Специальные виды политетрафторэтилена (PTFE)
Дата:
28.12.2012
Изобретение политетрафторэтилена (PTFE) в 1938 произвело революцию во многих отраслях современной промышленности – от пищевой до аэрокосмической индустрий. Этот материал, известный также под торговой маркой Teflon®, а в отечественной терминологии – фторопласт Ф4, получил широкое распространение за счет великолепной стойкости к агрессивным химическим соединениям, крайне низкому коэффициенту поверхностного трения и высокой термостойкости. Как правило, данный материал применяется в натуральном виде, однако также было разработано множество его модификаций, в которых за счет введения наполнителей улучшены те или иные свойства.
Базовая, натуральная версия
Для изготовления изделий из натурального PTFE могут применяться различные технологии, как правило, это холодное формование и спекание. Натуральное сырье позволяет получать изделия с широчайшим диапазоном рабочих температур, от -268° до +260°С, что позволяет применять данный материал в криогенном оборудовании. Молекулярная цепочка PTFE образована атомами углерода и фтора, которые в комбинации обладают свойством отталкивать молекулы других веществ, что определяет низкий коэффициент поверхностного трения данного материала, и в ряду прочих версий PTFE у натуральной версии величина данного показателя наименьшая. Натуральный PTFE стоек к большинству химических соединений, за исключением фторсодержащих соединений и расплаву щелочных металлов.
Данный материал имеет очень высокую величину диэлектрического сопротивления. Биологическая нейтральность натурального PTFE Позволяет применять данный материал в контакте с пищевыми продуктами и даже в составе имплантов (например – клапанов искусственного сердца).
Версия с добавлением вторичного сырья.
Для изготовления данной версии используются обрезки и отходы, образующиеся после изготовления изделий из натурального PTFE. Эта версия обладает практически теми же свойствами, что и натуральная версия, однако внутри материала могут быть различные загрязнения и инородные включения, поэтому он применяется в случаях, когда нет строгих требований к чистоте исходного сырья.
Модифицированная версия
Новейшая версия фторолефина, модифицированный PTFE, обладает теми же химической и термостойкостью, а также низким коэффициентом поверхностного трения, что и натуральный PTFE, однако в то же время некоторые другие свойства данного материала значительно улучшены. Например, у модифицированного PTFE выше диэлектрическое сопротивление, что имеет большое значение в электронике и электротехнике. Кроме того, у данного материала выше жесткость и сопротивление ползучести, что делает его идеальным материалом для изготовления прокладок и уплотнителей.
Модифицированная версия обладает великолепной свариваемостью, что позволяет изготавливать из нее сложные изделия; у нее меньше пористость, что обеспечивает лучшие барьерные свойства. Наконец модифицированная версия более экологична, за счет снижения эмиссии летучих соединений.
Натуральный PTFE, как правило, окрашен в белый цвет, однако различные наполнители меняют как цвет, так и свойства данного материала[/I]
Версия со стекловолокном
Стекловолокно достаточно часто используют в качестве добавок в PTFE, и содержание данного наполнителя может быть в пределах от 5% до 40%. Наличие стекловолокна позволяет улучшить механические свойства PTFE, равно как и сопротивление сжатию под нагрузкой. Кроме того, улучшается стойкость материала к абразивному износу.
Вместе с тем, стекловолокно увеличивает абразивные свойства самого материала, и для снижения коэффициента поверхностного трения данной версии в не часто добавляют графит. Электрические свойства и стойкость к воздействию агрессивных химических соединений остаются на уровне натурального PTFE, за исключением щелочей и плавиковой кислоты, которые могут вступать в реакцию со стекловолокном. Диапазон рабочих температур стеклонаполненной версии – от -268° C до 287°С.
Версия с добавкой углерода
Углерод тоже может использоваться в качестве добавок, как правило, его содержание в материале находится в пределах от 10% до 35%. В данную версию часто добавляют графит для снижения коэффициента поверхностного трения. Естественно меняются электрические свойства материала, однако его стойкость к воздействию агрессивных химических соединений практически не меняется. По сравнению с базовой версией улучшаются механические свойства материала, в частности стойкость к абразивному износу. Диапазон рабочих температур стеклонаполненной версии – от -195° C до 260°С.
Модифицированные версии PTFE могут применяться для изготовления самых различных изделий - от мононитей, до сложных изделий, полученных машинной обработкой.
Версия с добавкой бронзы
Версия PTFE с добавкой бронзы может иметь в составе от 40% до 60% бронзовой пудры. При этом улучшаются стойкость к абразивному износу, сопротивление сжатию и сопротивление ползучести. Кроме того, наличие бронзы улучшает теплопроводность материала, что определяет применение данного материала в условиях сильного абразивного воздействия. Недостатки – снижение стойкости к агрессивным химическим соединениям ухудшение электрических свойств, а также подверженность коррозии.
Версия с добавкой графита
Поскольку графит представляет собой твердую смазку, его добавляют в PTFE, наряду с другими веществами, для снижения коэффициента поверхностного трения. В комбинации с другими наполнителями графит обеспечивает лучшие антифрикционные свойства, а также стойкость к износу и агрессивным химическим соединениям.
Версия с добавкой дисульфида молибдена
Добавка дисульфида молибдена (зачастую именуемого просто молибденом) увеличивает твердость поверхности изделий из PTFE. Кроме того, снижается коэффициент поверхностного трения, поэтому дисульфид молибдена часто применяют в комбинации с другими наполнителями для компенсации увеличения коэффициента поверхностного трения. Добавка дисульфида молибдена практически не влияет на электрические свойства материала и его стойкость к агрессивным химическим соединениям.
Помимо вышеперечисленных, основных видов наполнителей, существует большое количество других добавок в PTFE – фторид кальция, различные марки сталей и т.д., перечислить которые, равно как и описать изменение свойств модифицированного ими PTFE в рамках данной статьи не представляется возможным.
Базовая, натуральная версия
Для изготовления изделий из натурального PTFE могут применяться различные технологии, как правило, это холодное формование и спекание. Натуральное сырье позволяет получать изделия с широчайшим диапазоном рабочих температур, от -268° до +260°С, что позволяет применять данный материал в криогенном оборудовании. Молекулярная цепочка PTFE образована атомами углерода и фтора, которые в комбинации обладают свойством отталкивать молекулы других веществ, что определяет низкий коэффициент поверхностного трения данного материала, и в ряду прочих версий PTFE у натуральной версии величина данного показателя наименьшая. Натуральный PTFE стоек к большинству химических соединений, за исключением фторсодержащих соединений и расплаву щелочных металлов.
Данный материал имеет очень высокую величину диэлектрического сопротивления. Биологическая нейтральность натурального PTFE Позволяет применять данный материал в контакте с пищевыми продуктами и даже в составе имплантов (например – клапанов искусственного сердца).
Версия с добавлением вторичного сырья.
Для изготовления данной версии используются обрезки и отходы, образующиеся после изготовления изделий из натурального PTFE. Эта версия обладает практически теми же свойствами, что и натуральная версия, однако внутри материала могут быть различные загрязнения и инородные включения, поэтому он применяется в случаях, когда нет строгих требований к чистоте исходного сырья.
Модифицированная версия
Новейшая версия фторолефина, модифицированный PTFE, обладает теми же химической и термостойкостью, а также низким коэффициентом поверхностного трения, что и натуральный PTFE, однако в то же время некоторые другие свойства данного материала значительно улучшены. Например, у модифицированного PTFE выше диэлектрическое сопротивление, что имеет большое значение в электронике и электротехнике. Кроме того, у данного материала выше жесткость и сопротивление ползучести, что делает его идеальным материалом для изготовления прокладок и уплотнителей.
Модифицированная версия обладает великолепной свариваемостью, что позволяет изготавливать из нее сложные изделия; у нее меньше пористость, что обеспечивает лучшие барьерные свойства. Наконец модифицированная версия более экологична, за счет снижения эмиссии летучих соединений.
Натуральный PTFE, как правило, окрашен в белый цвет, однако различные наполнители меняют как цвет, так и свойства данного материала[/I]
Версия со стекловолокном
Стекловолокно достаточно часто используют в качестве добавок в PTFE, и содержание данного наполнителя может быть в пределах от 5% до 40%. Наличие стекловолокна позволяет улучшить механические свойства PTFE, равно как и сопротивление сжатию под нагрузкой. Кроме того, улучшается стойкость материала к абразивному износу.
Вместе с тем, стекловолокно увеличивает абразивные свойства самого материала, и для снижения коэффициента поверхностного трения данной версии в не часто добавляют графит. Электрические свойства и стойкость к воздействию агрессивных химических соединений остаются на уровне натурального PTFE, за исключением щелочей и плавиковой кислоты, которые могут вступать в реакцию со стекловолокном. Диапазон рабочих температур стеклонаполненной версии – от -268° C до 287°С.
Версия с добавкой углерода
Углерод тоже может использоваться в качестве добавок, как правило, его содержание в материале находится в пределах от 10% до 35%. В данную версию часто добавляют графит для снижения коэффициента поверхностного трения. Естественно меняются электрические свойства материала, однако его стойкость к воздействию агрессивных химических соединений практически не меняется. По сравнению с базовой версией улучшаются механические свойства материала, в частности стойкость к абразивному износу. Диапазон рабочих температур стеклонаполненной версии – от -195° C до 260°С.
Модифицированные версии PTFE могут применяться для изготовления самых различных изделий - от мононитей, до сложных изделий, полученных машинной обработкой.
Версия с добавкой бронзы
Версия PTFE с добавкой бронзы может иметь в составе от 40% до 60% бронзовой пудры. При этом улучшаются стойкость к абразивному износу, сопротивление сжатию и сопротивление ползучести. Кроме того, наличие бронзы улучшает теплопроводность материала, что определяет применение данного материала в условиях сильного абразивного воздействия. Недостатки – снижение стойкости к агрессивным химическим соединениям ухудшение электрических свойств, а также подверженность коррозии.
Версия с добавкой графита
Поскольку графит представляет собой твердую смазку, его добавляют в PTFE, наряду с другими веществами, для снижения коэффициента поверхностного трения. В комбинации с другими наполнителями графит обеспечивает лучшие антифрикционные свойства, а также стойкость к износу и агрессивным химическим соединениям.
Версия с добавкой дисульфида молибдена
Добавка дисульфида молибдена (зачастую именуемого просто молибденом) увеличивает твердость поверхности изделий из PTFE. Кроме того, снижается коэффициент поверхностного трения, поэтому дисульфид молибдена часто применяют в комбинации с другими наполнителями для компенсации увеличения коэффициента поверхностного трения. Добавка дисульфида молибдена практически не влияет на электрические свойства материала и его стойкость к агрессивным химическим соединениям.
Помимо вышеперечисленных, основных видов наполнителей, существует большое количество других добавок в PTFE – фторид кальция, различные марки сталей и т.д., перечислить которые, равно как и описать изменение свойств модифицированного ими PTFE в рамках данной статьи не представляется возможным.