Виды, производство и технические характеристики фторопласта
Фторопласты – это полимеры, в состав которых входит фтор, относящиеся к конструкционным материалам.
Самыми распространенными видами фторопласта считаются:
- фторопласт-4 или политетрафторэтилен,
- фторопласт-3 или политриxлорфторэтилен,
- фторопласт-2 или поливинилиденфторид,
- фторопласт-40 или сополимер тетрафторэтилен.
Популярность фторопласта обусловлена его техническими характеристиками. Фторопласт представляет собой вещество, внешне напоминающее парафин или полиэтилен. Он характеризуется мягкостью и текучестью.
Плотность фторопласта-4 составляет от 2,18 до 2,21 грамм на сантиметр кубический. Данный материал отличается хорошей термостойкостью, его эластичность и гибкость сохраняются при температуре от - 70 до 270 градусов по Цельсию. К его полезными свойствам можно отнести: минимальное поверхностное натяжение, адгезию, высокую устойчивость к воздействию влаги, ультрафиолетовых лучей, органических растворителей, жиров, также он биологически и физиологически безопасен.
Фторопласт обладает высокой стойкостью, большей, чем у всех известных синтетических материалов и благородных металлов, и невосприимчивостью к воздействию агрессивных щелочей и кислот. Фторопласт может быть разрушен только расплавами щелочных металлов и трифторилоxлором. Наиболее распространенным видом фторопластов является фторопласт-4, обладающий самой высокой плотностью. Фторопласт-3, фторопласт-2 и сополимеры представляют собой гомополимеры, то есть в их цепях повторяется много раз мономер. Сополимеры являются комбинацией углеводородов и фторопластов 2, 3, 4 или включают в свой состав пропилен. Данные марки полимеров отличаются друг от друга по плотности, температуре эксплуатации, электропроводности, теплопроводности и степени растворимости в кислотах и щелочах. В Российской Федерации производство фторопластов осуществляется в три этапа. На первом этапе по реакции Свартса получается хлордифторметан. После этого благодаря пиролизу получают тетрафторэтилен. На третьем этапе получают фторопластовый порошок при помощи полимеризации тетрафторэтилена.
Реакция Свартса – это замена одного или нескольких атомов галогена в полигалогенорганических соединениях на фтор или взаимодействие с трифторидом сурьмы или безводным фтористым водородом в присутствии пентахлорида сурьмы в процессе нагревания, как правило до 100 градусов по Цельсию.
Применение фторопласта
Фторопласт широко используется в:
- машиностроении и автомобилестроении,
- радиотехнике и электронике,
- химической промышленности,
- атомной промышленности,
- космической промышленности,
- пищевой промышленности,
- медицине,
- производстве смазочных материалов,
- строительстве,
- текстильной промышленности.
В машиностроении и автомобилестроении фторопласт используется в процессе производства различных запасных частей для механизмов машин и автомобилей. Для того применяются заготовки в виде пластин, плит, кругов, стержней, труб из фторопластов. Из них делаются уплотнители, сальники, опоры скольжения, манжеты. Текучесть и мягкость фторопласта-4 способствует увеличению срока службы узлов и деталей, которые подвергаются трению. Данный фторопласт является хорошим антифрикционным материалом, так как обладает низким коэффициентом трения. С целью увеличения износостойкости деталей создаются фторопластовые композиты, в которые добавляются бронза и графит, и которые армируются стекловолокном.
Фторопласты обладают хорошими изолирующими свойствами, что обуславливает их использование при производстве радиотехники и электроники. Фторопласт-4 идеально подходит для изоляции высоковольтных кабелей, разъемов и электрических машин. Используется он в производстве уплотнительных деталей поршневого компрессора и изготовления подшипников, которые работают в условиях низких температур.
Фторопласт-4 незаменим в химической, космической и атомной промышленности. Благодаря высокой сопротивляемости он способен долгое время контактировать с щелочами, кислотами, солями, маслами, сточными водами, нефтью и керосином. Он применяется при изготовлении насосов, емкостей для хранения и транспортировки спирта, для защиты поверхностей от коррозии и т. п.
Так как фторопласт нетоксичен и безвреден для человека, он применяется для изготовления посуды с противопригарным покрытием, насадок для раскатки теста, лезвий бритв, уплотнителей и фильтров для техники. Нанесение его тонким слоем на поверхность обеспечивает ее несмачиваемость, теплостойкость, продлевает срок ее службы. В медицине фторопластовые сосуды применяются, как емкости для хранения лекарств и крови, также фторопласт используют для производства клапанов и искусственных кровеносных сосудов.
