Фторопласты

Фторопласты — синтетические термопластичные полимеры, принадлежащие к классу фторолефинов. Продукты полимеризации фторпроизводных олефинов.
Наибольшее применение в промышленности находят:
политетрафторэтилен, известный под торговыми марками фторопласт-4, тефлон (США), полифлон (Япония), алгофлон (Италия), флюон (Англия), сорефлон (Франция), гостафлон TP (Германия);
политрифторхлорэтилен, известный под торговыми марками фторопласт-3, дайфлон (Япония), кель F (США), гостафлон (Германия), волталеф (Франция);
поливинилиденфторид, известный под торговыми марками, фторопласт-2, кайнар (США), KF полимер (Япония); видар (Германия); солеф (Бельгия), форафлон (Франция);
сополимер тетрафторэтилена с этиленом, известный под торговыми марками фторопласт-40, тефзел (США), неофлон ETFE (Япония), хостафлон ET (Германия);
сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом, известный под торговой маркой фторопласт-42;
сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом, известный под торговыми марками фторопласт-4МБ, тефлон FEP (США), хостафлон FEP (Германия), неофлон (Япония);
сополимер тетрафторэтилена с перфторвинилпропиловым эфиром известный под торговыми марками фторопласт-50, тефлон PFA (США).

Широко применяются также композиции на основе фторопластов, когда во фторполимер вводятся наполнители, повышающие износостойкость, прочность, твердость или упругость, изделий из фторопластов.
В качестве наполнителей для фторопластовых композиций применяют материалы, выдерживающие температуру спекания фторопласта. Наиболее распространенные наполнители можно разделить на следующие группы:
Порошкообразные:
металлические — медь, серебро, свинец, никель, бронза, олово, алюминий;
минеральные — кварц, стеклопорошок, ситал, керамика, слюда, каолин;
органические — графит, сажа, уголь, кокс.
Волокнистые (армирующие наполнители):
нетканые — стекловолокно, асбестовое, графитовое, кварцевое, базальтовое волокно, металлические усы;
тканые — стеклоткани, графитовые, асбестовые и базальтовые ткани.
Армирующие наполнители каркасного типа:
металлическая смятая сетка;
смятая фольга.
Наполнители можно вводить во фторопласт каждый в отдельности или в различных сочетаниях (комбинированные наполнители) в зависимости от назначения композиций.
Введение во фторопласты таких наполнителей, как стекловолокно, графит, бронза, коксовая мука, дисульфид молибдена, силициды металлов, позволяет в 200—1000 раз уменьшить износ уплотнительного элемента, в несколько раз увеличить теплопроводность, в 5—10 раз увеличить прочность при сжатии и твердость, уменьшить трение.
В частности,
введение графита используют в тех случаях, когда надо повысить механическую прочность и сохранить стойкость;
введение бронзы повышает теплопроводность, твердость, стабильность размеров, в 450 раз увеличивает износостойкость композиции;
введение дисульфида молибдена увеличивает твердость и прочность, снижает коэффициент трения;
введение стекловолокна повышает износостойкость, стабильность размеров при водопоглощении и усадке, теплостойкость, уменьшает коэффициент линейного расширения и хладотекучесть
композиции со стекловолокном и 5% дисульфида молибдена используют для получения деталей, работающих в условиях глубокого вакуума, сухого и влажного воздуха и газов;
внедрение углеродного волокна повышает износостойкость, твердость и удельную теплопроводность, сопротивление ползучести, снижает деформацию при нагрузке, повышает модуль упругости при сжатии и модуль пластичности;
введение коллоидного графита повышает жесткость и уменьшает хладотекучесть материала.
При использовании в качестве наполнителей стекловолокна, кремнезема, асбестовой ткани, металлической ваты увеличивается жесткость композита, уменьшается относительная деформация при невысоких коэффициентах трения.

Среди самих фторопластов наибольшее распространение получил фтропласт-4 и композиции на его основе, благодаря исключительной химической инертности этого полимера по отношению практически ко всем агрессивным средам.
В России фтропласт-4 производится в соответствии с ГОСТ 10007—80, который предусматривает выпуск нескольких марок фторопласта-4:
С — для изготовления специзделий;
П — для изготовления электроизоляционной и конденсаторной пленок;
ПН — для изготовления электротехнических изделий и других изделий повышенной надежности, а также электроизоляционных, изоляционных и пористых, вальцованных пленок и прокладочной ленты (допускается в отдельных случаях при отсутствии фторопласта-4 марки С применять фторопласт-4 марки ПН для изготовления изделий спецназначения);
О — для изготовления изделий общего назначения и композиций;
Т — для изготовления толстостенных изделий и трубопроводов.
Условное обозначение фтропласта-4 состоит из названия материала и сокращенного указания марки. Например: Фторопласт-4 П ГОСТ 10007—80 или Фторопласт-4 С ГОСТ 10007—80.
Марки композиционных материалов отечественного производства маркируются с обозначением материала, на основе которого создан композит, и количественного обозначения массовой доли наполнителей с буквенным указанием материала наполнителя (С — измельченное стекловолокно, К — молотый кокс, М — дисульфид молибдена, Г — графит, НБ — нитрид бора, КС — кобальт синий, УВ — углеродное волокно, Al — безводная окись алюминия). Например:
Ф4К15М5 — композиционный материал на основе фторопласта-4, содержит 15% коксовой муки и 5% дисульфида молибдена (применяется для работы в среде влажных газов);
Ф4С15М5 — композиционный материал на основе фторопласта-4, содержит 15% размолотого стекловолокна и 5% дисульфида молибдена (применяется для деталей, работающих в условиях высокого вакуума сухого и влажного воздуха и газов);
Ф4М15 — композиционный материал на основе фторопласта-4, содержит 15% дисульфида молибдена (применяется для деталей, работающих в среде влажных газов и в вакууме);
Ф4С15В5 — композиционный материал на основе фторопласта-4, содержит 15% измельченного стекловолокна и 5% нитрида бора (применяется для изделий, обладающих высокой химической стойкостью и износостойкостью, а также высокими механическими свойствами в широком интервале температур);
Композиция Ф4Г21М7 — композиционный материал на основе фторопласта-4, содержит 21% графита и 7% дисульфида молибдена (применяется для создания антифрикционных самосмазывающихся графитофторопластовых материалов).