Фторопласт что это за материал

Фторопласт что это за материалФторопласт – это фторсодержащий синтетический полимер белого цвета, который обладает уникальными свойствами и применяется во многих отраслях промышленности. Другие названия фторопласта – тефлон, политетрафторэтилен, PTFE, фторопласт-4, фторополимер. Самое первое название материала, «тефлон», зарегистрировано в качестве торговой марки крупнейшего американского концерна Дюпон (Du Pont). В странах бывшего Советского Союза этот материал традиционно именуется фторопластом, а иногда – фторопластом-4.

Немного истории

Первооткрывателем тефлона является американский ученый Рой Планкетт, который в 1938 году, будучи сотрудником фирмы Kinetic Chemicals, стал свидетелем полимеризации газообразного тетрафторэтилена и превращения его в твердое вещество, напоминающее парафин. Полученный материал проявил удивительные по тем временам свойства, поэтому сразу же был зарегистрирован в качестве разработки фирмы Kinetic Chemicals, которая в 1949 году вошла в состав корпорации Дюпон.

В Советский Союз тефлон впервые попал в годы второй мировой войны. Тефлоновое кольцо входило в конструкцию системы поворота башни у танков американского производства, которые поступали в СССР по ленд-лизу. Советских конструкторов впечатлило то, что для поворота башни у иностранного танка вместо смазки использовалась фторопластовая прокладка. После ознакомления с техническими характеристиками материала было принято решение о налаживании собственного производства. Долгое время применение фторопласта в промышленности, как и технология его производства в Советском Союзе были засекречены.

Фторопласт что это за материал

Технические характеристики фторопласта

Популярность фторопласта связана с тем, что он обладает рядом физических и химических свойств, а также технических показателей, которые превышают аналогичные показатели других материалов:

  • высокие диэлектрические характеристики и стойкость к электрической дуге;
  • высокая прочность электрическая;
  • стойкость к воздействию химических веществ;
  • низкие показатели водопоглощения;
  • небольшой коэффициент трения;
  • малый уровень адгезии;
  • биологическая инертность;
  • способность сохранять свои свойства в температурном диапазоне.

Области, в которых применяется фторопласт

Сегодня тефлон используется практически во всех сферах хозяйственной деятельности. Его активно используют в медицине, фармацевтике, энергетике и строительстве, конструкциях автомобилей и самолетов. Распространено применение фторопласта в пищевой промышленности. Из него изготавливают наполнители для высокотемпературных мембранных фильтров, термостойкие прокладки различных видов, ответственные элементы запорной и регулирующей арматуры, клапанов и насосного оборудования в химической отрасли.

Фторопласт что это за материал

Машины и механизмы

В производстве транспортных средств, машин, механизмов, в станкостроении и авиационной промышленности используются конструкционные свойства тефлона. В узлах, подвергающихся воздействию больших нагрузок, используются скользящие элементы и подшипники, состоящие из металлического основания, покрытого тефлоном.

Во время работы механизма фторопласт оставляет тонкую пленку на поверхности, с которой соприкасается, благодаря чему удается значительно снизить коэффициент трения.

По этой же причине мелкодисперсный фторопласт иногда вводят в состав смазочных материалов. Тонкий слой тефлонового покрытия, образующийся на трущихся поверхностях элементов в процессе эксплуатации, позволяет механизму некоторое время продолжать работать, если смазка по какой-то причине перестала поступать в систему. Кроме этого, тефлоновые сальники и уплотнительные элементы являются обязательной составляющей трубопроводов и гидравлических систем высокого давления в конструкциях большинства машин.

Фторопласт что это за материал

Медицина и фармацевтика

Фторопласт имеет хорошую совместимость с человеческим телом, поэтому его успешно применяют для изготовления протезов в хирургии, кардиологии и стоматологии. Из фторопласта изготавливают искусственные заменители сосудов кровеносной системы и сердечных клапанов. Сейчас тефлон заменил титан, использование которого для изготовления протезов ранее накладывало ряд ограничений на жизнедеятельность человека.

Пищевая отрасль

Заслуживает внимания также применение фторопласта в пищевой промышленности. Он используется в качестве внутреннего покрытия трубопроводов и сальникового уплотнения насосов, перекачивающих различные сырьевые жидкости, такие как подсолнечное масло, лецитин, жировые и молочные массы.

Антипригарные покрытия емкостей для термической обработки пищевых продуктов также изготавливают из тефлона.

Большую популярность получила посуда Тефаль с антипригарной поверхностью.

Химия

В химическом производстве широко распространено применение фторопласта для изготовления деталей запорно-регулирующей арматуры и уплотнительных элементов сосудов и трубопроводов, транспортирующих жидкие растворы с высокой степенью химической агрессии. Благодаря своей способности противостоять воздействию химически активных веществ, материал используется в реакторах колонного типа, экстракторах и различных емкостях в качестве футеровки поверхностей, контактирующих с агрессивной средой.

Фторопласт что это за материал

Электротехника и электроника

В электротехнике, приборостроении и электронике фторопласт применяют как диэлектрик. Тефлоновая пленка – важная составляющая современной высококачественной кабельной продукции. Изоляционные фторопластовые материалы используют для производства катушек, конденсаторов и плат. Фторопластовая изоляция способна противостоять воздействию высокотемпературных агрессивных сред.

Читайте также:  Фильтр для компрессора для покраски автомобиля

Фторопласт что это за материал

Строительство

Фторопластовые пластины – важнейшие детали конструкций скользящих опор ответственных сооружений, таких как мосты, галереи, эстакады, путепроводы и другие пролетные строения. В регионах с высоким уровнем сейсмической активности тефлоновые прокладки используются в местах опирания балок перекрытия на колонны, а также в узлах установки колонн на фундаменты для того, чтобы обеспечить возможность свободного перемещения элементов строительных конструкций каркаса здания.

Производство одежды и специальных видов ткани

Тончайшая пленка, которая образуется в процессе деформации тефлонового сырья, служит покрытием для специальных видов ткани.

Такая ткань применяется для пошива высокотехнологичной одежды с водоотталкивающими и ветрозащитными свойствами.

При этом пористый материал не задерживает естественные испарения человеческого тела. Большая часть современной одежды для спорта и активного отдыха имеет тонкое тефлоновое покрытие.

Как видим, за относительно короткий промежуток времени тефлон смог заменить довольно широкий спектр материалов, которые традиционно применялись в различных сферах хозяйственной деятельности. Применение фторопласта в промышленности – это хороший пример того, что успешное внедрение в жизнь новых технологий позволяет существенно повысить качество принимаемых технических решений.

Фторопласт что это за материал

Предлагаем ознакомиться со статьей об еще одном полимере, который широко применяется в различных сферах жизнедеятельности человека.

Фторопласт что это за материал

Что такое фторопласт?

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:

  • Машиностроение. 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;
  • Электро- и радиотехника. 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.
  • Легкая промышленность. Обработка изделий этим полимером позволяет сделать их водостойкими. в химической промышленности. Тефлон используется для производства лабораторной посуды, в том числе антикоррозийных трубок для хроматографов.
  • Медицина. Применение фторопласта при производстве протезов сосудов и внутренних органов обусловлено тем, что он не вызывает иммунологических реакций.
  • Пищевая промышленность. Тефлон используется при производстве сковород и форм для выпечки с антипригарным покрытием, шприцов для кремов, контейнеров для скоропортящихся продуктов, раскатывающих механизмов для теста.

Технические характеристики фторопласта

Популярность фторопласта-4 обусловлена его техническими характеристиками по ГОСТ 10007–80. Он представляет собой вещество, которое по внешнему виду напоминает полиэтилен или парафин, и характеризуется мягкостью и текучестью.

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.
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.

Читайте также:  Элемент пельтье на процессор

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.

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 650–800 рублей за кг. Цена вторичного сырья начинается от 400 рублей за кг. Сплав с модификатором оценивается дороже — порядка 750–850 рублей за кг.

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.

Где можно купить прокладки из фторопласта

Купить фторопластовые прокладки в Москве можно напрямую у производителя. Обращаясь к производителя напрямую, заказчик может рассчитывать на качественное и быстрое выполнение заказа по изготовлению прокладок. В Москве купить фторопластовые прокладки в розницу или оптом можно в нашей компании. Широкий ассортимент, возможность изготовления прокладок по индивидуальным чертежам. Цены на фторопластовые прокладки — одни из самых привлекательных в РФ.

Фторопласт что это за материалСуществует множество материалов, которые используют в изготовлении предметов для быта. Некоторые люди не знают, что такое фторопласт, хотя дома у них имеется посуда, выполненная с применением этого вещества. В быту его знают под названием «тефлон». Материал широко применяют в бытовой сфере, а также в промышленной и технической области. Полимер обладает достоинствами, за которые он стал популярен в производстве элементов различного назначения.

Немного истории

Фторопласт что это за материалТефлон был открыт американским учёным Роем Планкеттом, который работал в компании Kinetic Chemicals. В 1938 году он заметил, что в баллонах, которые закачали газообразным тетрафторэтиленом под давлением, получилось твёрдое вещество, похожее на порошок белого оттенка, который напоминал парафин. Полученный полимер удивил необычайными свойствами и был запатентован в 1941 году как разработка организации Kinetic Chemicals, которая через 4 года вошла в состав известной химической корпорации DuPont.

В СССР фторопласт, о свойствах и применении которого ещё не знали, ввезли во время Второй мировой войны. Долгое время США скрывали технологию изготовления тефлона от России и других стран. Когда военные и инженеры Советского Союза увидели фторсодержащий полимер на американском военном оборудовании, российские учёные начали работу над созданием фторопласта в научно-исследовательском институте в Ленинграде. Производство наладилось к 1949 году. Вскоре было открыто ещё несколько заводов по изготовлению этого материала. Тефлон быстро завоевал популярность на российском рынке, а затем и в западных странах.

Описание и разновидности фторопласта

Фторопласт является фторсодержащим полимером, имеющим белую окраску и уникальные свойства, которые сложно найти у других синтетических материалов. Во всех странах бывшего СССР его именуют фторопластом-4. Существует несколько основных марок тефлона, которые отличаются размерами молекул и их числом в составе цепи:

  1. Фторопласт что это за материалФ-2, или поливинилиденфторид. Его характеризуют высокая прочность и упругость. В материале отсутствуют катализаторы, пластификаторы и стабилизаторы. Его используют в создании трубопроводных систем и изготовлении ёмкостей для агрессивных веществ. Иногда выпускается с добавкой в виде модификатора, который выступает кобальтом, коксом или стекловолокном.
  2. Ф-3, или политрифторхлоридэтилен. Материал обладает высокой твёрдостью, прочностью и устойчивостью к низким температурам. Отлично поддаётся литью и прессованию. Ф-3 характеризуется прекрасной адгезией к металлам. Из него часто производят антикоррозийные покрытия.
  3. Ф-4, или политетрафторэтилен. Относится к трудногорючим материалам. Среди всех видов фторопласта обладает наивысшей плотностью. Ф-4 отличается малой пористостью, стойкостью к перепадам температур и высокой гидрофобностью. Его свойства не изменяются даже при нагревании до 260 градусов.

Фторопласт что это за материал

Чем больше размер и число молекул в материале, тем больше у него удельный вес. Хотя фторопласты характеризуются самым низким коэффициентом сухого трения среди всех полимерных соединений, их нельзя назвать аналогами друг друга, поскольку они отличаются по многим техническим характеристикам.

Ф-4 имеет несколько подвидов:

  1. Фторопласт что это за материалФ-4ПН. Применяется в создании элементов повышенной надёжности. Поскольку размер молекул может различаться, на материале обычно присутствует дополнительная маркировка: Ф-4ПН-90 (46−135 мкм), Ф-4ПН-20 (6−20 мкм) и т. п.
  2. Ф-4О. Используется в производстве предметов общего назначения: втулки, детали для насосов и трубопроводов.
  3. Ф-4Д. Тонкодисперсная модификация имеет маленький молекулярный вес. Ф-4Д подходит для переработки при помощи экструзии и создания суспензий. Из этого вида полимера производят волокна и покрытия.
  4. Ф-4А. Выступает самой технологичной разновидностью Ф-4. Свободносыпучий материал применяют для создания деталей точного размера.
  5. Ф-4 HTD. Из тонкодисперсного тефлона делают загустители для масел и сухую смазку для заполнения узлов трения разнообразных механизмов.

В маркировке фторопласта типа Ф-4 может встречаться буква «М», обозначающая модификацию с различными добавками. Все фторсодержащие полимеры используются в промышленности.

Преимущества и недостатки

Полимерный материал с содержанием фтора имеет множество достоинств. Он превосходит различные виды полимеров по физическим и химическим свойствам, а также по техническим характеристикам. Фторопласт обладает следующими свойствами:

Читайте также:  Адаптер для шуруповерта для ледобура

  • Фторопласт что это за материалбиологической инертностью;
  • небольшой пористостью;
  • малым уровнем адгезии;
  • небольшим коэффициентом трения;
  • низкими показателями водопоглощения;
  • огнестойкостью;
  • устойчивостью к химическим веществам;
  • Высокой электрической прочностью;
  • диэлектрическими характеристиками;
  • стабильностью при изменении температур.

Поскольку фторопласт имеет множество положительных характеристик, его можно считать качественным и универсальным материалом. Он отлично поддаётся сверлению, шлифовке и другим методам обработки.

Но есть у фторсодержащего полимера особенности, которые ограничивают сферу его применения и создают некоторые неудобства при работе с ним. Тефлон отличается низкой степенью износостойкости. При нагревании больше 300 градусов материал выделяет летучие компоненты, оказывающие вредное воздействие на живые организмы. Кроме того, фторопласт характеризуется высокой холодной текучестью, из-за которой его редко применяют в электронике. А из-за адгезионной пассивности элементы из тефлона невозможно склеивать друг с другом.

Области применения

Из всех разновидностей фторопластового материала большим спросом пользуется Ф-4. Тефлон часто применяют в производстве посудных принадлежностей с антипригарным покрытием. Некоторые люди хотят узнать, для чего ещё используют фторопласт, отличающийся высоким качеством.

Применение фторопласта в разных отраслях:

  1. Фторопласт что это за материалЛёгкая промышленность. Обработанный тефлон применяют для повышения водостойкости изделий. Его часто используют при создании спортивной одежды и обуви.
  2. Машиностроение. Поскольку фторопласт устойчив к трению, его применяют в качестве основы в изготовлении подшипников, сальников, поршневых колец и шин для автомобилей. С такими деталями получится добиться стабильной эксплуатации в условиях агрессивной среды, вакуума и при очень низких температурах. Уникальная термостойкость делает тефлон подходящим материалом в производстве деталей двигателей.
  3. Радио- и электротехника. Полимер используется в качестве изолятора или проводника тока. Из него изготавливают выключатели, кабели, печатные платы.
  4. Химическая промышленность. Фторсодержащий материал выступает идеальным веществом для создания лабораторной посуды и ёмкостей для хранения агрессивных сред.
  5. Пищевая промышленность. Сковородки, формы для выпечки и контейнеры для хранения пищи часто делают с антипригарным покрытием из тефлона.

Фторопласт применяют даже в области медицины, поскольку он не вызывает аллергических реакций. Материал считается биологически безвредным. Из него изготавливают протезы кровеносных сосудов, сердечные клапаны, упаковку для лекарственных препаратов, ёмкости для хранения крови и сыворотки. Фторсодержащий материал используется и в стоматологии.

Формы выпуска полимера

Тефлон выпускают в двух формах — в виде заготовок и готовых изделий. Заготовки можно считать полуфабрикатами, применяемыми для дальнейших технологических процессов. Их размер должен соответствовать номенклатурному перечню организации-производителя или документам, согласованным между производителем и заказчиком. Заготовки, которые бывают высшего или первого сорта, производятся в виде:

  1. Фторопласт что это за материалЛистов и пластин. Изделия бывают прямоугольной или квадратной формы размером от 10х10 см до 100х100 см. Толщина полимерных пластин варьируется в пределах 1−60 мм. При производстве элементов листы подвергаются механической обработке.
  2. Плёнок. Применяются при производстве кабелей, конденсаторов, фильтров и других изделий. Толщина материала составляет от 1 до 10 см, а ширина — до 30 см.
  3. Стержней и дисков. Стержни изготавливают диаметром в пределах 1−30 см и высотой от 5 до 200 см. Детали используются при создании антифрикционных, уплотнительных и электроизоляционных изделий для технологических оборудований.
  4. Брусков. Длина деталей составляет 7−30 см, ширина — 4−20 см, а толщина — 2−200 мм.
  5. Порошка или стружки.

Фторопласт что это за материал

Готовые изделия представлены дисками, лентами, трубками, жгутами. Они сразу используются в виде комплектующих механизмов, оборудований, узлов арматуры. При изготовлении могут использоваться не только типовые размеры, но и чертежи заказчиков.

Фторсодержащие полимеры отечественного и зарубежного производства можно приобрести как у самих изготовителей, так и через различные посреднические организации. Некоторые из них представляют собой дистрибьюторов, которые ориентированы на продукцию одного бренда, или крупных поставщиков, работающих сразу с несколькими производственными компаниями, чтобы покупателям было легче и быстрее подобрать подходящий товар.

За недолгий период существования фторопласт смог заменить многие материалы, применявшиеся когда-то в тех или иных сферах деятельности. С успешным внедрением в жизнь новейших технологий получилось значительно повысить качественные характеристики различных изделий.