Фторопласт: применение, свойства, производство

Что такое фторопласт?

Фторопласты представляют собой фторсодержащие полимеры, относящиеся к группе конструкционных пластиков. Наиболее распространённым является фторопласт-4 — политетрафторэтилен, также обозначаемый как ПТФЭ или PTFE.

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 низкий коэффициент сухого трения, фторопласты не являются взаимными аналогами друг друга и отличаются целым рядом технических характеристик, химической стойкостью и рекомендуемыми условиями эксплуатации.

Где применяется фторопласт-4

Фторопласт-4, или тефлон, активно используется в различных отраслях промышленности:

• Машиностроение. Благодаря устойчивости к трению и воздействию агрессивных сред, из полимера изготавливаются сальники, подшипники, поршневые кольца, пыльники, автомобильные шины. Термостойкость материала позволяет применять его для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах.
• Электро- и радиотехника. Материал может использоваться в качестве изолятора или, при введении специальных модифицирующих добавок, в материалах с изменёнными электрическими свойствами. Из политетрафторэтилена изготавливают элементы печатных плат, кабелей, реле и выключателей.
• Лёгкая промышленность. Обработка изделий этим полимером позволяет повысить их водостойкость.
• Химическая промышленность. Тефлон используется для производства лабораторной посуды и химически стойких элементов оборудования, в том числе трубок для хроматографов.
• Медицина. Фторопласт применяется при изготовлении отдельных медицинских изделий и протезов.
• Пищевая промышленность. Тефлон используется при производстве антипригарных покрытий, элементов оборудования и изделий, контактирующих с пищевой продукцией.

Технические характеристики фторопласта

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

Фторопласт-4 отличается термостойкостью. Согласно ГОСТ 10007-80, материал предназначен для изготовления изделий, работающих при температуре до +260 °C. Для него также характерны низкое поверхностное натяжение, устойчивость к воздействию влаги, ультрафиолетового излучения, масел и многих органических растворителей.

Одно из основных свойств фторопласта — высокая химическая стойкость. Материал устойчив к воздействию многих концентрированных кислот, щелочей, органических растворителей и окислителей. При этом существуют исключения: воздействие на Ф-4 могут оказывать расплавленные щелочные металлы, их растворы в аммиаке, элементарный фтор и трифторид хлора. 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.

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 подаётся в экструдер. При выходе полученная масса запекается. Подобным методом можно производить изделия длиной до 5 метров. Обе технологии предусматривают производство заготовок простейших форм — пластин, трубок, втулок и стержней. Производство готовой продукции из заготовок осуществляется путём механической обработки на металлорежущих станках.

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 прокладок для фланцевых соединений, уплотнительных колец.

От чего зависит цена на фторопласт

Цена листового и стержневого фторопласта-4 зависит от марки материала, состава, размеров заготовки, производителя, объёма партии и условий поставки. Модифицированные композиции Ф-4 могут стоить дороже материала без наполнителей. Поскольку стоимость полимерного сырья и готовых заготовок меняется, актуальную цену следует уточнять на дату заказа.

Фторопласт обладает уникальным сочетанием физико-химических свойств, позволяющих использовать его во множестве отраслей промышленности. Производством полимера занимаются как зарубежные, так и отечественные производители. Материал поставляется в виде заготовок, из которых путём механической обработки изготавливаются различные изделия.

Где применяются прокладки из фторопласта

Одно из практических направлений применения Ф-4 — изготовление уплотнений для фланцевых соединений. Фторопластовые прокладки используют в трубопроводных системах, где важны химическая стойкость и свойства уплотнительного материала.

В Москве заказать фторопластовые прокладки в розницу или оптом можно в нашей компании. Возможно изготовление прокладок по индивидуальным чертежам. При выборе изделия необходимо учитывать размеры фланцевого соединения, рабочую среду, температуру, давление и требования технической документации.

Коротко о фторопласте-4

Что такое Ф-4?
Фторопласт-4 — это политетрафторэтилен (ПТФЭ, PTFE), наиболее распространённый представитель группы фторопластов.

Какой ГОСТ действует на фторопласт-4?
Требования к материалу устанавливает ГОСТ 10007-80 «Фторопласт-4. Технические условия».

До какой температуры применяется Ф-4?
ГОСТ 10007-80 предусматривает применение изделий из фторопласта-4 при температуре до +260 °C.