органических растворителях наносится на шероховатую металлическую поверхность, нагретую до 280^оС. Затем деталь быстро остужают.

Фторопластом-3 называют так же поитрифторхлорэтилен [-CF₂-CFCl-]_n. Другие обозначения – ПТФХЭ (PCTFE).

Фторопласт-2 – поливинилиденфторит [-CH₂-CF₂-]_n. Другие обозначения – Ф-2 (F-2) или ПВДФ (PVDF).

Основные достоинства по сравнению с другими фторполимерами – самая высокая прочность и жесткость, стойкость к истиранию, самая низкая ползучесть. Кроме того ПВДФ – очень чистый материал, не содержащий стабилизаторов, пластификаторов, остатков катализаторов. ПВДФ – термопласт первой группы, переходит в вязко-текучее состояние при 200^оС, а разрушаться начинает при 300^оС. Поэтому формуются и перерабатываются стандартным методами.

Благодаря высокой химической стойкости и чистоте, а также простоте сварки, основное применение ПВДФ – трубопроводные системы и емкости для высокотемпературных и агрессивных сред. Даже не смотря на высокую стоимость.

Фторопласт-1 – поливинилфторид [-CH₂-CF₂-]_n. Другие обозначения – ПВФ (PVF).

ПВФ производится в небольших объемах, используется в основном в качестве антикоррозионных или антипогодных покрытий металлических или деревянных изделий, ДСП, картонов, и прочих изделий. Поставляются в виде смол или пленок.

Сополимеры фторпроизводных этилена.

Сополимеры простых фторопластов с другими мономерами производят для изменения характеристик материала – увеличение прочности, расширения рабочего температурного диапазона, улучшения термопластических свойств и прочих. Таких сополимеров существует большое количество.

Вот наиболее популярные из них:

Фторопласт-50 – сополимер тетрафторэтилена с перфторалкилперфторвиниловым эфиром. Другие обозначения – Ф-50, Perfluoroalkoxy (PFA). По свойствам наиболее близок к Ф-4. В отличии от него, менее термостойкий (допускается кратковременный нагрев до 250^оС), чуть менее «скользкий». Зато имеет лучшую адгезию к различным материалам, более прочный (особенно при высоких температурах), имеет очень низкую ползучесть, не уступает фторопласту-4 в химической и радиационной стойкости. И при этом является термопластом второй группы, то есть может формоваться и перерабатываться стандартными методами при точном контроле температуры нагрева.

Фторопласт-40 – сополимер тетрафторэтилена с этиленом. Другие обозначения – Ф-40 или ПЭТФЭ (ETFE). По химической стойкости почти не отличается от Ф-4. В отличии от него, менее термостойкий (допускается кратковременный нагрев до 250^оС), чуть менее «скользкий», несколько уступает в диэлектрических свойствах. Механическая прочность значительно выше, чем у Ф-4. Имеет очень низкую ползучесть. Радиационная стойкость самая высокая среди всех фторполимеров, в 100 000 раз выше, чем у Ф-4. В зависимости от условий полимеризации имеет различную плотность; а также является термопластом первой или второй группы. В любом случае, пригоден для термической формовки и сварки.

Фторопласт-4МБ – сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. Другие обозначения – Ф-4МБ, Fluorinatedethylene-propylene (FEP). Полностью фторированный полимер. Обладает отличной химической стойкостью и отличными диэлектрическими характеристиками, мало зависящими от температуры и частоты тока. Механическая прочность и ползучесть – на уровне Ф-40. Чистый полимер, допускается контакт с пищевыми продуктами. Ф-4МБ является термопластом второй группы, может формоваться и перерабатывается стандартными методами при точном контроле температуры нагрева.

Фторопласт-30 – сополимер трифторхлорэтилена с этиленом. Другие обозначения – Ф-30, ПЭТФХЭ (ECTFE). Имеет высокую механическую прочность, высокую химическую и радиационную стойкость, хорошие диэлектрические свойства. Температура эксплуатации до 150^оС. Является термопластом первой группы.

Гладкова Наталья