Виды фторопластов.
Фторопласт (ФПл) – полимер (пластмасса), в своем составе содержащий фтор. В чистом виде представляет собой белый непрозрачный пластик, гладкий и скользкий на ощупь.
Исходным сырьем для получения ФПл является тетрафторэтилен, при полимеризации которого образуется фторопластовый порошок.
Наиболее широкой известностью пользуются такие разновидности, как: политетрафторэтилен (фторопласт-4 или тефлон), политрихлорфторэтилен (фторопласт-3 или дифлон), поливинилиденфторид (фторопласт-2 или неофлон), сополимер тетрафторэтилен (фтороласт-40, или неофлон ETFE).
Из них наиболее часто встречающимся является фторопласт-4.
Применение тефлона в отраслях народного хозяйства.
Благодаря поистине уникальным свойствам фторопласт-4 занял достойную нишу в наиболее прогрессивных направлениях повседневной жизни. Без него невозможно представить:
- Машиностроение (используется в производстве деталей для двигателей – сальники, подшипники, автошины);
- Авиация (уплотнения гидроцилиндров самолетов);
- Электротехника (изоляторы токонесущих элементов);
- Радиотехника (изготовление печатных плат, элементов реле, выключателей);
- Химическая промышленность (лабораторная посуда, антикоррозийные трубки для хроматографов);
- Медицине (протезы сосудов и внутренних органов);
- Пищевая промышленность (контейнеры для скоропортящихся продуктов, элементы механизмов для раскатки теста, шприцы для кремов).
Изделия из фторопласта можно встретить практически в любой отрасли народного хозяйства.
Свойства и характеристики фторопластов.
Фторопласты отличаются по своим физическим и химическим свойствам не только друг от друга, но и от других материалов. К основным относятся:
- Устойчивость к химическому воздействию;
- Низкий коэффициент трения;
- Высокая адгезия при взаимодействии с др. материалами;
- Высокая термостойкость;
- Пожаробезопасность (фторопласты не горючи);
- Способность сохранения размеров в процессе эксплуатации (размеры деталей не меняются под воздействием температуры);
- Возможность механической обработки (легко сверлится, шлифуется, фрезеруется, обтачивается).
Основные характеристики фторопластов приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Изменение состава фторопласта путем введения различных добавок существенно меняет свойства исходного материала. Так, радиационно-модифицированный фторопласт Ф-4РМ превосходит основу (Ф-4) по износостойкости в 150 раз.
Методы испытаний фторопласта.
Для контроля качества Ф-4 от партии отбирается 20 % изделий. Из них отбираются точечные пробы и перемешиваются между собой. Общая масса смеси 300 ± 10 г.
При изготовлении образцов применяется лабораторное оборудование следующего состава:
- Пресс гидравлический 490-981 кН;
- Пресс гидравлический ручной 38,8 кН;
- Набор пресс-форм для изготовления заготовок;
- Термопечь мощностью до 500 °С;
- Ванна с водой (для охлаждения заготовок);
- Секундомер (для измерения времени испытаний);
- Микрометр МР-25-2 (для измерения образцов);
- Весы лабораторные (для определения массы проб, образцов).
При определении внешнего вида и механических характеристик изготавливаются пластины размером 130*100*2 мм путем прессования при комнатной температуре. Затем пластина помещается в термопечь на 13 ± 0,5 час при температуре 375 ± 5 °С. После ступенчатого охлаждения до комнатной температуры пластина считается готовой к испытаниям.
Для определения плотности и термостабильности из пластины изготовляют диски ø 26 ± 1 мм.
При определении электрической прочности и относительного удлинения применяется изготовленная из фторопласта пленка толщиной 0,1 ± 0,005 мм и шириной 55 ± 5 мм.
Перед физико-механическими испытаниями образцы кондиционируют в течение 3 часов при температуре 23 ± 2 °С.
В качестве примера рассмотрим, как проводятся испытания при определении массовой доли влаги.
Подготовленный образец (берется первоначальное состояние фторопласта – порошок) взвешивают с точностью до четвертого десятичного знака, и помещают в стаканчик типа СП 34/12 (см. ГОСТ 25336-82). На поверхность стола устанавливают ИФК-лампу, которую перед испытанием прогревают в течение 5 минут.
Под лампой на расстоянии 65 ± 5 мм помещают стакан с образцом. Время проведения испытания 30 минут. После окончания испытания образец охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и производят взвешивание.
Далее образец вновь нагревают под лампой 10 минут, охлаждают 30 минут и снова взвешивают. Такие операции повторяют до получения постоянной массы.
Полученные результаты, обработанные по специальной математической формуле, показывают массовую долю влаги в процентах.
Конечным результатом испытания считается среднее арифметическое двух параллельных определений, абсолютное значение допускаемого расхождения между которыми не выше 0,005 %.
Кроме приведенного примера стандарт регламентирует методики:
- Определения плотности;
- Определения прочности при разрыве и относительного удлинения при разрыве образца;
- Определения термостабильности;
- Определения электрической прочности;
- Определения внешнего вида строганой пленки;
- Определения относительного удлинения при разрыве строганой пленки в поперечном направлении.
Дополнительно ГОСТ устанавливает требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению фторопласта, а также гарантии производителя.
