Политетрафторэтилен (фторопласт-4, фторлон-4, тефлон)

Политетрафторэтилен [-CF2-CF2-]n – это полимер тетрафторэтилена с молекулярной массой 140 000— 500 000. Политетрафторэтилен (фторопласт-4) получают полимеризацией тетрафторэтилена в присутствии пероксидных инициаторов.

В СССР выпускался под торговой маркой «фторлон». Корпорация DuPont является правообладателем  на использование торговой марки тефлон.

Свойства и применение политетрафторэтилена

Политетрафторэтилен (фторопласт-4) представляет собой белый порошок плотностью 2250—2270 кг/м³ и насыпной плотностью 400—500 кг/м³. Молекулярная масса его равна 140 000— 500 000.

Фторопласт-4 — кристаллический полимер со степенью кристалличности 80—85%, температурой плавления 327 °С и температурой стеклования аморфной части около —120 °С. При нагревании политетрафторэтилена степень кристалличности уменьшается, при 370 °С он превращается в аморфный полимер. При охлаждении политетрафторэтилен снова переходит в кристаллическое состояние; при этом происходит его усадка и повышение плотности. Наибольшая скорость кристаллизации наблюдается при 310 °С.

При температуре эксплуатации степень кристалличности фторопласта-4 составляет 50—70%, теплостойкость по Вика – 100—110 °С. Рабочая температура — от 269 до 260 °С.

 При нагревании выше 415 °С политетрафторэтилен медленно разлагается без плавления с образованием тетрафторэтилена и других газообразных продуктов.

Политетрафторэтилен негорюч, обладает очень хорошими диэлектрическими свойствами, которые не изменяются в пределах от —60 до 200 °С, имеет хорошие механические и антифрикционные свойства и очень низкий коэффициент трения.

Ниже приведены основные показатели физико-механических и электрических свойств фторопласта-4:

Химическая стойкость политетрафторэтилена превосходит стойкость всех других синтетических полимеров специальных сплавов, благородных металлов, антикоррозионной керамики и других материалов.

Политетрафторэтилен не растворяется и не набухает ни в одном из известных органических растворителей и пластификаторов (он набухает лишь во фторированном керосине).

Вода не действует на полимер ни при каких температурах. В условиях относительной влажности воздуха, равной 65%, политетрафторэтилен почти не поглощает воду.

До температуры термического разложения политетрафторэтилен не переходит в вязкотекучее состояние, поэтому его перерабатывают в изделия методами таблетирования и спекания заготовок (при 360—380 °С).

Благодаря сочетанию многих цепных химических и физико-механических свойств политетрафторэтилен нашел широкое применение в технике.

Производство политетрафторэтилена

Политетрафторэтилен получают в виде рыхлого волокнистого порошка или белой, либо желтоватой непрозрачной водной суспензии, из которой при необходимости осаждают тонкодисперсный порошок полимера с частицами размером 0,1—0,3 мкм.

Волокнистый политетрафторэтилен

Полимеризацию тетрафторэтилена обычно осуществляют в водной среде, без применения эмульгаторов. Процесс проводят в автоклаве из нержавеющей стали, рассчитанном на давление не менее 9,81 МПа, снабженном якорной мешалкой, системой обогрева и охлаждения.

Автоклав предварительно продувают азотом, не содержащим кислорода, затем в него загружают воду и инициатор.

Ниже приведена норма загрузки компонентов (в массовых частях):

• Тетрафторэтилен – 30
• Вода дистиллированная – 100
• Персульфат аммония – 0,2
• Бура -0,5

По окончании полимеризации автоклав охлаждают, не вступивший в реакцию мономер сдувают азотом и содержимое автоклава направляют на центрифугу. После отделения полимера от жидкой фазы его измельчают, многократно промывают горячей водой и сушат при 120—150 °С.

Технологическая схема процесса получения политетрафторэтилена приведена на рисунке 1.

Тетрафторэтилен из мерника-испарителя 1 поступает в реактор-полимеризатор 3, предварительно обескислороженный и заполненный до необходимого объема дистиллированной деаэрированной водой из мерника 2. Перед подачей мономера в реакторе растворяют инициатор — персульфат аммония. Реактор охлаждают рассолом до температуры — 2—4°С и при давлении 1,47— 1,96 МПа начинают полимеризацию. Если после загрузки мономера полимеризация не начинается, то в реактор постепенно малыми порциями вводят активатор процесса — 1 % -ную соляную кислоту. Введение активатора прекращают после начала повышения температуры в реакторе.

Полимеризацию заканчивают по достижении температуры реакционной смеси 60—70 °С и при уменьшении давления в реакторе до атмосферного. Затем реакционная масса самотеком поступает в приемник суспензии 5, где удаляется маточник, а суспензия политетрафторэтилена с частью маточника, при перемешивании насосом передается в приемник пульпы 6. Далее включается в работу система репульпатор 7 — коллоидная мельница 8, в которой производится непрерывная многократная отмывка и размол частиц полимера в суспензии. Соотношение твердой и жидкой фазы в репульпаторе составляет 1 : 5. Влажный продукт поступает в пневматическую сушилку 9 (температура сушки полимера 120 °С). Сухой политетрафторэтилен рассеивают на фракции с разной степенью дисперсности и передают на упаковку.

Дисперсный политетрафторэтилен

Дисперсный политетрафторэтилен получают полимеризацией  тетрафторэтилена в водной среде в присутствии эмульгаторов — солей перфторкарбоновых или моногидроперфторкарбоновых кислот. В качестве инициатора применяют пероксид янтарной  кислоты. Процесс проводят в автоклаве с мешалкой при 55— 70 °С и давлении 0,34—2,45 МПа. В результате полимеризации образуется полимер с частицами шарообразной формы. Полученную водную дисперсию концентрируют или выделяют из нее полимер в виде порошка. При получении водной суспензии, содержащей 50—60% полимера, в нее вводят 9—12% поверхностно-активных веществ для предотвращения коагуляции частичек полимера.

Дисперсный политетрафторэтилен (фторопласт-4Д, или фторлон-4Д) выпускается в виде тонкодисперсного порошка (от 0,1 до 1 мкм), водной суспензии, содержащей 50—60% полимера, и суспензии, содержащей 58—65% полимера (для изготовления волокна).

Список литературы:
Коршак В. Б. Прогресс полимерной химии. М., Наука, 1965, 414 с.
Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. Изд. 2-е. М. — Л., Химия, 1966. 768 с.
Николаев А. Ф. Технология пластических масс. Л., Химия, 1977. 367 с.
Кузнецов Е. В., Прохорова И. П., Файзулина Д. А. Альбом технологических схем производства полимеров и пластмасс на их основе. Изд. 2-е. М., Химия, 1976. 108 с.
Получение и свойства поливинилх лор ид а/Под ред. Е. Н. Зильбермана. М., Химия, 1968. 432 с.
Лосев И. Я., Тростянская Е. Б. Химия синтетических полимеров. Изд. 3-е. М., Химия, 1971. 615 с.
Минскер К. С., Колесов С. В., Заиков Г. Е. Старение и стабилизация полимеров на основе винилхлорида. М., Химия, 1982. 272 с.
Хрулев М. В. Поливинилхлорид. М., Химия, 1964. 263 с.
Минскер /С. С, Федосеева Г. 7. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. М., Химия, 1979. 271 с.
Штаркман Б. Я. Пластификация поливинилхлорида. М., Химия, 1975. 248 с.
Фторполимеры/Пер. с англ. Под ред. И. Л.Кнунянца и Б. А. Пономаренко. М., Мир, 1975. 448 с.
Чегодаев Д. Д.., Наумова 3. К, Дунаевская Ц. С. Фторопласты. М.-Л.,Госхимиздат, 1960. 190 с.
Автор: Коршак В.В.
Источник: Коршак В.В., Технологии пластических масс, 3-е издание, 1985 год
Дата в источнике: 1985 год

Фторопласт-4 Применение и свойства — Энциклопедия по машиностроению XXL

Пластмассовые подшипники используются для электрической изоляции вала и для уменьшения потерь на трение. В качестве материалов в приборостроении применяются текстолит, капролон, фторопласт-4,тефлон и другие типы пластмасс цапфы изготовляются из стали. Пластмассовые подшипники меньше нуждаются в смазке и в ряде случаев износ их меньше, чем у металлических. При вибрациях могут быть использованы амортизирующие свойства пластмассовых втулок. Однако по точности они уступают другим видам подшипников в связи с технологическими трудностями, возникающими при точной обработке пластмасс. В случае применения пластмассовых подшипников необходимо учитывать влияние различных температур на свойства пластмасс, старение пластмасс, а также гигроскопичность их некоторых видов.  [c.526]











Наряду с высокой химической стойкостью фторопласт-4 отличается антифрикционными свойствами, его широко применяют в узлах трения различного оборудования как антифрикционный самосмазывающийся материал. Однако низкий коэффициент теплопроводности (в 250—300 раз меньше, чем для стали), большой относительный температурный коэффициент линейного расширения (в 7—15 раз больше, чем для металлов), хладотекучесть и недостаточная износостойкость при больших скоростях скольжения и удельных давлениях ограничивают область его применения. Для улучшения свойств Ф-4 и расширения областей его применения в качестве антифрикционного материала как в СССР, так и за рубежом в Ф-4 вводят различные наполнители, которые условно можно классифицировать на  [c.421]

Авторы не стремились охватить все многообразие применяемых неметаллических материалов в узлах трепня. В книге описаны свойства и области применения графита, графитопластов, дисульфида молибдена, материалов, полученных на основе фторопласта-4, и др.  [c.3]

Антифрикционные свойства фторопласта-4. В последние годы фторопласт-4 как антифрикционный материал находит все более широкое применение в различных отраслях промышленности. Основной причиной, вызвавшей интерес к этому материалу, является то, что при сухом трении металлов по фторопласту-4 при малой скорости скольжения коэффициент трения очень мал и не превышает обычно нормальных коэффициентов трения в металлических подшипниках при наличии смазки.  [c.34]

Однако до сих пор в литературе отсутствуют данные о физи-ко-механических и химических свойствах наполненного фторопласта-4, что задерживает применение этого ценного материала в машиностроении.  [c.39]

Положительные свойства фторопласта-4 обеспечивают ему широкое применение в различных теплообменных устройствах взамен устройств из драгоценных металлов, специальных сталей и других материалов, так как химическая стойкость фторопласта-4 превосходит все известные материалы, в том числе золото и платину.  [c.123]

Фторопласт 4 (тефлон) имеет низкое значение коэффициента трения не только в условиях смазки, но и при сухом трении. Его инертность к агрессивным средам и постоянство объема наряду с высокими антифрикционными свойствами делает весьма желательным применение фторопласта 4 для узлов трения, в том числе для направляющих.  [c.138]

Физико-механические свойства фторопластов обеих групп представлены в табл. 3.5. По свойствам фторопласты, особенно фторопласты-4, резко отличаются от остальных термопластов своей исключительно высокой химической стойкостью и широким интервалом температур применения от —195 до j-125-r-170° (для фторопластов-3) и от —270 до — -2б0—Зб0°С (для фторопластов-4).  [c.156]

Фторопласт-4 находит широкое применение там, где требуются высокие теплостойкость, химическая стойкость и диэлектрические свойства. Он нашел применение для изготовления а) уплотнительных деталей — прокладок, сальниковых набивок, манжет, сильфонов и др б) электро- и радиотехнических изде-.дий — пластин, дисков, колец, цилиндров, а также для изоляции в виде пленки в) химически стойких деталей — труб, стаканов, вентилей, кранов, мембран, насосов и др. г) пористых изделий.  [c.293]

Применение фторопласта-3. Благодаря сохранению хороших пластических свойств в широком интервале температур фторопласт-4 является хорошим и надежным уплотнительным материалом для изготовления прокладок, сальниковых набивок, манжет. Его также применяют в качестве компонента для жаростойких, лаков изготовляют прозрачные пленки, сохраняющие эластичность до —100° С, и др.  [c. 191]

Фторопласт-3 и фторопласт-4 обладают высокой химической стойкостью (особенно фторопласт-4, который в этом отношении превосходит все цветные металлы, в том числе золото и платину). Этим свойством в основном и определяется область применения фторопластов в машиностроении. Из этих материалов изготовляют различные прокладки, вентили, краны, мембраны и другие детали, работающие в условиях воздействия химически активной среды. Фторопласты применяют также для антикоррозионных покрытий и в качестве диэлектриков в электротехнике и радиотехнике.  [c.11]

Пленки, полученные из фторопласта-4, пористые, маслостойкие против химических сред. Их используют для защиты изделий от влияния воздуха и воды. Они имеют высокие электроизоляционные и механические свойства. Наряду с применением полимеров в расплавленном состоянии для защиты поверхностей от воздействия внешней среды, пленки, используемые для футеровки емкостей и аппаратуры, свободно прикладывают, приклеивают или приваривают к защищаемой поверхности.  [c.362]

На процесс склеивания влияет природа склеиваемых материалов. Так, полярные материалы требуют применения полярных клеев. Адгезионные свойства металлов различны если их расположить в убывающем порядке, то будем иметь сталь—бронза—алюминиевые сплавы — медь — железо — латунь. Если одним и тем же клеем склеивать сталь и дюралюмин, то прочность соединения стали будет выше на 10—100%. При склеивании пластиков лучшим клеем является раствор или расплав этого же пластика. Если пластики неполярны и не растворяются в растворителях (полиэтилен, фторопласт-4, полипропилен), то изменяют характер их поверхности механическим или химическим путем, придавая шероховатость нли полярность поверхностному слою.  [c.455]

Хладотекучесть фторопласта-4 неблагоприятно сказывается при использовании его в виде пластин, прокладок и т. п. В случае применения фторопласта-4 в форме пленок и тканей опасное свойство его хладотекучести сказывается в значительно меньшей степени.  [c.120]

В табл. 36 для ПВП, фторопласта-4 и капрона приведены данные по трению, полученные в опытах с применением диска шириной 1 и 2 мм. Близость средних значений удельного сопротивления трения в двух сериях опытов для каждого полимерного материала показывает, что это значение предопределяется свойствами испытанных материалов. Удельное сопротивление фторопласта-4 численно равно его твердости (близкой для пластмасс их пределу текучести при сжатии), поскольку фторопласт-4 обладает минимальной адгезионной способностью. Можно полученную силу трения для выбранной схемы испытания целиком отнести на сопротивление оттеснению, т. е. за счет механической составляющей силы трения. Для двух остальных материалов, у которых величины удельного сопротивления трению и твердости значительно отличаются, можно судить о степени влияния адгезионной составляющей силы трения на трение полимерных материалов, обладающих сравнительно малыми краевыми углами смачивания и высокой полярностью.  [c.189]

Предложенный Институтом машиноведения ленточный материал близок по строению к антифрикционным свойствам английскому материалу марки Ои, представляющему собой стальную ленту с наклеенным на ней слоем пористой бронзы, пропитанной фторопластом-4 с 30% (по объему) мелкодисперсного порошка свинца. Указанное сходство конструкции и антифрикционных свойств позволяет проиллюстрировать возможные области применения нового ленточного материала на примере достаточно широко исследованного и применяемого в зарубежной практике материала Ви [6].  [c.208]

Особые свойства, присущие фторопласту-4, обусловили его широкое применение в промышленности. Фторопласт-4 в воде не смачивается и не набухает. По химической стойкости он превосходит золото и платину [5 стоек ко всем минеральным и органическим кислотам разрушается только под действием расплавленных щелочных металлов и элементарного фтора. Фторопласт-4 совершенно не растворим ни в одном из известных растворителей, за исключением фторированного керосина. Изделия из фторопласта-4 могут эксплуатироваться при температуре до 250°. Однако при этих температурах фторопласт-4 отличается высокой текучестью (ползучестью), возрастающей с повышением температуры (табл. 55). Это является его основным недостатком.  [c.121]

Сварка с применением флюса. Ввиду особых свойств некоторых пластмасс при их сварке используются специальные флюсы, позволяющие получать более прочные соединения, чем при других способах сварки. Этот способ сварки с применением флюса особенно часто применяется для сварки листов и деталей из фторопласта-4.  [c.190]

В последне время в качестве защитных покрытий все более широкое применение получают различные термопластичные (полиэтилен, полипропилен, фторопласт, поливинилхлорид пентон и т. д.) и термореактивные (эпоксидные смолы и т. д.) материалы, наносимые на защищаемую поверхность в виде сухих порошков. Эти системы обладают следующими экономическими и техническими преимуществами перед обычными лакокрасочными системами, содержащими растворители 1) более низкая стоимость из-за отсутствия растворителей 2) минимальная пожаро-и взрывоопасность, отсутствие токсичных паров и запахов по той же причине 3) возможность широкого изменения толщины покрытия (от 50 мк до 1 мм) при однократном нанесении 4) более высокие защитные свойства покрытий ввиду меньшей пористости пленок 5) незначительные потери при окраске и возможности рециркуляции порошкового материала 6) лучшее покрытие на неровных поверхностях из-за отсутствия усадки при горячей сушке 7) сокращение продолжительности отверждения 8) отсутствие необходимости контроля вязкости системы в процессе нанесения покрытий 9) возможность частой смены цвета композиции и более легкая чистка оборудования.  [c.237]

Пластмассы обладают низким объемным весом, низким коэффициентом теплопроводности, химической стойкостью и другими положительными свойствами. Наряду с этим пластмассы имеют основной недостаток — невозможность применения их при высоких температурах. Как все материалы органического происхождения, пластмассы начинают разлагаться и обугливаться при температурах свыше 300° С. Максимальная эксплуатационная температура для пластмасс обычно лежит в пределах до 120° С, некоторые виды пластмасс допускают температуру эксплуатации 150—200° С и только новые типы пластмасс, как кремнийорганиче-ские и фторопласт-4 — до 250° С. Существенным недостатком некоторых пластмасс является старение , которое выражается в снижении механической прочности, окислении, увеличении водопоглощения и в самопроизвольном разрушении.  [c.98]

Изделие, извлеченное из раствора, немедленно опускают в большой сосуд с холодной проточной водой. Промытое изделие извлекают из воды и сушат. Только прогрев обработанного натрием изделия при 370°С приводит к исчезновению коричневой окраски, и вместе с ней исчезает способность склеиваться-Применение фторопласт а-4 в пищевой промышленности. Фторопласт-4 вполне устойчив по отношению к жирам, маслам, влаге, кислотам и т. д., он не обладает никаким запахом и поэтому детали из фторопласта-4 можно применять при любых условиях обработки пищевых продуктов Полное отсутствие адгезии к любым липким металлам по зволяет использовать его в качестве облицовки валов для рас катки теста и для формования конфет и карамели без каких либо подмазок и подсыпок. Это же свойство фторопласта-4 ис пользуется, например, в облицовке нагревательных приспособ лений, служащих для сварки пленок, применяемых для герме тичной упаковки пищевых продуктов.  [c.135]

В этих опытах несколько лучшие результаты —, ieньш иe коэффициенты трения при приработке в испытаниях при разных нагрузках — получены для образца, пропитанного пастой, изготовленной из суспензии 4ДВ. Наибольише значения коэффициента трения показал образец, пропитанный пастой на основе суспензии 4Д. Испытания образцов из материала трех разновидностей были ограничены удельной нагрузкой 4,5 Мн1м , так как при этой нагрузке на всех образцах поверхностный слой фторопласта-4 изнашивался и обнажалась бронза. Эти опыты подтвердили целесообразность применения пасты фторопласта-4, изготовленной на основе суспензии марки 4ДВ. Эта суспензия выбрана нами ранее потому, что по сравнению с другими она содержит меньшее количество стабилизатора, ухудшающего технологические и антифрикционные свойства фторопласта.  [c.207]

Эти материалы часто являются единственно пригодными для решения трудных коррозионных проблем. Фторорганическими пластическими массами, выпускаемыми в Советском Союзе и нашедшими промышленное применение в химическом машипо-строепши, являются фторопласт-4 и фторопласт-3. Физико-механичсскне свойства фторопласта-4 и фторопласта-3 приведены в табл. 52.  [c.429]

Фторопласты — полимеры этилена, в молекуле которого атомы водорода полностью или частично заменены атомами фтора. Основное применение в машиностроении имеет фторопласт-4 (или тефлон), напоминающий по виду иарафин. Фторопласт-4 отличается исключительной химической стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами, повышенной тепло- и хладостойкостью. Как антифрикционный материал, он характеризуется малым коэффициентом трения покоя и возможностью работы без смазочного материала.  [c.41]

Подшипники, смазка которых не может быть гарантирована или недопустима по техническим условиям (например, высокие и низкие температуры некоторые агрессивные среды машины, где смазка может вызвать порчу продукции, н т. п.), выполняют из материалов на основе фторопласта-4. Фторопласт-4, как материал для подшипников, обладает уникальным комплексом свойств низкий коэффициент трения (/ 0,5.. . 0,1) широкий диапазон рабочих температур малая набухаемость, высокая химическая стойкость и др. Однако широкому его применению для изготовления подшипников препятствовали низкие нагрузочная способность и теплопроводность. Для повышения нагрузочной способности и теплопроводности создан новый антифрикционный материал — металлофторо-пласт (рис. 3.153), состоящий из стальной основы / и тонкого слоя (0,3.. . 0,4 мм) 2 сферических частиц бронзы, поры между которыми  [c. 415]

Находят применение композиционные материалы на основе фторопласта-4. Отечественная химическая промышленность выпускает ряд таких материалов для узлов трения. В табл. 18 приведен состав и свойства материалов, разработанных ОНПО Пластполимер и другими организациями. Эти материалы имеют низкие коэффициенты трения, причем статический и динамический коэффициенты трения при малых скоростях близки по своему значению, что обеспечивает плавность и равномерность медленных перемещений подвижных узлов. При возвратнопоступательном движении в присутствии смазки с абразивными продуктами (10%)  [c.23]

Основные недостатки фторопласта 4 (тефлона) — низкие твердость и износостойкость, а также холодотекучесть, что затрудняет его применение в чистом виде. Армировать же фторопласт обычно технологически достаточно сложно и не всегда эффективно. Однако в условиях автоматической компенсации износа направляющих допустимо применять его и в чистом виде (см. ниже). Область высоких скоростей скольжения фторопласта 4 также ограничивается температурными явлениями на поверхности трения. При повышении температуры фторопласт размягчается и начинает не изнашиваться, а строгаться [1]. Наиболее ценные антифрикционные свойства фторопласта 4 проявляются при малых скоростях. Так, проведенные на машине МВТУ испытания показали, что фторопласт 4 имеет практически постоянный коэффициент трения (f = 0,035ч-0,055) в диапазоне скоростей v = 0,2 12 м/мин при легкой смазке, который при переходе от покоя к движению практически не изменяется. В результате обеспечивается плавное движение суппорта или стола. При сухом трении коэффициент трения фторопласта 4 быстро возрастает с повышением скорости. При скоростях скольжения, меньших 1 м/мин, коэффициент трения фторопласта 4 составляет 0,1—0,15. Отсутствие скачкообразного движения при малых перемещениях —одно из главных преимуществ фторопласта 4.  [c.140]

Фторопласты — производные этилена, в которых все атомы водорода заменены галогенами. Они имеют наибольшую термическую и химическую стойкость из всех термопластичных полимеров. Фторопласт-4 (- Fj- F -) , называемый также тетрафторэтилен (тефлон), имеет высокую плотность (2,2 г/см ), водостоек, не горит, не растворяется в обычных растворителях, обладает электроизоляционными и антифрикционными свойствами. По химической стойкости превосходит все известные материалы. Выдерживает температуру от -269 до +260 °С. Недостаток — трудность переработки в изделия. Применяется для изгртовления изделий, работающих в агрессивных средах, при высокой температуре, для антифрикционных покрытий на металлах, прокладок, электроизоляции и др. Фторопласт — 3 (- F — F l-) по свойствам и применению аналогичен фторопласту-4, уступая ему по электроизоляционным свойствам, термической и химической стойкости и превосходя по прочности и твердости. Он более пластичен и поэтому легче перерабатывается в изделия.  [c.239]

К антифрикционным твердым покрытиям относятся материалы, обладающие малым коэффициентом трения, свойства которых не изменяются при высоких и низких температурах, при работе в вакууме, а также при воздействии агрессивных сред. Это — графит, дисульфид молибдена, нитрид бора, флотацианин меди, фторопласт-4 и др. В чистом виде они обладают невысокой износостойкостью и недостаточной прочностью, поэтому могут работать только в малонагруженных узлах трения при небольших скоростях, что обусловило ограниченное их применение.  [c.257]

Фтор(Н1ласт-3 — термопласт на основе ПТФХЭ (9 = 210°С, Ое =+50°С) отличается от фторопласта-4 большей твердостью и прочностью (см. табл. 2.7) и высокой технологичностью благодаря возможности переработки литьем под давлением. Фторопласт-3 практически не проявляет хладотекучести, имеет высокую химическую стойкость к действию концентрированных кислот, щелочей, окислителей, не растворяется при нормальной температуре ни в одном из растворителей, набухает только в хлорированных углеводородах и простых эфирах, разлагается под действием расплавленных Щелочных металлов и элементарного фтора при высокой температуре. Стойкость к радиации вьЕпе, чем у фторОпласта-4 Антифрикционные свойства значительно хуже, чем у фторо-. пласта-4, поэтому область его применения ограничивается УН и клапанами для топливной, криогенной и холодильной аппаратуры [90].  [c.94]

Фторопласты так же, как полиэтилен, полипропилен и полистирол, принадлежат к числу наиболее высококачественных диэлектриков. Но фторопласты выгодно отличаются значительно большим температурным интервалом применения и меньшей изменяемостью диэлектрических свойств в широком диапазоне температур, а также независимостью диэлектрических показателей от частоты тока, что делает этот материал особенно пригодным в технике высокочастотных и ультравысокочастотных токов. К числу фторопластов относятся фторопласт-4, фторопласт-4Д, фторопласт-3 и фторопласт-ЗМ. Фторопласт-4 нельзя использовать для литья, так как температура начала деструкции его (330—340° С) намного ниже температуры появления текучести, необходимой для формования этого материала не только литьем под давлением, но даже методом простого прессования.  [c.42]

В то же время фторопласт-4 обладает исключительно ценным сочетанием свойств. Температурный интервал применения фторопласта-4 находится в пределах от —269 до 260° С, т. е. он является наиболее широким но сравнению с температурным интервалом применения других термопластов и очень многих отвержденных материалов. Малое изменение диэлектрических свойств в указанном интервале температур, высокая стойкость к атмосферным возде1 ютвиям и к действию любых агрессивных сред (в том числе концентрирован-  [c.42]

Из политетрафторэтилена, который известен за границей под названием тефлон и выпускается нашей промышленностью под названием фторопласт-4 по техническим условиям ТУ М-162-54 МХП и ТУ М-191-54 МХП, изготовляются листы, пленки, различные фасонные прессованные изделия, кабельная изоляция и пр. Под названием фторопласт-3 (ВТУ М 518-54 МХП) изготовляется политри-фторхлорэтилен. ..—СРа—СРС1—… он имеет более низкие свойства, чем фторопласт-4, но технологически удобнее. Обладающие высокой химической стабильностью и высокими электроизоляционными свойствами, содержащие фтор диэлектрики, к числу которых принадлежат также газы и жидкости (с. м. 6 и 10), являются чрезвычайно ценными материалами. Применение их, задерживаемое пока высо-  [c.75]

Химическая стойкость фторопласта-4 чрезвычайно высока. На этот материал далее при высоких температурах не действуют крепкие и разбавленные кислоты и щелочи, органические растворители и другие химические среды. Фторопласт-4 не стоек только в расплавленных щелочных металлах, фторе и трехфтористом хлоре. Высокая химическая стойкость фторопластов способствует применению фторопластовых подшипников в химическом машиностроении в контакте с агрессивными средами. Фторопласт является хорошим антифрикционным материалом. Однако трение и изнашивание этого материала в большой степени зависят от нагрузки, скорости скольжения, температуры, смазки, а также твердости, шероховатости, природы материала вала, работающего с ним в контакте. Коэффициент трения, например, в зависимости от условий работы может изменяться от 0,025 до 0,4—0,5 и выше. Рассмотрим влияние некоторых из этих факторов на антифрикционные свойства фторопласта.  [c.90]

Фторопласт-4 неустойчив к радиационному облучению, его механические свойства под действием у- и [5-излучения падают, а при дозе 5-10 рад он становится хрупким и разрушается. Подшипники из фторопласта-4 не применяются в условиях проникающей радиации. Исследования физико-механических свойств фторопластовых композиций на основе фторопласта-40 при воздействии радиационного облучения [57], а также промышленные испытания подшипников в насосах атомных электростанций показали высокую надежность оборудования и расширили область их применения.  [c.102]

Существен ным недос атком политетрафторэтилена является хладотекучесть при комнатной температуре под нагрузкой 30 кГ1см материал течет — в нем происходят пластические деформации. Это свойство в известной мере ограничивает область применения фторопласта-4. Из него делают пленки (можно получить толщиной менее 10 мк), применяющиеся для производства конденсаторов и изоляции всевозможных обмоток, а также изделия сложной формы. Применяется фторопласт-4 и для изоляции проводов и кабелей. В последнее время его стали применять в комбинации со стеклотканями для изготовления нагревостойких материалов. Характеристики фторопласта-4 даны в табл. 5-1.  [c.163]

Фторопласты — полимеры этилена, в молекуле которого атомы водорода полностью или частично заменены атомами фтора. Основное применение в машиностроении имеет фторопласт-4 (или тефлон), напоминающий по виду парафин. Фторопласт-4 отличается исключительной химической стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами, повьшаенной тепло- и моро-  [c.46]

Фторопласты — полимеры, обладающие уникальными свойствами, благодаря чему находят самое разнообразное применение во многих отраслях промышленности. В антикоррозионной технике используются (еще очень ограниченно) главным образом политетрафторэтилен (фторопласт-4 и -4Д), политриф-торхлорэтилен (фторопласт-3 и ЗМ), поливинилиденфторид (фторопласт-2, -2М) и поливинилфторид (фторопласт-1).  [c.79]

При обычных температурах фторопласт-4 представляет собой смесь кристаллических участков с аморфными, причем соотношение объемов определяется условиями (скоростью) охлаждения При комнатной температуре фторопласт-4 относительно мяго1 (твердость Н 30—40 Мн1м ). Повышение температуры мало пзме пяет твердость кристаллических участков, в то время как аморф ные участки, находящиеся в высокоэластическом состоянии, раз мягчаются очень быстро, что приводит к быстрому падению механических свойств. Последнее является одной из основных причин невозможности применения чистого фторопласта для подшипников скольжения, работающих со сколько-нибудь заметными скоростями. На рис. П2 и ПЗ приведены данные об изменении механических свойств фторопласта-4 в диапазоне температур от —60 до +120° с [2].  [c.200]

Монтажные провода для рабочих температур 250° С и несколько выше созданы с фторопластовой изоляцией. В поропплентами фторопласта-4. НИИКП созданы обладающие превосходными электроизоляционными свойствами конструкции таких проводов сечением 0,35—6,0 мм с изоляцией из 5 слоев пленки толщиной 0,04 мм, наложенной с перекрытием. Поверх последней обычно накладывается лакированная стекловолокнистая оплетка. Такие провода известны под маркой ТМ-250. Монтажные провода с нагревостойкостью до 150—200° С могут изготовляться с асбестовой или стекловолокнистой изоляцией, а также с комбинированной изоляцией из обоих указанных материалов. Повышение влагостойкости изоляции в этом случае может быть достигнуто дополнительной однослойной обмоткой пленкой из фторопласта- с перекрытием 50— 60%. Для монтажа приборов и схем автоматических телефонных станций ГОСТ 7218-54 предусматривает выпуск проводов и шнуров, повышенная М  [c.163]

Набивка из хризотилового асбеста, пропитанная в процессе плетения на плетильиой машине суспензией фторопласта-4ДП с добавкой талька, получила название A T. Температурный диапазон применения фторопласта-4 260° С. Такими же свойствами обладает и его суспензия, которая, будучи высушенной до полного удаления воды, не теряет своих смазочных свойств. Набивка A T предназначается для уплотнений в среде сжиженных газов и газообразных продуктов (кислорода, азота, аргона, водорода и т. п.) 200  [c.200]

Как видно, ассортимент фторопластов, выпускаемых промышленностью, велик и постоянно увеличивается. В связи с этим от работников, антикоррозионных цехов, механиков цехов и главных механиков заводов требуется четкое знание свойств каждого полимера с тем, чтобы обеспечить эффективное и экономически обоснованное применение. В табл. 75 приведены физические, механические, химические свойства фторопластов. Как видно из табл. 75, свойства различных марок фторопластов существенно отличаются от наиболее широко распространенного фторопласта, который представляет собой рыхлый, легко комкую-щийся порошок белого цвета с насыпным весом 0,4—0,45 г/см . В зависимости от физико-химических свойств выпускаются 3 марки фторопласта-4 А, Б, В. Ф-4 марки А представляет собой высокомолекулярный полимер с высокой термостабильностью (не менее 100 часов при 415°), предназначается в основном для изготовления пленки. Ф-4 марки Б отличается меньшим молекулярным весом и термостабильностью (15 часов-при 415°) и предназначается для изготовления крупных изделий (плит, мембран, стержней, сильфонов и т. п.). Ф-4 марки В отличается большей прочностью (не менее 250 кГ/см ). Предназначается для изготовления мелких изделий — труб, тройников, прокладок и т. д.  [c.143]

Фторопласт: характеристики, свойства и применение

Tweet

Фторопласт (тефлон) – пластмасса молочного оттенка с хорошими химическими и физическими характеристиками. Используется как в быту, так и в промышленности и технике. Также является конструкционным видом пластмассы и считается отличным изоляционным веществом.

Сначала было понятие «тефлон» – запатентованная марка компании DuPont. Эта корпорация считается лидером химического производства в США. «Политетрафторэтилен» – незарегистрированное наименование. «Фторопласт – 4» – техническое наименование.

Фторопласт открыл ученый Рой Планкеттом из Америки в апреле 1938 года. Через три года фирме Kinetic Chemicals (где работал создатель) выдали документ на тефлон, а еще спустя восемь лет она стала частью корпорации DuPont.

В Российской федерации вещество появилось во время Второй Мировой. Особенно фторопласт был незаменимым в строительстве военной техники. Его выдавали с позволения КГБ в малом количестве. Что такое фторопласт мы разобрались. Теперь поговорим о его свойственных характеристиках и и о том, где он применяется.

Откуда взялось?

Фторопласт – это соединение, которое впервые удалось изготовить в далеком 1938 году. Автором изобретения считается Рем Планкетт. В настоящее время слова «фторопласт» и «тефлон» используются как синонимы. Инженеры Советского Союза смогли создать такое же соединение в период Второй мировой войны. В то время трубка из фторопласта была большой ценностью: материал выдавали на строго ограниченные цели и только в небольших количествах. Каждая такая процедура требовала подтверждения со стороны представителей специальной службы безопасности.

В наши дни фторопласт листовой (а также в иных формах) представляет собой очень распространённый материал, обширно применяемый для достижения самых разных целей. Доступ к нему больше ничем не ограничен (кроме, конечно, цены).

Применение фторопласта в различных областях

Применение фторопласта в различных областях в современном мире происходит повсеместно, начиная от глобальных масштабных проектов, где используют детали из этого конструкционного пластика, и вплоть до напыления на посуде — тефлон. Рассмотрим подробнее, где применяют фторопласт.

Фторопласт в автомобилестроении и машиностроении

Фторопласт в автомобилестроении и машиностроении активно применяют для производства различных запчастей для автомобилей и механизмов машиностроения, используя для этого фторопластовые заготовки в форме листа, пластины, плиты, стержня, круга, трубы. Из фторопласта различными способами изготавливают прокладки, уплотнители, сальники, манжеты, опоры скольжения. Мягкость и текучесть фторопласта-4 и его модификаций увеличивает срок службы деталей и узлов механизмов, подвергающихся трению. Фторопласт 4 (ф-4) отличный антифрикционный материал, недаром его называют «твердой смазкой»; обладает очень низким коэффициентом трения — 0,04, при взаимодействии между металлическими и фторопластовыми деталями коэффициент трения сопоставим с трением в подшипниках при наличии смазки. Для повышения износостойкости деталей создают композиты из фторопласта с добавлением графита, бронзы, армируют полимер стекловолокном. Фторопласт подходит для работ при высоком давлении, при низких температурах и в глубоком вакууме.

Фторопласт для электроники и радиотехники

Фторопласт для электроники и радиотехники применяют, так как полимер обладает исключительными изолирующими свойствами. Фторопласт-4 прекрасный диэлектрик (поверхностное электрическое сопротивление 1017 Ом), в электронной промышленности он идеален для изоляции проводов, особенно высоковольтных, разъемов, высоковольтных кабелей и электрических машин. Актуально его применение для производства уплотнительных деталей поршневого компрессора (например, поршневых колец), для изготовления сухих подшипников, работающих при низких температурах.

Фторопласт ф 4 незаменим для химической, атомной и космической промышленности

Фторопласт-4 является незаменимым материалом для химической, атомной и космической промышленности благодаря таким своим свойствам: обладает высокой сопротивляемостью к агрессивным средам, может контактировать долгое время с кислотами и щелочами, даже концентрированными, маслами, сточными водами, солями, керосином, нефтью и разными видами топлива. Фторопласт-4 устойчив к воздействию радиации, плесени, тумана и солнца. Благодаря этим характеристикам пластины (листы) фторопласта-4 широко применяют в химической промышленности для изготовления и футеровки насосов, емкостей для хранения и транспортировки; для защиты различных поверхностей от коррозии; для хранения спирта, смесей на его основе и особо чистых веществ, которые не должны быть загрязнены. Опыт применения этого полимера показывает, что защищенные фторопластом трубопроводы, реакторы и аппараты успешно функционируют 25—30 лет и более в тяжелых условиях химпроизводства и радиации.

Фторопласт для пищепрома

Фторопласт для пищепрома — этот полимер стал незаменим в этой сфере, он нетоксичен и безвреден для человека. В пищевой промышленности и быту фторопласт используют для изготовления посуды с противопригарным покрытием, кремовых шприцев, насадок для раскатки теста, фильтров и уплотнителей для техники, лезвий бритв. Его наносят тонким слоем способом напыления на поверхности, обеспечивая теплостойкость, несмачиваемость и продлевая срок службы изделий.

Применение фторопласта в медицине

Фторопласт-4 гигиеничен, обладает отсутствием вредного воздействия на организм человека и широко применяется в медицине в качестве емкостей для хранения крови и лекарственных препаратов, как материал для изготовления искусственных кровяных сосудов и клапанов. Из композитов на основе фторопласта изготавливают биосовместимые импланты для пластики уха, носовых перегородок, в стоматологии и офтальмологии.

Современные смазочные материалы с измельченным полимером фторопласт

Фторопласт в измельченном виде применяют в составах смазочных материалов. Благодаря развитию нанотехнологий в России появились различные присадки, масла и смазки с добавлением фторопласта, который в порошковом виде налипает на поверхность, заполняет все микротрещины и дефекты, значительно повышая защиту от трения и износа фрикционных деталей, в том числе при высоких температурах до +260°С. Но нужно понимать, что во многих недостоверных источниках указано, что фторопласт ф-4 российского или китайского производства выдерживает кратковременные нагрузки при +300°С и даже +400°С. На самом деле исходя из нашей практики при таких критических температурах этот полимер начинает деформироваться и разрушаться.

Применение фторопласта в строительстве

В строительстве современных мостов, путепроводов, эстакад и галерей из фторопласта листового делают важнейшие детали конструкций скользящих опор; фторопластовые детали (тефлоновые прокладки) повсеместно используют при строительстве зданий в зонах с повышенной сейсмической активностью, они дают возможность свободного перемещения элементам фундамента и каркаса зданий при землетрясениях.

Фторопласт в текстильной промышленности

Текстильная промышленность также использует фторопласт для своих нужд. Современные высокотехнологичные ткани для пошива одежды покрывают тончайшей пленкой из фторопластового сырья для придания им водоотталкивающих, паропроницаемых, ветрозащитных свойств. Модифицированный фторопласт применяют для пропитки кожаных изделий с целью придания им гидрофобности.

Это интересно

Впервые текстильную промышленность и фторопласт совместили братья Гор. В 1969 году Уилберт и Роберт Гор произвели первую мембранную ткань на основе пористой тонкой фторопластовой пленки для космической программы. Запатентовали эту чудо-ткань под названием Gore-Tex (гортэкс). Позже появились другие аналогичные материалы, которые в настоящее время активно находят применение в производстве спецодежды и обуви.

Итог

Как видим, за относительно короткий промежуток времени тефлон смог заменить довольно широкий спектр материалов, которые традиционно применялись в различных сферах хозяйственной деятельности. Применение фторопласта в промышленности – это хороший пример того, что успешное внедрение в жизнь новых технологий позволяет существенно повысить качество принимаемых технических решений.

Предлагаем ознакомиться со статьей об еще одном полимере, который широко применяется в различных сферах жизнедеятельности человека.

Марки и технические характеристики фторопласта

Сегодня существует несколько марок фторопласта, которые различаются размерами молекул и их количеством. Рассмотрим наиболее популярные марки, и их технические характеристики:

• Фторопласт-2 (поливиниленфторид) имеет высокую прочность и упругость, выдерживает действие агрессивных химических веществ. Чаще всего применяется в трубопроводах и для изготовления емкостей для хранения химикатов. Существуют модификации материала с добавлением других веществ, тогда в маркировке присутствует буква М.
• Фторопласт-3 (политрифторхлорэтилен) отличается высокой прочностью и твердостью, при высоких температурах хорошо плавится, размягчается, меняет форму, напротив, к воздействию низких температур – устойчив. Применяется в составе антикоррозийных покрытий. Существует модифицированный фторопласт-3 с маркировкой Ф-3М.

• Фтороласт-4 (политетрафторэтилен) имеет наиболее высокую плотность среди прочих фторопластов, устойчив к действию высоких температур (выдерживает нагревание до 260 градусов), отличается высокой гидрофобностью и малой пористостью. На сегодняшний день существует несколько разновидностей фторопласта-4, например, Ф-4ПН, Ф-4О, Ф-4Д и другие. Все они имеют отличительные свойства, которые обуславливают их применение в той или иной сфере.
• Фторопласт-40 схож по свойствам с Ф-4, устойчив к воздействию агрессивной химии, не пропускает УФ-лучи, не горюч. Производится в двух видах – Ф-40П и Ф-40Ш.

Основные технические характеристики перечисленных фторопластов представлены в таблице.

В России вот уже много лет фторопласты в большом количестве производятся на химических предприятиях. Сфера применения полимеров чрезвычайно широка и обусловлена их техническими характеристиками. Материал имеет ряд исключительных свойств, благодаря которым он востребован в самых разных отраслях, и потребность в нем только возрастает последние годы, а соответственно и увеличивается и доля его производства в химической промышленности страны.

Способ изготовления

Получают все эти разновидности химическим путем. По сути, представляют они собой полимеры, к которым добавлены атомы фтора. Отсюда и их название.

Фторопласт-4 синтезируется в виде белого порошка, а затем прессуется и спекается при высокой температуре. Другие марки этого материала обычно получают путем закалки.

При изготовлении многих инновационных современных изделий используется именно фторопласт. Технические характеристики на самом деле просто замечательные. К достоинствам этого материала относятся:

• Высокая химическая стойкость. Фторопласт-4 не растворяется даже при кипячении в царской водке.
• Инертность и малая пористость.
• Очень низкий коэффициент трения. Этот показатель у фторопласта остается практически неизменным при любых температурах.
• Отличные диэлектрические свойства. Изолятором этот материал остается даже при температуре 200 гр.
• Стабильность. Химические свойства фторопласта-4 не изменяются при температуре до -300 гр.
• Огнестойкость – еще одно преимущество такого материала, как фторопласт. Характеристики (термостойкий полимер отличается способностью к самозатуханию) его допускают использование его и в местах с повышенной пожароопасностью.
• Газонепроницаемость.
• Биологическая совместимость. Этот вид пластмассы часто используют для изготовления протезов.

Преимущества материала

Популярность фторопласта объясняется его уникальными свойствами. Материал имеет ряд преимуществ, благодаря которым он с успехом используется как в машиностроении, так и в медицине. Его основными достоинствами являются:

• устойчивость ко многим агрессивным химическим веществам;
• низкий показатель коэффициента трения;
• большой температурный диапазон эксплуатации;
• низкая электропроводность;
• устойчивость к возгоранию;
• биологическая инертность;
• низкий показатель поверхностного натяжения.

Помимо всего прочего материал легко обрабатывается, он без труда поддается сверлению, шлифовке и фрезеровке. Рассмотрим более подробно сферу применения этого полимера.

Сфера применения

Трудно назвать область, где бы в том или ином виде не использовался фторопласт. Его широко применяют в энергетике, автомобиле- и машиностроении, строительстве, медицине и пищевой промышленности. Отличные потребительские свойства материала и доступная цена сделали его таким востребованным.

Машиностроение

Материал, прикасаясь к поверхности, образует тонкую пленку, которая значительно уменьшает трение. Это свойство полимера используется в соединительных узлах и подшипниках различных конструкций, благодаря этому свойству он часто входит в состав смазочных материалов.

Медицина

Фторопласт абсолютно безопасен для человека, мало того, он отлично совместим с человеческими тканями и не вызывает иммунологических реакций. Благодаря этому он и применяется для производства протезов. Он широко используется в таких областях медицины как стоматология и сердечно-сосудистая хирургия. Из этого полимера производят искусственные клапаны сердца и сосуды. Фторопласт-4 пришел на смену титану, который до него применялся для изготовления протезов. С каждым годом возможности его применения в медицине только растут.

Пищевая промышленность

Наиболее известное применение фторопласта-4 в пищевой промышленности – это посуда с антипригарным покрытием, которая в свое время произвела фурор на рынке товаров народного потребления. Однако это не единственное использование тефлона в пищевой промышленности. При производстве подсолнечного масла, молока и других жидких пищевых продуктов полимер применяется для покрытия труб и насосов по перегонке жидкостей.

Химическое производство

В химическом производстве материал применяется для изготовления емкостей и трубопроводов, по которым перегоняются агрессивные химические растворы. Его устойчивость к воздействию различных химикатов также используется в реакторах, при производстве лабораторной посуды и транспортировке различных жидкостей.

Электротехника

Здесь материал применяется как диэлектрик при производстве различных кабелей, катушек, плат и конденсаторов. Изоляция из фторопласта защищает также и от воздействия химических веществ, поэтому полученная продукция часто применяется на вредных производствах.

Строительство

Пластины из тефлона используются при строительстве мостовых конструкций, галерей и эстакад. Тефлоновые прокладки применяются при возведении фундаментов конструкций в сейсмически опасных районах, благодаря превосходным характеристикам тефлона обеспечивается свободное перемещение элементов основания постройки.

Легкая промышленность

В легкой промышленности материал используется при производстве тканей с водоотталкивающими свойствами. Высокотехнологичная одежда из синтетических тканей надежно защищает от дождя и ветра. Многие современные бренды, производящие одежду для спорта и активного отдыха, используют ткани с тефлоном. Кроме того, его водоотталкивающие свойства используются при производстве обуви.

Внедрение в жизнь современных технологий позволяет улучшить качество и снизить себестоимость вещей. Фторопласт смог заменить массу менее совершенных и более дорогостоящих материалов. Его уникальные свойства обеспечивают широкую сферу применения полимера. Появление новых модифицированных фторопластов позволяет расширять границы его использования. Постоянно улучшаются физические свойства материала, открываются новые возможности его использования.

Можно с уверенностью сказать, что фторопласт и его производные будут применяться еще долгие годы, появятся новые материалы на его основе, которые станут обладать еще более удивительными техническими и химическими свойствами, а сфера применения тефлона будет только расширяться.

Фторопласт: виды

В настоящее время фторопласт – это термин, применяемый к группе материалов, несколько отличающихся друг от друга. Каждая разновидность свойственна какой-либо стране, где она преимущественно производится и применяется, имеет специфическое наименование. Например, в Америке широкое распространение получил тефлон – это так называемый четвертый фторопласт, а вот японский вариант – это полифон.

Итальянская промышленность построена с использованием алгофона, английская прибегает к флюону, а французская – к сорефлону. В Германии материал, наиболее активно используемый в промышленных процессах, носит название гостафлон ТР. Есть также третий фторопласт, который в разных странах представлен под разными наименованиями: в Японии его знают как дайфлон, а во Франции как волталеф. Американская промышленность применяет кель Ф. Также существует второй фторопласт, фторопласт-40 и сополимер, построенный на совмещении винилиденфторида и тетрафторэтилена. В продаже он обычно обозначается как фторопласт-42.

Компания — Компания «Винк» — дистрибуция инженерных пластиков

Одним из проявлений научно-технического прогресса и связанного с ним процесса технического перевооружения современных производств являются разработка и внедрение новых видов конструкционных материалов, главным образом – полимеров. Современные полимерные материалы обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными конструкционными материалами, что позволяет увеличивать производительность и срок службы оборудования, следовательно, повышать рентабельность производства, создавать конкурентные преимущества. В некоторых случаях свойства полимеров настолько уникальны, что альтернативы их применению просто не существует, в особенности, если мы говорим о полимерах нового поколения, внедренных в широкую практику в последнее десятилетие.

Замещение традиционных материалов

Целью нашей компании является активизация внедрения инженерных пластиков в формах полуфабрикатов (листов, прутков и стержней из полипропилена и полиэтилена, профилей, труб, деталей и комплектующих) в различных отраслях современного производства. Основная задача, которую призван решить данный ресурс – помочь техническим специалистам производственных предприятий разобраться в огромном разнообразии современных полимерных материалов, получить информацию о передовом зарубежном опыте применения пластиковых полуфабрикатов для решения инженерных задач в указанных направлениях, найти оптимальное решение применительно к конкретной актуальной задаче.

Основные направления применения полимерных полуфабрикатов

С момента начала практического применения полимеров (приблизительно полвека назад) объем их потребления рос в геометрической прогрессии, и в дальнейшем эта тенденция сохраниться. В частности, в последнее время в отечественной практике широко применяются следующие виды полуфабрикатов инженерных пластиков:

• Листовой полипропилен, ПВХ листы – для футеровки и изготовления ванн и других видов емкостей промышленного назначения;
• Листовой полиэтилен – для изготовления емкостей хранения, емкостей смешения, реакторов и прочих видов емкостного оборудования, в том числе в пищевом производстве;
• Полипропиленовые трубы и фитинги – для создания промышленных трубопроводов;
• Плиты из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ, PE1000) – для изготовления
  деталей машин и механизмов, деталей скольжения, для облицовки технологического оборудования, футеровки поверхностей;
• Листы PVDF, листы ПНД и других фторопластов – для изготовления емкостного оборудования для особо агрессивных сред;
• ПВХ фитинги и трубы, трубы из ПВДФ и других фторолефинов (фторопластов) – для создания промышленных трубопроводов.

Более подробно о применении этих и других видов инженерных пластиков в различных отраслях можно узнать в разделе «Решения» нашего сайта.

Область применения и основные свойства фторопласта

Что такое Фторопласт? Основные особенности и преимущества материала? Где сегодня используется расходный материал и почему он пользуется спросом в современных отраслях производства.

В последнее время фторопласт пользуется все большей популярностью. Этот расходный материал используется преимущественным образом в производстве посуды с антипригарным покрытием торговой марки Tefal. Но это только одна сфера, где применяется материал, существуют и иные.

Где используется фторопласт и что это такое?

В составе материала содержатся фторсодержащие полимеры, которые относятся к группе конструкционных пластиков. Среди наиболее известных можно отметить:

• Фторопласт-40тетрафторэтиленовый сополимер торговых марок Neoflon ETFE, Hostaflon ET и Tefzel.
• Фторопласт-2 поливинилиденфторид бренды Solef, Kynar и Neoflon VDF.
• Фторопласт-3 политрихлорфторэтилен производители Neoflon CTFE, Voltalef и Dyflon.
• Фторопласт -4 политетрафторэтилен торговые марки Algoflon F, Teflon, Polyflon M.

Несмотря на тот факт, что материал имеет низкий коэффициент трения среди существующих полимеров, фторопласты взаимными аналогами для друг друга не являются. Между собой они различаются многочисленными техническими показателями. Сегодня купить фторопласт выгодно можно на сайте нашей компании «Славяне 8» в городе Новосибирск. Материал успешно применяется в:

1. Радиотехнике. Применяется как изолятор или проводник тока. Особенно часто используется в производстве кабелей, печатных плат, выключателей, элементов реле;
2. Машиностроении. Из материала изготавливаются подшипники, сальники, пыльники, поршневые кольца, автомобильные шины. Благодаря высокой стойкости к нагреву этот материал активно используется в производстве деталей и элементов для моторов;
3. Легкой промышленности. Этим полимером обрабатываются поверхности деталей, которым важно повысить устойчивость к воздействию влаги. Тефлон применяется в производстве антикоррозийных труб, а также посуды для лабораторий;
4. Пищевой отрасли. Применяется при производстве различной посуды и форм используемых для выпечки, а также для изготовления кондитерских шприцов, инструментов для работы с тестом, контейнеров для хранения продуктов.

Это интересно знать

Получен материал был в результате работ известного химика Роя Планкетта в 1938 году. Он работал в американской компании KineticChemicals, и совершенно случайно им было замечено, что закачанный в емкость под давлением тетрафторэтилен (газообразный) полимеризовался в порошок имел уникальные свойства.

В 1941 году на материал был выдан патент. Спустя восемь лет KineticChemicals стала частью мировой химической компании DuPont. На территории СССР об этом материале стали узнавать только во время войны. Все произошло случайно. Советские механики, разбирая танк американского производства, заметили под его башней белое кольцо, которое было изготовлено из фторопласта.

Основные технические/эксплуатационные характеристики

Внешний вид материала напоминает парафин или полиэтилен, выгодно отличается хорошей текучестью и мягкостью. Плотность находится в пределах 2,18-2,21 г/см3. Материал полностью сохраняет свои первоначальные качества при использовании его в температурном диапазоне -70 — +270 градусов.

Кроме этого среди преимуществ можно выделить устойчивость к органическим растворителям, ультрафиолетовому излучению. Фторопласт является биологически и физиологически безопасным. Следует также отметить высокую устойчивость к длительному воздействию щелочей и кислот.

Материал легко обрабатывается точением, фрезерованием, сверлением и шлифованием. Все эти преимущества и особенности и обеспечивают материалу огромную популярность в современном мире.

полимер, не знающий границ применения

Область применения фторопласта и виды выпуска

Фторопласт — один из уникальнейших современных полимерных материалов, созданных химической промышленностью. Одна из наиболее популярных форм выпуска — фторопласт листовой, предназначается для применения в виде прокладочного, футеровочного материала, для печатных плат, облицовки валков, емкостей и изготовления множества товаров народного и промышленного потребления.

Листовой фторопласт отличается стойкостью к воздействию агрессивных химических сред, исключение составляют расплавы металлов щелочной группы, трехфтористого хлора, газообразного фтора.

Диапазон рабочих температур: от +260°С до -269°С. Такой впечатляющий диапазон рабочей температуры практически уникален для полимерных конструкционных материалов.

Толщина выпускаемых листов фторопласта находится в пределах от 6 мм до 0,2 мм, габаритные размеры составляют – 200 мм минимум и 2300 мм максимум по ширине, а по длине от 1000 мм минимум и 1600 мм максимум. Допускаемое отклонение размера по толщине ±0,02 мм и ±0,4 мм, зависящее от толщины листа. Часто изготавливаются листы, в которых фторопласт, композиционно совмещён с другими материалами. Например, фольгированный медью фторопласт листовой ГОСТ-21000 по номенклатуре ФАФ-4Д.

Краткая характеристика свойств

Фторопласты в зависимости от вида имеют совершенно различные механические и физические свойства, но вех их объединяет замечательные диэлектрические характеристики и высокая стойкость к воздействию химически агрессивных сред, коррозии и высокой температуры.

Несмотря на свое химическое происхождение, фторопласт абсолютно не горюч, мгновенно затухает, если произошло возгорание. Именно эти уникальные качества, позволяют листовому фторопласту находить широкое применение, как материалу, использующемуся в конструкционных целях. Так как изделия, произведенные частично или полностью из фторопласта, обладают великолепными физическими, химическими, электроизоляционными и механическими свойствами, большой плотностью и малой пористостью. Все это делает область, в которой фторопласт может найти применение, поистине безграничной.

Основные технические свойства фторопласта

Наименование показателя	Ед. изм	Значение
Плотность	кг/м3	2100-2200
Рабочая температура	°С	-269 до +260
Температура плавления	°С	+327
Водопоглащение, 24 часа	%	0,0
Коэффициент теплопроводности	Вт/м град.	0,25
Разрушающее напряжение при растяжении	МПа	20-30
Относительное удлинение при разрыве	%	350
Коэффициент трения по стали	к	0,2
Твердость по Бринеллю	МПа	30-40
Тангенс угла диэлектрических потерь	при частоте 106 Гц	0,2-0,3
Диэлектрическая проницаемость	при частоте 106 Гц	0,002
Электрическая прочность	кВ/мм	50

Области применения фторопласта в лазличных видах выпуска

Пластины из фторопласта-4 Листы из фторопласта-4 Стержни и диски из фторопласта-4 Втулки из фторопласта-4	Применяются для изготовления деталей электрического, антикоррозионного, антифрикционного назначения, химически стойких уплотнительных элементов конструкций в машиностроении, приборостроении, химической, радиотехнической, пищевой промышленности, медицине. Материал обладает высокими адгезионными свойствами.
Втулки из фторопластовых композиций Ф4К20 и Ф4К15М5. Стержни и диски из фторопластовых композиций Ф4К20 и Ф4К15М5. Лента из фторопластовой композиции Ф4К15М5.	Применяются для изготовления изделий, работающих без смазки в условиях сухого трения.
Трубы из фторопласта-4 Фасонные части трубопроводов из фторопласта-4	Применяются для транспортировки агрессивных сред за исключением расплавов щелочных металлов
Жгут ФУМ	Применяется для уплотнения фланцевых соединений. Химически стойкий набивочный и прокладочный материал.
Лента ФУМ	Применяется для уплотнения резьбовых соединений из любых материалов. Материал обладает стойкостью к агрессивным средам.
Пленка из фторопласта-4Д.	Применяется для в качесве электроизоляционного материала для проводов и кабелей.
Трубки электроизоляционные из фторопласта-4Д	Применяются для изоляции проводов находящихся под напряжениеим (до 1000 В.)
Защитные оболочки из фторопласта-4Д для уплотняющих прокладок.	Применяются для защиты уплотнительных прокладок от высокоагрессивных сред.
Корпуса реакторов из фторопласта-4. Сосуды из фторопласта-4. Ванны из фторопласта-4 Посуда лабораторная из фторопласта-4 Посуда лабораторная прозрачная из фторопласта-4МБ	Применяется для транспортировки, хранения и работы с любыми агрессивными и особо чистыми веществами.
Насосы центробежные с сальниковым уплотнением вала и проточной частью из фторопласта-4.	Применяется в химических производствах для перекачивания высокоагрессивных жидкостей.
Заготовки из фторопласта-40П.	Применяются в качестве радиационностойкого материала. Обладает отличными диэлектрическими свойствами.

Фторопласт — свойства, модификации, применение «ЛАБАРА-РУС»

Пластмассы с содержанием фтора, получаемые путем полимеризации тетрафторэтилена, объединяются единым названием – фторопласт. Результат синтеза такого вещества – белый, легко образующий комки порошок. После его прессования и спекания при высокой температуре получается исходная заготовка или готовое изделие. Фторопласт выпускается в нескольких видах: листового материала, стержней, трубок или втулок.

Наибольшее распространение получила модификация этого вещества с техническим названием фторопласт-4. Широко известны его зарубежные аналоги под различными торговыми марками:

• 
  флюон в Великобритании,
• 
  гостафлон в Германии,
• 
  тефлон и галон в США,
• 
  гафлон или сорефлон во Франции.

Свойства

Выпускается несколько модификаций фторопластов, имеющих различные физико-химические параметры. Однако все они обладают следующими уникальными свойствами:

• 
  устойчивы к любым химическим средам;
• 
  отличаются низким коэффициентом трения и высоким сцеплением с поверхностями других материалов;
• 
  термостойкостью. При изменении температуры в пределах от -70^оС до +270^оС значения гибкости и эластичности материала практически не меняются;
• 
  низким коэффициентом поверхностного натяжения;
• 
  устойчивы к действию электрического тока и огня. Фторопласт практически не поддается горению, а только обугливается. При этом процесс полностью прекращается, если извлечь материал из огня;
• 
  стабильны к пищевым средам;
• 
  устойчивостью к линейным деформациям даже при высоких температурах;
• 
  легкостью технологической обработки материала: сверления, шлифования, фрезерования и обтачивания.

Виды

Охарактеризуем кратко основные виды фторопласта:

• 
  поливиниленфторид (Ф-2). Свойства: высокая прочность, упругость, легко перерабатывается. Применение: трубопроводы, емкости под агрессивные жидкости;
• 
  политрифторхлоридэтилен (Ф-3) и его модифицированная версия Ф-3М. Свойства: легко поддается формованию литьем и прессованием, несмотря на твердость и прочность. Применяется в качестве антикоррозийного покрытия;
• 
  политетрафторэтилен (Ф-4). Отличается высокой плотностью и гидрофобностью, трудногорючий, устойчив к температурным перепадам. Из него изготавливаютсяизделия повышенной прочности. В свою очередь, Ф-4 имеет разновидности: Ф-4ПН, Ф-4О, Ф-4Д, Ф-4А, Ф-4НТD.

Применение

Область применения фторопласта охватывает различные сферы:

• 
  медицину: протезы, сердечные клапаны, упаковки;
• 
  машиностроение: поршневые кольца, сальники, подшипники;
• 
  радиотехнику и электротехнику: выключатели, элементы реле, печатные платы;
• 
  легкую промышленность: спортивная одежда, обувь;
• 
  химическую промышленность: лабораторная посуда, трубопроводы;
• 
  пищевую промышленность: антипригарное покрытие для посуды, контейнеры, формы для выпечки.

Свойства фторполимера: в чем уникальность?

Термические свойства

Фторопласты являются одними из самых термостойких пластиков. При очень низких и очень высоких рабочих температурах от -200°С до +260°С фторполимеры не плавятся и требуют обработки с использованием специальных инструментов и технологий. Такая термостойкость делает PTFE, FEP и PFA идеальными для использования в процессах с подогревом в производственных и лабораторных условиях, таких как изготовление чипов и герметизация нагревателей.

Химические свойства

Еще одной ключевой характеристикой фторполимеров является их полная устойчивость к химическим веществам и растворителям; PTFE, FEP и PFA являются одними из самых инертных материалов, известных человеку. Это химическое свойство делает их идеальными для транспортировки химикатов и растворителей, а также для использования в прокладках, футеровке сосудов, внутренних частях насосов, уплотнениях и компонентах для бурения скважин.

Механические свойства

От низкого трения до антипригарных характеристик и прочности на растяжение фторопласты обладают многими механическими свойствами; Они не натирают, не прилипают и не ломаются под нагрузкой.Благодаря этим высоким эксплуатационным характеристикам фторполимеры используются во многих механических устройствах, таких как подшипники скольжения, двухтактные тросы и антипригарные покрытия роликов.

Электрические свойства

Еще одной ключевой характеристикой PTFE, FEP и PFA является их электрическое сопротивление и диэлектрическая прочность. Фторопласты являются отличными изоляторами как для электричества, так и для тепла. Это электрическое свойство делает их идеальными для использования в электрических и электронных приложениях, таких как изоляция проводов, кабелей и компонентов.

Экологические свойства

Устойчивы к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению и коррозии, фторопласты также обладают экологическими свойствами. Эти материалы могут выдерживать суровые и агрессивные среды, что, наряду с их температурной и химической стойкостью, делает их идеальными для нефтегазовой и химической промышленности.

Фторполимеры не разлагаются под воздействием тепла или УФ-лучей, излучаемых лампами. В результате PTFE, FEP и PFA также идеально подходят для использования в стерилизации, фармацевтике и медицине.Кроме того, эти необычные пластмассы можно перерабатывать на специализированных предприятиях.

Медицинские свойства

И последнее, но не менее важное: фторполимеры также обладают уникальными медицинскими свойствами. Эти материалы не только инертны и не допускают пригорания, фторопласты также нетоксичны, биосовместимы и могут стерилизоваться. Это делает их идеальными для применения в медицине и фармацевтике, производстве продуктов питания и напитков, в косметике, а также для использования в медицинских устройствах, системах доставки жидкостей и линиях по производству продуктов питания.

Здесь, в Adtech, мы специализируемся на предоставлении инновационных фторполимерных решений для ваших технических приложений. Узнайте больше о наших продуктах из фторопласта.

Многослойные композиты на основе пленок ПТФЭ и стекловолокна

фторопласт PCTFE для аэрокосмической промышленности – Купить Лист PCTFE в ru.made-in-china.com

Название продукта

Фторопласт ПХТФЭ для аэрокосмической промышленности

Основные свойства 

5 9.отличная устойчивость к низким температурам
. Хорошее механическое свойство
. Низкий коэффициент расширения гильзы
. Хорошая стабильность размеров
. Хорошая функция проникновения

Применение продукта

ПТФЭ широко используется для уплотнений в условиях низкой температуры с высоким давлением (газ, жидкий азот, жидкий кислород и т. д.), полупроводниковых, химических, фармацевтических, аэрокосмических и других соответствующую площадь уплотнения.

Технические характеристики

Собственность	Норма	Значение
Плотность	ISO1183	2. 1-2.18
Прочность на растяжение на разрыв (MPA)	ISO527	38-48
модуль упругости	ISO527	1.45-1.6
Удлинение на Break	ISO527	40 -100
Shore D	Durometer	85
Диапазон температуры
/	-200-120
Коэффициент линейного теплового расширения	ISO11359	0.6

Доступные продукты:
1). Лист PCTFE (100мм*100мм; 200мм*200мм; 300мм*300мм; 400*400мм, можно настроить специальный размер)
2). Стержень из ПХТФЭ: (диаметр Φ 5 мм~ диаметр Φ 100 мм)
3). Труба из ПХТФЭ (Φ 30 мм~Φ 600 мм)
4). Механически обработанные детали из ПХТФЭ

Сертификация компании

Информация о компании:

Компания Hongda была основана в 1999 году и является профессиональным производителем высокоэффективных пластмасс в виде полуфабрикатов и готовых деталей. Продукция хорошо продается по всей стране и экспортируется в более чем 20 стран и областей, которые широко используются в химической промышленности, полупроводниках, газе и нефти, насосах и клапанах, водоподготовке…

Основное оборудование Teflon™ (фторопласт) | Chukoh Chemical Industries, Ltd.

Фторопласты — это общий термин для пластикового сырья, содержащего атомы фтора.
Он поставляется в девяти различных продуктах, включая основные формы, такие как политетрафторэтилен (ПТФЭ) и перфторалкоксиалкан (ПФА).Это пластик, а также обладающий превосходными свойствами термостойкости, гладкости (скользкости), антипригарности, химической стойкости, низкого трения и отличной электроизоляции (непроводимость).
Эти свойства находят хорошее применение в широком спектре отраслей, таких как транспортные приложения и продукты, такие как пищевая промышленность, химическая промышленность, полупроводники, жидкие кристаллы, научное оборудование, самолеты и аэрокосмическая промышленность, и, как таковые, фторопласты являются ключевым компонентом. к современным отраслям.

Что такое Teflon™?

Teflon™ — зарегистрированная торговая марка фторопласта, производимого компанией Chemours.
Еще в 1938 году в DuPont USA доктор Рой Планкетт и его команда открыли Teflon™.

Доктор Планкетт исследовал новый хладагент и поэтому хранил некоторое количество газа тетрафторэтилена (ТФЭ) в экспериментальном контейнере под давлением. И однажды, когда он открыл крышку контейнера, газ не вышел; Итак, он разрезал контейнер пополам, чтобы изучить вещи более внимательно, и обнаружил, что внутренние стенки были покрыты белым порошком — он обнаружил ПТФЭ.
Записная книжка для экспериментов, которую использовал доктор Планкетт, до сих пор хранится в DuPont.

Во время Второй мировой войны ПТФЭ использовался для военного оборудования, но в 1945 году компания DuPont зарегистрировала ПТФЭ под торговой маркой Teflon™, а в 1946 году началось производство и продажа товаров Teflon™ для потребительского использования.
Благодаря этому стало возможным использование Teflon™ во многих отраслях промышленности.
В 2015 году The Chemours Company (Chemours) отделилась от DuPont и стала независимой публичной корпорацией.
Обратите внимание, что в 2015 году контроль над торговой маркой Teflon™ был передан от DuPont компании Chemours™.
Chukoh Chemical Industries Ltd. заключила лицензионное соглашение на товарный знак Teflon™ с Chemours для фторопластовых клейких лент с июля 2017 года.

Teflon™ является товарным знаком The Chemours Company FC, LLC, используемым по лицензии Chukoh Chemical Industries, LTD. .

История фторсодержащих смол

Свойства ПТФЭ

Молекулярная структура ПТФЭ придает этой смоле различные свойства.

9033

Собственность 1has Тепловое сопротивление, Пламя сопротивление (Сопротивление к окислению) И погода сопротивление (устойчивость к ультрафиолетому)

Причина: Энергия склеивания CF Bond высокая

Энергия связи [KJ / MO]

CH Bond (для CH₄)

412. малая и поверхностная свободная энергия (поверхностное натяжение) низкое Свойство 3Химическая стойкость 9 0004 Причина: цепь CC окружена компактно расположенными атомами фтора (F) Свойство 4 Низкий показатель преломления и низкая диэлектрическая проницаемость Причина: Поляризуемость связи CF ограничена • 7 CF 90 90 : Связь углерод-фтор • CC: Связь углерод-углерод • Поляризуемость: Легкость движения электронов в электрическом поле [Справочник] • JFIA [Справочник по фторсодержащей смоле] LLC Santex | Фторопласт Фторопласт — 4 (ПТФЭ, ПТФЭ — политетрафторэтилен) Фторопласт-4 Применение: ПТФЭ применяют для изготовления деталей электротехнического, антикоррозионного, антифрикционного назначения, химически стойких уплотнительных элементов конструкций в машиностроении, приборостроении, химической, радиотехнической, пищевой промышленности, медицине. Фторопласт-4 особенно широко применяется при изготовлении подшипников, работающих без смазки, с ограниченной смазкой и в присутствии агрессивной жидкой или газообразной среды. Высокая термостойкость фторопласта-4 в сочетании с отличными диэлектрическими характеристиками материала позволяет использовать его в электронной радиотехнике для изоляции проводов, кабелей, разъемов, изготовления печатных плат, а также в технике СВЧ. В пищевой промышленности и бытовой технике фторопласт применяют для изготовления антиадгезионных и антиадгезионных покрытий, для изготовления уплотнений молокоотсосов и насосов для пищевых жидкостей. Тип Цвет Диаметр, мм Длина 1 мм Длина 2 мм Бар натуральный 5-110 1000 120-200 500 1000 Основные характеристики фторопласта: стойкость практически ко всем химически агрессивным средам, к действию бензина, керосина, масла, спиртов, кетонов, различных растворителей, концентрированных солей, кислот, щелочей и окислителей, набухает выше 327°С в жидких фторуглеродах, фреонах. ПТФЭ не выдерживает только воздействия расплавленных и растворенных щелочных металлов, трифторида хлора, газообразного фтора при 150°С и выше или при повышенном давлении; устойчивость к свету и неблагоприятным погодным условиям; устойчивость к горячим водяным парам; высокая антифрикционная способность; негорючий; хорошие электрические и диэлектрические свойства; не гигроскопичен; физиологически нейтральный; холодный поток. Свойства фторопласта Единицы Значение Плотность г/см 3 2.10-2.30 Цвет белый Водопоглощение за 24 часа при 23 о С % 0,00 Температура плавления о с 327 Максимально допустимая рабочая температура: — кратко — непрерывно в течение 20 000 часов или С 300 260 Минимальная рабочая температура или С -180 Прочность на растяжение (мин. ) МПа 14,0 Твердость по Бринеллю МПа 30-40 Теплопроводность Вт/(мК) 0,252 Коэффициент линейного теплового расширения: — среднее между 23 или С и 100 или С м/мК 16*10 -5 Диэлектрическая проницаемость при 100 Гц 2.1 Объемное удельное сопротивление Ом*см 10 17 -10 20 Поверхностное электрическое сопротивление Ом 10 16 -10 17 Последние достижения в области материалов | Высокоэффективные полимеры для изоляции авиационных проводов: текущее использование и перспективы на будущее Открытый доступ Обзор Джеральд Лопес * SAFRAN Tech — Департамент материалов и процессов, Rue des jeunes bois, Châteaufort CS 80112, 78772 Magny les Hameaux, Франция *  Корреспонденция: Джеральд Лопес Академический редактор: Хоссейн Хоссейнхани Получено:  25 ноября 2020 г. | Принято:  02 февраля 2021 г. | Опубликовано: 25 февраля 2021 г. Недавний прогресс в материалах 2021 , Том 3, Выпуск 1, doi:10.21926/об/мин.2101005 Рекомендуемая ссылка:  Лопес Г. Высокоэффективные полимеры для изоляции авиационных проводов: текущее использование и перспективы на будущее. Недавний прогресс в материалах 2021 ;3(1):15; дои: 10.21926/об/мин.2101005. © 2021 авторами. Это статья с открытым доступом, распространяемая на условиях лицензии Creative Commons by Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии правильного цитирования оригинальной работы. Аннотация Полимеры, такие как полиимиды и фторполимеры, широко используются для изоляции авиационных проводов. Они подвергаются воздействию различных изменяющихся факторов, таких как температура, давление, влажность, вибрация, истирание и т. д. Грядущая электрификация потенциально может увеличить спрос на эти системы. Действительно, это надвигающееся развитие технологий раздвигает границы обычно используемых проводов. Уменьшение размеров систем и повышение производительности является насущной потребностью.Для эффективной эксплуатации самолетов требуется новое поколение изоляционных материалов, способных выдерживать более высокие температуры и напряжения непрерывного использования. Этот обзор направлен на то, чтобы предоставить сообществу полимеров ключи к решению такой важной промышленной проблемы. Графический реферат Ключевые слова Фторполимеры; полиимиды; изоляция; куртки; провода 1. Введение Потребность в сокращении выбросов газов, оптимизации характеристик самолетов и снижении затрат на техническое обслуживание подтолкнула авиапромышленность к концепции «Больше электрических самолетов» (MEA) [ 1 ]. Электроэнергетические системы все чаще вытесняют пневматические, гидравлические и механические энергосистемы. Поддержание веса самолета в пределах его первоначальных спецификаций часто является проблемой, и грамм, сэкономленный на проводке, — это грамм, который можно использовать для увеличения полезной нагрузки и снижения расхода топлива. Более высокие токи избегаются из-за падения напряжения и веса. Следовательно, планируется использовать более высокие рабочие напряжения для разработки проводов следующего поколения. В 1936 году электрические системы эксплуатировались в 14.25 вольт постоянного тока (VDC). Рабочее напряжение было увеличено до 28 В постоянного тока в 1946 году. Наконец, системы переменного тока 115/200 вольт (В переменного тока) и 400 Гц стали широко использоваться. В настоящее время самолеты разрабатываются с более электрической архитектурой [ 2 ]. Например, Boeing 787 работает с гибридной системой напряжения, состоящей из 235 В переменного тока, 115 В переменного тока, 28 В постоянного тока и ± 270 В постоянного тока, производя в два раза больше электроэнергии, чем те, которые использовались для работы предыдущих моделей [ 3 ]. Потребляемая мощность B787 составляет почти 1 МВт, что вдвое больше, чем у B777 [ 3 ]. Таким образом, полимерные изоляционные материалы испытывают более высокие электрические нагрузки и эксплуатируются в жестких условиях. Это приводит к ряду технических проблем. Использование повышенных напряжений приводит к повышенному риску возникновения электрических разрядов, таких как газовый пробой, электрическая дуга и частичные разряды [ 4 ]. В настоящее время целевые напряжения остаются ниже 1000 В постоянного тока.Однако этот уровень напряжения потенциально может быть повышен в будущем (согласно Международной электротехнической комиссии (IEC 60038), класс напряжения считается средним напряжением (MV) в диапазоне 1-45 кВ). Следовательно, высокий уровень напряжения может привести к преждевременному износу полимерных изоляционных материалов. Электроника, работающая при более высоких температурах, необходима для уменьшения габаритов, снижения веса и повышения эффективности. Это надвигающееся развитие технологии порождает повышенную концентрацию энергии и раздвигает границы допустимой силы тока обычно используемых проводов.Температура является важным фактором, влияющим на полимерные диэлектрики [ 5 ]. Например, объемное удельное сопротивление, отражающее электроизоляционную способность материала, уменьшается с повышением температуры. На диэлектрическую прочность существенное влияние оказывает температура: при повышении температуры диэлектрическая прочность значительно снижается. Механические свойства, такие как предел прочности при растяжении, изгиб и модули Юнга, также зависят от повышения температуры. 2. Высокоэффективные полимеры, обычно используемые в качестве изоляционных материалов в авиационных проводах 2.1 Полиимиды История полиимида (обычное торговое название Kapton®, разработанное компанией DuPont в Уилмингтоне, штат Делавэр, рис. 1) в качестве изоляционного материала для проводов уникальна. Изобретенный в 1955 году, он был быстро признан отличным изоляционным материалом, демонстрирующим исключительное сочетание термической стабильности, механической прочности и химической стойкости.Следовательно, производители изготовили ленту, которая была обернута вокруг проводника, чтобы создать изолированный провод. В 1970-х годах Kapton® быстро проник в области коммерческих и военных самолетов (и даже космических челноков). Однако популярность проводки Kapton® закончилась в начале 1980-х годов, когда военные США заметили, что пожары и аварии самолетов могут быть связаны с короткими замыканиями. Рисунок 1 Химическая структура Kapton®. Полиимид действительно участвовал в нескольких инцидентах с самолетами и на какое-то время стал угрозой для аэрокосмической промышленности.Полиимиды быстро разлагаются при воздействии тепла, влажности и механических нагрузок (рис. 2) [ 6 ]. Рисунок 2 Поврежденные провода Kapton®. Некоторые полиимидные провода быстро разлагаются, что приводит к возникновению электрической дуги, что приводит к обугливанию полимера. По словам Армина Брюнинга из Lectromechanical Design Company, Kapton® взрывается во время отслеживания дуги и «вспышки», потому что « дуга вызывает температуру 5000 °C, и в этих условиях углерод испаряется, а свободный водород высвобождается. ” [ 7 ]. В начале 90-х угроза Kapton® была общепризнанной, и проводов на основе полиимида стали опасаться. В 1992 году ВМС США запретили использование полиимидных проводов в самолетах. Производители оригинального оборудования (OEM) начали искать альтернативы проводам с полиимидной изоляцией. Они не хотели идти на компромисс с выдающимися механическими характеристиками, демонстрируемыми Kapton®. Чтобы уменьшить воздействие воды и авиационных жидкостей на полиимидную изоляцию, полиимиды были соединены с верхним слоем PTFE Teflon® для изготовления проводов, чтобы уменьшить угрозы, связанные с отслеживанием дуги. В конце 90-х годов компания Airbus начала использовать Kapton® с тефлоновым покрытием, известным под общим названием «KT» (расшифровывается как Kapton®-Teflon®). Однако, по мнению некоторых специалистов, этот тип проволоки представляет собой « просто Kapton® с косметическим тефлоновым покрытием, которое используется только для целей маркировки и мало снижает склонность Kapton® к взрывоопасной дуге » [ 7 ]. Провод, известный как «TKT», был установлен на самолетах Boeing 757 и 737, выпущенных после 1992 года (рис. 3). По состоянию на середину 2006 года Airbus использует свою версию ТКТ.Это одни из немногих конструкционных типов проводов, которые хорошо работают в условиях высоких температур (до 260 °C). Рисунок 3 Провод ТКТ. Слева направо: медный сердечник, тефлон®, каптон®, тефлон®, оболочка из тефлона®. 2.2 Фторопласты После случайного обнаружения политетрафторэтилена (ПТФЭ, DuPont — теперь Chemours — торговая марка Teflon®) в 1938 году фторированные полимеры привлекли огромное внимание как высокоэффективные материалы. Фторированные полимеры представляют собой особый класс материалов, обладающих превосходными свойствами [ 8 ], такими как низкий коэффициент трения и низкое поверхностное натяжение, обусловленное низкими межмолекулярными силами. Действительно, ПТФЭ лишен постоянного дипольного момента из-за симметричного распределения зарядов (несмотря на полярный характер связи углерод-фтор, возникающий из-за высокой электроотрицательности фтора (шкала Полинга 3,98) по сравнению с углеродом (2,55)). Фторированные полимеры обладают отличной химической стойкостью, устойчивостью к высоким температурам и атмосферным воздействиям.Эти свойства можно объяснить стабильностью множественных связей углерод-фтор. Свойства низкой диэлектрической проницаемости, стабильности при высоких температурах, низкого влагопоглощения и низкого газовыделения делают фторированные полимеры хорошими кандидатами для использования в качестве изоляционных материалов. 2.2.1 Политетрафторэтилен, ПТФЭ ПТФЭ представляет собой универсальный фторполимерный пластик, пригодный для широкого спектра применений [ 9 ]. ПТФЭ нерастворим в большинстве растворителей и практически химически инертен.Он термически стабилен при температуре непрерывного использования около 260 °C. Неспекшийся ПТФЭ имеет температуру плавления (T m ) 342 °C и степень кристалличности, колеблющуюся от 89% до 98%. После спекания T m изменяется примерно до 327 °C, а степень кристалличности колеблется от 38% до 53%, в зависимости от исследуемой марки ПТФЭ. ПТФЭ обладают высокой прочностью на изгиб, электрическим сопротивлением и диэлектрической прочностью, водоотталкивающими свойствами и низким коэффициентом трения.ПТФЭ обычно имеет высокую молекулярную массу, что помогает достичь удовлетворительных механических свойств. Из-за высокой вязкости расплава процесс изготовления деталей из ПТФЭ отличается от процесса изготовления обычных полимеров, перерабатываемых в расплаве (, т.е. , литье под давлением и экструзия). ПТФЭ не выдерживает излучения высокой энергии и обладает низкой износостойкостью и стойкостью к истиранию [ 10 ]. Чтобы решить эту проблему, в ПТФЭ добавляют различные наполнители. ПТФЭ с наполнителем .ПТФЭ имеет низкий коэффициент трения (µ<0,2, даже в условиях сухого скольжения). При скоростях скольжения выше 8x10 90 504 –3 90 505 м/с при комнатной температуре он демонстрирует высокие скорости износа (10 90 504 –3 90 505 мм 90 504 3 90 505 /Нм) [ 11 , 12 ] и образует большое количество пластин. как мусор [ 13 ]. Добавление микро- или наноразмерных наполнителей потенциально может привести к снижению скорости износа композитов [ 14 , 15 ]. Добавление наполнителя может изменить такие характеристики, как сопротивление истиранию, сопротивление ползучести, теплопроводность и коэффициент линейного расширения [ 16 ].Добавление некоторых наполнителей делает ПТФЭ черным или темно-коричневым (рис. 4) [ 17 ]. Рисунок 4 Композиты с ПТФЭ-наполнителем после спекания. Воспроизведено с разрешения из литературного отчета [ 17 ]. Copyright 2015, IJSRP INC. Природа стекловолокна не оказывает существенного влияния на химические и электрические свойства. Тем не менее, композиты стекловолокна-ПТФЭ демонстрируют примерно вдвое большее сопротивление ползучести при сжатии и примерно в 1000 раз лучшую стойкость к истиранию, чем чистый ПТФЭ [ 18 ].В качестве наполнителя ПТФЭ широко используется аморфный углерод [ 19 ]. Композиты ПТФЭ-углерод обладают повышенным сопротивлением ползучести, твердостью и теплопроводностью. Кроме того, композиты ПТФЭ-графит обладают превосходными износостойкими характеристиками. Углеродсодержащие композиты из ПТФЭ обладают электропроводностью и поэтому являются антистатическими. Слюды представляют собой легкие и гибкие силикаты с мягким листом. Во время обработки композитов ПТФЭ-слюда частицы выравниваются перпендикулярно направлению прессования, что приводит к уменьшению усадки и теплового расширения. Однако прочностные характеристики остаются низкими. Композиты Fluorosint® PTFE-слюда Quadrant EPP демонстрируют улучшенную несущую способность и более низкий коэффициент теплового расширения по сравнению с PTFE [ 20 ]. Высокая загрузка бронзового наполнителя в ПТФЭ приводит к формированию композитов с повышенной теплопроводностью и сопротивлением ползучести [ 21 ]. Бронза имеет свойство окисляться; таким образом, приводя к некоторому обесцвечиванию. Однако это не влияет на конечные свойства материалов.Однако ПТФЭ с бронзовым наполнителем не подходят для использования в электроприборах (они чувствительны к химическим веществам). Композиты ПТФЭ-фторид кальция особенно подходят для применения в условиях плавиковой кислоты и сильных щелочей [ 22 ]. Композиты из ПТФЭ, наполненные дисульфидом молибдена, обладают улучшенной твердостью, жесткостью и меньшим трением. На электрические свойства ПТФЭ это не оказывает существенного влияния [ 23 ]. MoS 2 обычно используется в небольших количествах в сочетании с другими наполнителями.Оксид алюминия является отличным электрическим изолятором, улучшающим механические свойства композитов на основе ПТФЭ и делающим их подходящими для высоковольтных применений. Тем не менее, твердость Al 2 O 3 ухудшает обработку спеченных деталей [ 24 ]. ПТФЭ с добавлением смолы на основе ароматического полиэфира обладает улучшенными механическими свойствами, такими как сжатие и изгиб [ 25 ]. Композиты полиимиды-ПТФЭ имеют очень низкий коэффициент трения [ 26 ].Это делает их подходящими кандидатами для работы всухую. Тем не менее стоимость работы с этим композитом выше, чем со всеми другими ПТФЭ-композитами. 2.2.2 Этилен Тетрафторэтилен, ЭТФЭ ETFE (этилентетрафторэтилен), обычно называемый Tefzel®, представляет собой сополимер этилена (Е) и тетрафторэтилена (ТФЭ). ETFE часто используется в изоляции проводов для летного оборудования. По сравнению с ПТФЭ он обладает повышенной ударной вязкостью, стойкостью к истиранию и прорезанию.ЭТФЭ устойчив к радиации и обладает более высокой механической прочностью, чем другие фторполимеры. Tefzel® не имеет проблем ползучести, наблюдаемых в неправильно спеченном ПТФЭ. ЭТФЭ обрабатывается с использованием тех же методов, которые используются для разработки других термопластов (, например, , термосваривание, термоформование, ламинирование и высечка). На основе критерия 20 000 часов большинство марок рассчитаны на непрерывную работу при температуре 150 °C. Коррозия наблюдалась на проводах в мешках или в замкнутом пространстве [ 27 ].Карбонилдифторид, который выделяется в процессе производства, реагирует с влагой и приводит к образованию фтористого водорода. Преимущество ETFE состоит в том, что он сшивается высокоэнергетическим излучением. Сшитый ЭТФЭ, также называемый XL-ЭТФЭ, может непрерывно использоваться при температуре 200 °C и демонстрирует повышенную прочность на растяжение и стойкость к старению. Компания Marmon Aerospace & Defense поставляет высокотемпературные провода с двойным изоляционным слоем из XL-ETFE [ 28 ].Эти провода устойчивы к топливу и смазочным маслам. Они механически прочны и не распространяют горение. Они выдерживают температурные испытания в диапазоне от холодного изгиба при –65 °C до старения при 300 °C в течение 7 часов. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) сообщило, что XL-ETFE не соответствует критериям воспламеняемости в 30% кислорода. Действительно, XL-ETFE может производить значительное количество плотного токсичного дыма (плотность 96%+) при горении. Корпорация Grumman запретила его в 1982 году, а НАСА последовало его примеру в 1983 году [ 7 ]. 2.2.3 Перфторалкоксиполимер, PFA PFA представляет собой сополимер TFE и перфторалкилвинилового эфира, такого как перфторированный пропилвиниловый эфир (PPVE). Самая большая разница между PTFE и PFA заключается в том, что PFA можно перерабатывать в расплаве. PFA не может противостоять водопоглощению и атмосферным воздействиям, как PTFE. Однако он превосходит ПТФЭ с точки зрения устойчивости к солевому туману. PFA и PTFE имеют сходные диэлектрическую проницаемость и коэффициент рассеяния. PFA обладает значительно более высокой (в 3–4 раза) диэлектрической прочностью.При рабочих температурах оба материала демонстрируют одинаковые свойства, но они отличаются текучестью на холоде (PFA лучше, чем PTFE) и устойчивостью к складыванию (PTFE лучше, чем PFA) [ 29 ]. 2.2.4 Фторированный этиленпропилен, FEP Фторированный этиленпропилен (FEP), также называемый Teflon® FEP, представляет собой сополимер гексафторпропилена (HFP) и TFE. Значения стойкости ФЭП и ПТФЭ к едким веществам сопоставимы. Однако FEP демонстрирует значительно более низкую температуру плавления по сравнению с PTFE и PFA. FEP демонстрирует такую ​​же диэлектрическую проницаемость, как PTFE и PFA. С точки зрения механической прочности ФЭП не может конкурировать с ПТФЭ в отношении многократного складывания. Тем не менее, FEP работает лучше, чем PTFE, когда речь идет о покрытиях, связанных с воздействием моющих средств [ 30 ]. 2.2.5 Сравнение свойств В таблице 1 приведены основные свойства широко используемых фторопластов, которые можно использовать для разработки авиационных проводов. Информация, содержащаяся здесь, представляет собой типичные значения, полученные из литературы/поставщиков.Данные, полученные из литературных отчетов, использовались только для целей сравнения. Таблица 1 Сравнение свойств PTFE, PFA, FEP и ETFE. Таблица 1 Сравнение свойств PTFE, PFA, FEP и ETFE.   Стандарт ПТФЭ (CF 2 CF 2 ) нет ПФА (CF 2 CF 2 ) n -(CF 2 CF(OC 3 F 7 )) м ФЭП (CF 2 CF 2 ) n — (CF 2 CF(CF 3 )) м ЭТФЭ (CF 2 CF 2 ) n — (CH 2 CH 2 ) м Максимальный срок службы, 20 000 часов (°C) УЛ746 260 260 205 150 Удельный вес (кг дм –3 ) Д792 2. 15 2,15 2,15 1,70 Диэлектрическая проницаемость (10 6 Гц) Д1531 2.1 2.1 2.1 2,6 Коэффициент рассеяния (10 6 Гц) Д150 <0.0004 0,0002 0,0002 0,007 Диэлектрическая прочность (кВ мм –1 ), 0,25 мм Д149 >20 80 80 80 Объемное удельное сопротивление (Ом см –1 ) Д257 10 18 10 18 10 18 10 16 Водопоглощение, 24 часа (%) Д570 0. 01 0,03 0,01 0,03 Предельный кислородный индекс (%) Д2863 95 95 95 30–36 Воспламеняемость UL94 В-0 В-0 В-0 В-0 Прочность на разрыв при растяжении (МПа) Д1708 20–40 27 25–30 45 Удлинение (%) Д1708, Д638 250–500 300 300 200 Импакт по Изоду (с надрезом), 23 °C (Дж м –1 ) Д256 160–190 Без перерыва Без перерыва Без перерыва Модуль упругости при изгибе (МПа) Д790 450–600 700 550–650 1400 Модуль упругости при растяжении (МПа) Д638 350–550 270–280 350–500 800–1300 Температура плавления (°C) Д2236 327 305 270 260 Теплопроводность (Вт·м –1 К –1 ) С177 0. 24 0,19 0,25 0,23 КТР 10 –5 /°C (к.т.-60°С) Д696 9–11 11–13 8–11 9–11 Дугостойкость (с) Д495 300 180 300 75 Динамический коэф.трения Д3028 0,05–0,15 0,14–0,25 0,14–0,25 0,14–0,25 2.2.6 Обернутые и экструдированные оболочки на основе фторполимеров Экструдированная проволока была пропущена через матрицу с пластиковой трубкой, экструдированной вокруг проволоки в виде цилиндра. Для намотанной проволоки пластик в виде ленточной формы был обернут вокруг проволоки и запаян. Испытания проводились компанией Lectromec. Результаты показали, что конструкции проводов с экструдированной изоляцией (AS22759/34, XL-ETFE) продемонстрировали лучшие характеристики, чем конструкции с обмоткой из ленты (конструкция AS22759/87 PTFE-полиимид). Спецификация AS22759 распространяется на одножильные электрические провода с фторполимерной изоляцией, изготовленные из проводников с покрытием Sn, Ag или Ni из меди или медного сплава. Фторополимерная изоляция этих проводов потенциально может быть изготовлена ​​из ПТФЭ, ФЭП, ПВДФ, ЭТФЭ или других фторполимерных смол [ 31 ].Конструкции, обмотанные лентой, содержат больше пустот; таким образом, способствуя возникновению частичных разрядов (рис. 5) [ 32 ]. Рисунок 5 Обернутая оболочка по сравнению с оболочкой из экструдированного ПТФЭ. Более уместно сравнивать экструдированный и PTFE, обернутый лентой. По данным компании Druflon [ 33 ], в этом сопоставлении экструдированный ПТФЭ демонстрирует проблемы кольцевых трещин и осевых расколов. Эта компания производит втулки/трубки из ПТФЭ по методу «спекания с обмоткой лентой» (TWS) (рис. 6).Ленты из неспеченного ПТФЭ одинаковой толщины наматываются на оправку и спекаются. Несколько слоев лент сплавляются в однородный. После этого оправку удаляют, оставляя гильзу. Изоляция не выдавливается в зазоры между жилами проводов. Кроме того, молекулярная структура ПТФЭ Druflon-TWS предотвращает разрывы, что можно объяснить его биаксиальной ориентацией. Рис. 6 Метод оборачивания лентой и спекания (TWS). Процесс TWS сравним с процессом, предложенным У.Л. Gore & Associates [ 34 ]. Уилберт Ли Гор (1912–1986), работавший в период 1953–1957 годов в компании DuPont, проводил исследования в подвале своего дома. Сын Гора, Роберт (в то время еще второкурсник колледжа), предложил своему отцу взять неспеченную ленту из ПТФЭ и вставить ленты в зажимы каландровых валов, по одной с каждой стороны, и сделать полосу проводки вместо того, чтобы пытаться контролировать подачу порошка в валки. Уилберт Гор был удивлен тем, что два куска экструдированной ленты из ПТФЭ плотно сцепились друг с другом и что полученная сборка не разорвалась на части в процессе спекания, для которого требовался нагрев значительно выше температуры расплава кристаллов ПТФЭ. Последующие диэлектрические испытания ламинированного ленточного кабеля, проведенные на следующий день, показали, что в результате этого процесса был получен электрически исправный кабель. В настоящее время при разработке проводов следующего поколения компания Gore стремится объединить лучшие свойства существующих решений, не прибегая к: i) использованию ароматических углеводородов (которые вызывают недоверие из-за склонности к дуговому отслеживанию) и ii) увеличению толщины и масса.Основываясь на будущих потребностях, Gore уделяет особое внимание следующим ключевым характеристикам: i) пробой по напряжению и износостойкость, ii) (динамическая) стойкость к пробоям и iii) дугостойкость (влажная и сухая). Спецификации основаны на AS22759 ( , см. выше ), хотя конечной целью производительности являются «расширенные» спецификации JSWAG (JSWAG — группа действий по проводке совместных служб — совместный сервисный форум, обеспечивающий улучшения в области безопасности, надежности, ремонтопригодности и готовности всех самолетов Министерства обороны путем улучшения электрических проводов и систем межсоединений (EWIS) и систем волоконно-оптических кабелей) [ 35 ]. 2.2.7 Коммерчески доступный высокотемпературный инженерный фторполимер В 2011 году компания DuPont выпустила новую смолу, перерабатываемую в расплаве при высоких температурах, получившую название ECCtreme® ECA (рис. 7) [ 36 , 37 ]. Рисунок 7 Компания Chemours находится в авангарде инноваций в области фторполимеров уже более 75 лет. Эта смола может работать при температуре выше давнего верхнего предела использования 260 °C. Верхний предел может быть увеличен на 40 °C.Эта особая особенность была достигнута после процесса эпитаксиальной сокристаллизации (ECC). Это явление характеризуется увеличением кристалличности по двум путям: i) рост сферолитов внутри кристаллической структуры и ii) соединение полимерных цепей конец к концу. Смола может быть легко переработана в формы, трубы или проволочные покрытия. Исходный состав состоит из сухой смеси ПФА и низкомолекулярного ПТФЭ, называемой микропорошком ПТФЭ [ 38 ].Используемый PFA может представлять собой сополимер TFE и перфторпропоксиэтилена (PPVE) с содержанием PPVE 4,2 мас.%. Концевые группы этого PFA представляют собой в основном карбоновые кислоты. Также присутствует небольшая доля карбонилфторидов. Микропорошок ПТФЭ, например, фторсодержащая добавка Zonyl®, представляет собой порошок со средним размером частиц 12 мкм. Обычно он состоит из по меньшей мере 20 мас.% Zonyl®. Два полимера смешивают всухую, а затем смешивают в расплаве. Компоненты PFA и фторсодержащие добавки кристаллизуются независимо (наблюдаются две температуры плавления). Тепловое старение твердофазной смеси вызывает эпитаксиальную сокристаллизацию, что приводит к единой температуре плавления. По сравнению с полностью и частично фторированными фторполимерами эта смола обладает следующими характеристиками [ 38 ]: высокая комбинация термостойкости и химической стойкости, превосходная стойкость ПТФЭ к истиранию, отсутствие ухудшения свойств модуля при растяжении после почти двух лет постоянного воздействия до температуры 315 °C, диэлектрическая проницаемость аналогична диэлектрической проницаемости других перерабатываемых в расплаве перфторполимеров, а коэффициент рассеяния ниже, чем у стандартного PFA.97% его электрических свойств сохранились после 14 месяцев воздействия тепла при температуре 310 °C (на 10 градусов выше максимальной температуры использования). Улучшенная стойкость к проникновению газов (как углекислого газа, так и кислорода), повышенная стойкость к проникновению концентрированной HCl, стойкость к дымящейся серной и азотной кислотам, основаниям, агрессивным перекисям, антиоксидантам (применяется в высокотемпературных маслах) и метанолу (применяется в топливе). ) наблюдались. Детали, отлитые из смолы, не пострадали от воздействия пара высокого давления, общего врага многих фторполимеров.Однако сильные окисляющие кислоты, органические основания и сульфокислоты (в высоких концентрациях и вблизи их точек кипения) потенциально могут повлиять на свойства смолы. Компания Rubadue Wire Company выбрала фторопласт DuPont ECCtreme из-за его высокоэффективных характеристик [ 39 ]. Материалы проволоки с ЭКА-покрытием демонстрируют улучшенные характеристики при воздействии температур выше 280 °C. Их провода варьируются от AWG (американский калибр проводов) 8 до AWG 30, изготовлены из 27% никелированного медного проводника (одножильного или многожильного) и рассчитаны на 300 ° C и 600 В.Компания Zeus также разработала процессы экструзии теплоизолированных проводов ECCtreme® ECA [ 40 ]. 3. Окружающая среда самолета и надежность проводов Ограничения самолета: i) Электрика: проводимость, затухание, электромагнитные помехи (EMI) ii) Механические: Вибрация, истирание iii) Окружающая среда: температура, загрязнители iv) В зависимости от применения: наименьший вес, наименьший диаметр, критерии производительности Двумя наиболее важными факторами, которые следует учитывать при разработке авиационных приложений, являются безопасность и вес. Эксплуатационные расходы связаны с весом самолета. Таким образом, провода должны быть электрически и механически прочными. Они также не должны прибавлять самолету значительной массы. Идеальный кабель помогает достичь максимальной производительности при минимальном размере и минимальном весе. Экранирование кабеля также имеет решающее значение, поскольку возникают электромагнитные помехи (EMI). Разработка композиционных материалов для использования в конструкциях самолетов изменила электрические характеристики современных самолетов с точки зрения электромагнитных помех.Следовательно, необходимо улучшить экранирование на уровне пучка кабелей для защиты электронных систем. Механические нагрузки включают вибрацию, ускоряющие нагрузки и потенциальные повреждения во время установки и обслуживания. Перетирание проволоки может отрицательно сказаться на ее надежности. Это явление обычно вызвано трением проводов друг о друга или их крепления с течением времени. Окружающая среда самолета подвергает кабели воздействию загрязняющих веществ, таких как противообледенительные жидкости, гидравлические жидкости, чистящие растворы и вода.Такие загрязнения приводят к отслеживанию дуги [ 4 ], « явлению , при котором дуга между двумя или более проводами при возникновении будет поддерживаться через токопроводящий путь , образованный разрушением изоляции на измеримой длине » [ 41 ]. Сравнительный индекс отслеживания (CTI) обычно используется для измерения характеристик отслеживания дуги изоляционного материала (IEC 60112 [ 42 ], ASTM D368 [ 43 ]). Провода должны работать в широком диапазоне давлений ( e.г. , давление составляет 3,3 фунта на кв. дюйм на высоте 36 000 футов и 11,3 фунта на квадратный дюйм на высоте 7000 футов). Они также подвержены экстремальным колебаниям температуры из-за близости к горячим зонам на борту самолета. Когда полимеры подвергаются воздействию высоких температур, достаточно близких к T m и выше T g , происходит переупорядочение полимерных цепей, что приводит к усадке. Когда усадка превышает предел прочности при растяжении, появляются трещины. «Испытания на оправку» (MIL-W-22759) — это всесторонние испытания проволоки на устойчивость к растрескиванию под напряжением.Растрескивание под напряжением также может быть вызвано внешними и механическими воздействиями [ 44 ]. Мили проводов находятся внутри жгутов проводов самолета ( например , примерно 330 миль в Airbus 380 и 140 миль весом около 3500 фунтов в Boeing 747), которые часто труднодоступны. Наиболее частыми причинами электрических пожаров являются: (i) износ из-за старения и воздействия тепла, (ii) разрыв в результате механического воздействия, (iii) химическое загрязнение и (iv) разрывы изоляции, приводящие к обнажению металлических проводников. . Электрификация на горизонте — еще одно ограничение, которое следует учитывать, поскольку границы обычно используемых проводов значительно раздвинуты. Следовательно, требуется новое поколение изоляционных материалов, способных выдерживать более высокие температуры и напряжения при длительном использовании. Как упоминалось ранее, рабочее напряжение должно быть ниже 1000 В постоянного тока. Что касается температуры, типичная рабочая температура изоляционного материала должна находиться в диапазоне от −70 °C до +300 °C в течение как минимум 90 000 часов.Следовательно, низкая теплопроводность полимеров представляет собой технологический барьер, особенно для высокотемпературных применений [45]. 4. Теплопроводность Улучшенная теплопроводность требуется для отвода тепла, чтобы увеличить срок службы проводов. Сыпучие полимеры обычно обладают низкой теплопроводностью (0,1–0,5 Вт · м -1 К -1 ) из-за случайного расположения аморфных доменов, которое имеет тенденцию локализовать колебательные моды. За последние два десятилетия исследователи пришли к следующим выводам [ 45 ]: (i) Высокая плотность боковой цепи снижает теплопроводность. И наоборот, повышение прочности на растяжение и изгиб связей полимерной основы приводит к более высокой теплопроводности. (ii) Теплопроводность улучшается при низкой концентрации нанонаполнителя, но агрегация наполнителей может иметь противоположный эффект при дальнейшем увеличении концентрации.Однако при дальнейшем увеличении концентрации наполнителя теплопроводность может быть улучшена за счет образования теплотранспортных сетей (что может быть связано с агрегацией наполнителей). (iii) Внутренняя трехмерная сеть трехмерных наполнителей, таких как углеродная пена, графеновая пена и расширенный графит, может помочь снизить теплопроводность без теплового контактного сопротивления. (iv) Композиты с двойным наполнителем потенциально могут демонстрировать более высокую теплопроводность, что может быть связано с эффектом моста между обеими сетками и пониженным тепловым сопротивлением между наполнителями. (v) Влияние сшивающих узлов и водородных связей до сих пор неясно. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять эффект. 5. Выводы В будущем электрические системы будут играть еще более важную роль в определении эффективности более электрических самолетов. Необходимо разработать новое поколение изоляционных материалов, способных выдерживать более высокие температуры и напряжения непрерывного использования (300 °C и 1000 В постоянного тока соответственно).Известно, что полиимиды, такие как Kapton®, в сочетании с фторполимерами, такими как Teflon® PTFE, хорошо работают в условиях высоких температур (до 260 °C). Тем не менее, для разработки проводов следующего поколения влиятельные компании стремятся объединить лучшие свойства текущих решений, не прибегая к ароматическим углеводородам (не доверяют, потому что они склонны к дуговому отслеживанию). В 2011 году Chemours сообщила о синтезе смолы, перерабатываемой в расплаве при высоких температурах, температура которой превышает давний верхний предел использования в 260 °C. Верхний предел был расширен на 40°С. Таким образом, эта смола является отличным кандидатом для использования в высокотемпературных средах. Тем не менее, он недостаточно изучен для использования в качестве материалов для проволоки. Нет никаких сомнений в том, что фторполимеры, особенно фторполимерные композиты, будут по-прежнему оставаться одним из ведущих изоляционных материалов для проводов с высокими эксплуатационными характеристиками. Истирание может отрицательно сказаться на надежности проволоки, и добавление наполнителей может решить эту проблему. Точно так же использование трехмерных наполнителей является интересным способом повышения теплопроводности полимеров. Вклад авторов Всю исследовательскую работу по данному исследованию выполнил автор. Конкурирующие интересы Автор заявил об отсутствии конкурирующих интересов.   Каталожные номера Хауз М. Полностью электрический самолет. Мощность инж. 2003 г.; 17: 35-37.[Перекрестная ссылка] Христу И., Нельмс А., Коттон И., Муж М. Выбор оптимального напряжения для более электрических систем электропроводки самолета. ИЭТ Электр Сист Трансп. 2011 г.; 1: 24-30. [Перекрестная ссылка] Мадонна В., Джангранде П., Галеа М. Производство электроэнергии в самолетах: обзор, проблемы и возможности.ИЭТ Электр Сист Трансп. 2018; 4: 646-659. [Перекрестная ссылка] Риба Дж.Р., Гомес-Пау А., Морено-Эгилаз М., Богарра С. Управление отслеживанием дуги в системах изоляции для авиационных применений: проблемы, возможности и потребности в исследованиях. Датчики. 2020; 20: 1654. [Перекрестная ссылка] Дробный Ю.Г.Полимеры для электричества и электроники: материалы, свойства и применение. Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья; 2012. [Перекрестная ссылка] Kurek J, Bernstein R, Turner N, Etheridge M, LaSalle G, McMahon R, et al. Исследование деградации проводки самолета. Заключительный отчет. Вашингтон, округ Колумбия: Управление планирования операций организации воздушного движения авиационных исследований и разработок; 2008 г.; 20591. Патерсон А. Типы электрических проводов самолетов, связанные с электрическими пожарами самолетов [Интернет]. Авиационная безопасность; 2007. Доступно по адресу: http://www.vision.net.au/~apaterson/aviation/wire_types.htm. Эбнесайяд С. Введение во фторполимеры: материалы, технология и применение.1-е изд. Британский: Эльзевир; 2013. Дханумалайан Э., Джоши Г.М. Эксплуатационные свойства и области применения политетрафторэтилена (ПТФЭ) — обзор. Adv Compos Hybrid Mater. 2018; 1: 247-268. [Перекрестная ссылка] Deli G, Qunji X, Hongli W. Изучение износа политетрафторэтилена с наполнителем.Носить. 1989 год; 134: 283-295. [Перекрестная ссылка] Бланше Т.А., Кеннеди Ф.Е. Скользящий механизм износа политетрафторэтилена (ПТФЭ) и композитов ПТФЭ. Носить. 1992 год; 153: 229-243. [Перекрестная ссылка] Конте М., Игартуа А. Исследование трибологического поведения композитов ПТФЭ.Носить. 2012 г.; 296: 568-574. [Перекрестная ссылка] Ланкастер Дж.К. Влияние армирования углеродным волокном на трение и износ полимеров. J Phys D Appl Phys. 1968 год; 1: 549. [Перекрестная ссылка] Танака К., Каваками С. Влияние различных наполнителей на трение и износ композитов на основе политетрафторэтилена.Носить. 1982 год; 79: 221-234. [Перекрестная ссылка] Бхаргава С. , Бланше Т.А. Необычно эффективный нанонаполнитель противоречит специфичным для микронаполнителя механизмам износостойкости ПТФЭ-композита? Джей Трибол. 2016; 138: 042001. [Перекрестная ссылка] Эбнесайжад С. 16.Наполненные фторполимерные компаунды. В книге «Фторопласты», том 1: Неперерабатываемые в расплаве фторполимеры — исчерпывающее руководство пользователя и справочник. 2-е изд. Норидж, Нью-Йорк: Уильям Эндрю; 2014. стр. 336-381. Венкатешварлу Г., Шарада Р., Рао М.Б. Влияние наполнителей на диэлектрическую прочность композитов на основе ПТФЭ. Int J Sci Res Publ. 2015 г.; 5: 560-568. Вада Ю.Новости технологий Valqua [Интернет]. Весна 2017 г., № 32. Доступно по адресу: http://www.valqua.co.jp/wp-content/uploads/pdf/technical/32e/vtn032e.pdf. Маковец М.Э., Бланше Т.А. Улучшенная износостойкость композитов ПТФЭ с нанотрубками и другими углеродными наполнителями. Носить. 2017; 374: 77-85 [Перекрестная ссылка] Исключительная размерная стабильность для точного контроля допусков [Интернет].Mistubishi Chemical Advanced Materials. Доступно по адресу: http://www.mcam.com/fr/industries/traitement-chimique-petrole-et-gaz/lumintr-500. Паша Б.М., Будан Д.А., Басавараджаппа С., Ядав С.М., Низамуддин Б.А. Исследования износостойкости политетрафторэтилена, наполненного частицами стекла и бронзы, по методике Тагучи. J Thermoplast Compos Mater. 2013; 26: 243-259. [Перекрестная ссылка] Бесседе Дж.Л., Элкоун С., Сточмил С., Этьен С.Диэлектрические свойства композиционных изоляционных материалов на основе ПТФЭ: межфазные эффекты. Материалы конференции по ежегодному отчету 2000 г. по электрической изоляции и диэлектрическим явлениям. 2000 г. 15-18 октября; Виктория, Канада. Нью-Йорк: Институт инженеров по электрике и электронике. Адериха В.Н., Краснов А.П., Шаповалов В.А., Голуб А.С. Особенности трибологического поведения низконаполненных композитов на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и дисульфида молибдена.Носить. 2014; 320: 135-142. [Перекрестная ссылка] Dhas DJ, Senthilnathan S, Manivannan G, Azhagesan N. Обширное исследование характеристик износа композита оксид алюминия-ПТФЭ для применения в медицинских имплантатах. Int J Compos Mater. 2017: 7; 115-119. Полиэфирные наполнители Ekonol® для тефлоновых уплотнений и подшипников [Интернет].Решения для покрытий Saint-Gobain. Доступно по адресу: http://www.coatingsolutions.saint-gobain.com/materials/ekonol-polyester-fillers-ptfe-seals-bearings. Политетрафторэтилен, наполненный полиимидом (SP191) [Интернет]. BALSEAL Engineering Inc. Доступно по адресу: http://www. balseal.com/wp-content/uploads/2019/03/sp_191_material_data_sheetM_64.pdf. Боддапати А.Измерение фторида, выделяемого из фторполимерной изоляции проводов [Интернет]. Вашингтон, округ Колумбия: НАСА; 2011 г.; GSFC.CPR.4758.2011. Доступно по адресу: https://ntrs.nasa.gov/citations/20110015288. Гибкий сшитый фторполимер [Интернет]. Манчестер, Нью-Хэмпшир: Marmon Aerospace & Defense. Доступно по адресу: http://www.marmon-ad.com/aerospace/cross-linked-etfe. Сходства и различия ПТФЭ и ПФА [Интернет].Сент-Луис, Миссури: Emerson Electric. Доступно по адресу: http://www.emerson.com/documents/automation/white-paper-ptfe-pfa-similarities-differences-rosemount-en-585104.pdf. Что такое фторированный этиленпропилен (ФЭП)? [Интернет] Хуэйчжоу: Гуанхайский материал. Доступно по адресу: http://www.gh-material. com/news/what-it-is-fluorinated-этилен-пропилен-феп-5961495.html. Провод электрический с фторопластовой изоляцией из меди или медного сплава [Интернет].САЕ Интернэшнл. Доступно по адресу: http://www.sae.org/standards/content/as22759/. Траскос М. Воздействие высокого напряжения на систему электропроводки самолета [Интернет]. Шантильи, Вирджиния: Lectromec. Доступно по адресу: http://www.lectromec.com/high-voltage-impact-the-aircraft-wiring-system. Провода с фторопластовой изоляцией – преимущества метода TWS [Интернет].Газиабад: Друфлон. Доступно по адресу: http://www.druflon.com/twswires.html. Кровавая история [Интернет]. Ньюарк, Делавэр: Гор. Доступно по адресу: http://www.gore.com/about/the-gore-story?view=our-history. Группа действий по проводке совместных служб [Интернет]. Река Патаксент, Мэриленд: ВМС США. Доступно по адресу: http://www.navair.navy.mil/jswag/. Лахиджани Дж. Перфторполимеры, изготавливаемые из расплава, с улучшенными свойствами теплового старения. Уилмингтон, Делавэр: EI du point de Nemours & Company; 2014; US8648147B2. Страбелли П.Новый перерабатываемый в расплаве перфторполимер с верхней температурой использования 300 градусов Цельсия. Безрецептурный Бразилия. 2013. [Перекрестная ссылка] Фторполимерные смолы ECCtreme™ ECA [Интернет]. Уилмингтон, Делавэр: Компания Chemours. Доступно по адресу: http://www.teflon.com/en/products/resins/eca-resins. Рубадювир.Грили, Колорадо: Rubadue Wire Company, Inc. Изолированный провод [Интернет]. Zeus Industrial Products, Inc. Доступно по адресу: http://www. zeusinc.com/products/insulated-wire/. Сильвестр Дж.Возникновение дуги в аэрокосмическом электрическом кабеле. Бремен, Германия: MBB/ERNO; 1991. МЭК. IEC 60112:2020 CMV Версия с комментариями. Метод определения прочностных и сравнительных показателей текучести твердых изоляционных материалов. Женева, Швейцария: стенд IEC; 2009. ASTM.ASTM D3638-12. Стандартный метод испытаний для сравнительного индекса текучести электроизоляционных материалов. Западный Коншохокен, Пенсильвания, США: ASTM; 2012. Бэйли Р.Л., Беднарчик Дж.Дж., Мехта П.М. Выбор смолы PTFE для проводов и кабелей с высокими эксплуатационными характеристиками. Материалы 35-го Международного симпозиума по проводам и кабелям; 1986 г. 18-20 ноября; Рино, Невада. Э.И. дю Пон де Немур и Ко., Inc. Гонг Д. , Сюэ Ц., Ван Х. Изучение износа политетрафторэтилена с наполнителем. Носить. 1989 год; 134: 283-295. [CrossRef] Заявка на патент США для МОДИФИЦИРОВАННОЙ ФТОРОПЛАСТИЧЕСКОЙ КОМПОЗИЦИИ И МОДИФИЦИРОВАННОГО ФТОРОПЛАСТИЧЕСКОГО ЛИТОГО ИЗДЕЛИЯ Заявка на патент (Заявка № 20060020083, выданная 26 января 2006 г.) Настоящая заявка основана на заявке на патент Японии №2003-129491, полное содержание которого включено сюда в качестве ссылки. ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Область изобретения Настоящее изобретение относится к модифицированной фторопластовой композиции, обладающей превосходной стойкостью к истиранию и сопротивлению ползучести, которая может быть использована для деталей скольжения, уплотнительных изделий, набивки и прокладок, таких как а также емкости, приспособления, трубопроводы и т.п. для изготовления полупроводников, а также формованные изделия, изготовленные из такой модифицированной фторопластовой композиции. 2. Описание предшествующего уровня техники Фторопласт обладает низкими антифрикционными свойствами и превосходными термостойкостью, электрическими свойствами, химической стойкостью и свойствами защиты от загрязнения (неокрашивающими свойствами), так что такой фторопласт широко используется в различных промышленных и бытовых приложений. С другой стороны, фторопласт проявляет заметное истирание и значительную деформацию ползучести в условиях скольжения или сжатия при высокой температуре, и, таким образом, был случай, когда фторопласт нельзя было применять. В качестве компенсации этого недостатка во фторопласт добавляют наполнитель, такой как стекловолокно и углеродное волокно, за счет чего улучшаются свойства истирания и деформации ползучести. Однако в соответствии с описанным выше способом существует проблема, заключающаяся в том, что такой армированный фторопласт повреждает детали, изготовленные из мягкого металла, такого как алюминий, при этом детали находятся в состоянии скольжения по отношению к формованному изделию, изготовленному из армированного фторопласта. .Для устранения недостатка изучается разнообразие наполнителей. Пример наполнителя, который не повреждает детали, находящиеся в состоянии скольжения с армированным фторопластом, включает полиимидную смолу, ароматические полиэфирные смолы и т.п. Однако, даже если такой наполнитель добавляется к фторопласту, достаточная стойкость к истиранию и сопротивление ползучести не обязательно будут получены в тяжелых условиях скольжения, таких как среда с высокой скоростью или высокой нагрузкой, или среда в случае, когда детали должны быть в состоянии скольжения по отношению к полученному фторопластовому изделию имеет замечательную шероховатость поверхности. С одной стороны, существует модифицированный фторопласт, раскрытый в выложенной заявке на патент Японии № 2000-129019, который предназначен для получения элемента скольжения, обладающего превосходной стойкостью к истиранию, путем модификации самого фторопласта без добавления какого-либо наполнителя. Даже в модифицированном фторопласте не достигается достаточная стойкость к истиранию и сопротивление ползучести в тяжелых условиях скольжения. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соответственно, целью настоящего изобретения является создание модифицированной фторопластовой композиции, из которой изготавливается элемент, обладающий отличной стойкостью к истиранию и сопротивлением ползучести даже в тяжелых условиях скольжения, помимо элемента, который не повреждает деталей, находящихся в состоянии скольжения при этом, и хорошие свойства, присущие фторопласту, реализуются также модифицированной фторопластовой композицией, и для получения формованных изделий, полученных из модифицированной фторопластовой композиции. Для достижения вышеописанной цели модифицированная фторопластовая композиция по настоящему изобретению содержит модифицированный фторопласт, полученный путем воздействия ионизирующего излучения на первый немодифицированный фторопласт, нагретый до точки плавления или более высокой температуры в атмосфере инертного газа, второй немодифицированный фторопласт и полиамидоимидная смола. В модифицированной фторопластовой композиции по настоящему изобретению масса модифицированного фторопласта составляет от 5 массовых частей до 50 массовых частей от общей массы модифицированной фторопластовой композиции, масса полиамидоимидной смолы составляет 5 массовых частей по массе до 20 массовых частей от общей массы модифицированной фторопластовой композиции, а суммарная масса модифицированного фторопласта и полиамидоимидной смолы составляет от 10 массовых частей до 60 массовых частей от общей массы модифицированной фторопластовой композиции . В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению первый немодифицированный фторопласт представляет собой по меньшей мере один член, выбранный из группы, состоящей из полимеров на основе тетрафторэтилена, сополимеров на основе тетрафторэтилена и перфтор(алкилвинилового эфира) и тетрафторэтилена и гексафторпропилена. сополимеры на основе. В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению второй немодифицированный фторопласт представляет собой по меньшей мере один член, выбранный из группы, состоящей из полимеров на основе тетрафторэтилена, сополимеров на основе тетрафторэтилена и перфтор(алкилвинилового эфира) и тетрафторэтилена и гексафторпропилена. сополимеры на основе. В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению любой из полимеров на основе тетрафторэтилена содержит 0,2 мольных % или менее полимерного звена, полученного из сополимеризуемого мономера, выбранного из группы, состоящей из перфтор(алкилвинилового эфира), гексафторпропилена, (перфторлакил)этилен и хлортрифторэтилен. В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению первый или второй немодифицированный фторопласт представляет собой полимер на основе тетрафторэтилена, и дополнительно содержится 1 мол.% или менее гетерогенного фтормономера. В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению модифицированный фторопласт имеет теплоту кристаллизации 40 Дж/г или менее и температуру плавления 325°С или менее. В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению модифицированный фторопласт получают путем воздействия ионизирующего излучения на первый немодифицированный фторопласт, нагретый до точки плавления или более высокой температуры в атмосфере инертного газа, имеющей концентрацию кислорода 10 торр или менее в пределах диапазон доз облучения от 1 кГр до 10 МГр. В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению более высокая температура составляет от 10 до 30°С, чем температура плавления. В модифицированной фторопластовой композиции по настоящему изобретению фторопласт представляет собой полимер на основе тетрафторэтилена, нагретый при температуре от 327°С до 357°С. В модифицированной фторопластовой композиции по настоящему изобретению фторопласт представляет собой сополимер на основе тетрафторэтилена и перфтор(алкилвинилового эфира), нагреваемый при температуре от 310°С.до 340°C. В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению фторопласт представляет собой сополимер на основе тетрафторэтилена и гексафторпропилена, нагретый при температуре от 275°C до 305°C. Формованное изделие из модифицированного фторопласта согласно настоящему изобретению содержит модифицированную фторопластовую композицию, отформованную в заданную форму, при этом модифицированная фторопластовая композиция содержит модифицированный фторопласт, полученный путем воздействия ионизирующего излучения на первый немодифицированный фторопласт, нагретый до точки плавления или более высокой температуры в атмосфере инертного газа, второй немодифицированный фторопласт и полиамидоимидная смола. В модифицированной фторопластовой композиции согласно настоящему изобретению модифицированная фторопластовая композиция дополнительно содержит твердую смазку, выбранную из группы, состоящей из дисульфида молибдена и графита. ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Ниже будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Пример первых немодифицированных фторопластов, которые используются для их модификации, и вторых немодифицированных фторопластов, которые еще не были модифицированы, включают полимеры на основе тетрафторэтилена (далее именуемые «PTFE»), сополимер тетрафторэтилена-фторалкокситрифторпропилена (далее именуемый «PFA »), сополимер тетрафторэтилена-гексафторпропилена (далее именуемый «ФЭП») и политетрафторэтилен-перфтордиокситол (далее именуемый «ТГФ/ПДД»). Вышеописанный ПТФЭ также включает те, которые содержат 0,2 мольных % или менее полимерного звена, полученного из сополимеризуемого мономера, такого как перфтор(алкилвиниловый эфир), гексафторпропилен, (перфторлакил)этилен и хлортрифторэтилен. Кроме того, фторопласты в описанной выше сополимерной форме могут содержать небольшое количество третьего компонента в своих молекулярных структурах. Желательно, чтобы модифицированные фторопласты, используемые в настоящем изобретении, имели температуру плавления 325°C.или менее, и теплотой кристаллизации 40 Дж/г или менее. В условиях обработки, когда значения свойств этих фторопластов превышают описанные выше, их сопротивление истиранию и сопротивление ползучести заметно снижаются. В случае, когда фторопласт представляет собой PFA, предпочтительно, чтобы температура плавления PFA составляла 305°С или менее, а теплота кристаллизации составляла 26 Дж/г или менее. В случае, когда фторопласт представляет собой ФЭП, предпочтительно, чтобы температура плавления ФЭП составляла 275°С или менее, а теплота кристаллизации составляла 11 Дж/г или менее. Для оценки вышеописанных термических свойств используется дифференциальный сканирующий калориметр (ДСК). Повышение температуры и снижение температуры фторопласта повторяют два раза соответственно по 10°С/мин. в диапазоне от 50 до 360°С для определения температуры эндотермического пика кривой ДСК при втором повышении температуры в качестве точки плавления. Кроме того, теплоту кристаллизации определяют по площади пика, окруженной экзотермическим пиком при втором снижении температуры, и по базовой линии в соответствии с JIS K7122. Модифицированные фторопласты, используемые в настоящем изобретении, могут быть получены путем воздействия ионизирующего излучения на первый немодифицированный фторопласт, который находится в состоянии, при котором он нагревается до температуры плавления или более высокой температуры в атмосфере инертного газа с концентрацией кислорода 10 торр или менее в диапазоне доз облучения от 1 кГр до 10 МГр. В настоящем изобретении пример используемого ионизирующего излучения включает гамма-лучи, электронные лучи, рентгеновские лучи, нейтронное излучение и высокоэнергетические ионы. В случае применения ионизирующего излучения необходимо нагреть первый немодифицированный фторопласт до температуры его кристаллического плавления или более высокой температуры. Например, когда ПТФЭ используется в качестве фторопластового материала, требуется подвергнуть фторопластовый материал воздействию ионизирующего излучения, который находится в условиях нагревания при более высокой температуре, чем 327°С, являющейся точкой плавления фторопластового материала. В случае использования PFA или FEP требуется подвергать такой материал ионизирующему излучению в условиях нагревания, при которых первый PFA нагревается до температуры плавления 310°C.или более высокой температуре, в то время как последний ФЭП нагревают до его точки плавления 275°С или более высокой температуры. Нагревать фторопласт до его точки плавления или более высокой температуры означает активировать молекулярное движение основных цепей, составляющих фторопласт, благодаря чему становится возможным эффективное ускорение реакций сшивки между молекулами. Однако чрезмерное нагревание приводит к неблагоприятному разрезанию и разложению молекулярных цепей основной цепи. Соответственно, температура нагрева должна быть ограничена диапазоном, в котором она составляет от 10 до 30°C. выше, чем точка плавления фторопластов, ввиду подавления возникновения такого явления деполимеризации. Кроме того, формованное изделие из модифицированного фторопласта в соответствии с настоящим изобретением может быть получено таким образом, что металлическая форма, имеющая заданный профиль, заполняется вышеупомянутой модифицированной фторопластовой композицией и формуется под заданным давлением. В соответствии с модифицированными формованными изделиями из фторопласта ожидается широкий спектр применений для элементов скольжения, таких как несмазанный подшипник, динамическое уплотнение, ролики для копировальной машины и подушка подшипника, а также промышленные детали, связанные с полупроводниками.Кроме того, можно повысить смазывающую способность путем добавления дисульфида молибдена, графита и т.п. в модифицированную фторопластовую композицию по настоящему изобретению в соответствии с ее применением. ПРИМЕРЫ Далее настоящее изобретение конкретно описано, а полезные эффекты изобретения также продемонстрированы на основе сравнения настоящих примеров со сравнительными примерами. Порошок ПТФЭ (торговое название: P-192 производства Asahi Glass Co., Ltd.) использовали в качестве первого немодифицированного фторопласта и второго немодифицированного фторопласта, а в качестве полиамидимидной смолы использовали порошок полиамидоимида (торговое название: Torlon 4000TF производства Amoco Co.). Кроме того, углеродное волокно (торговое название: Kreca Chop M-2007S производства Kureha Chemical Industry Co., Ltd.), дисульфид молибдена (торговое название: Molykote Z производства Dow Corning Co., Ltd.) и графит (торговое название: TIMREX KS6). производства TIMCAL Co., Ltd.) использовались в качестве других добавок. Модификация фторопласта производилась следующим образом. Вышеописанный ПТФЭ подвергали воздействию пучка электронов (ускоряющее напряжение 2 МэВ) с дозой облучения 100 кГр при температуре нагрева 340°С при концентрации кислорода 1 торр в атмосфере азота. Полученный порошок модифицированного фторопласта измельчали ​​в струйной мельнице до тех пор, пока средний диаметр его частиц не достигал примерно 20 мкм. Эти материалы были смешаны с помощью миксера при температуре материала и температуре окружающей среды 15°C.в композициях составов, указанных в следующей таблице 1. Металлическую форму, имеющую диаметр 45 мм и высоту 80 мм, загружали каждым из полученных соединений и прессовали в течение пяти минут при давлении 50 МПа для прессования соединения. Затем полученный продукт во всех примерах и сравнительных примерах вынимали из металлической формы и прокаливали при 360°С в течение двух часов в атмосфере, отличной от атмосферы примера 4, сравнительного примера 3 и сравнительного примера 4, где общая масса модифицированного ПТФЭ и полиамид-полимидной смолы составляет 30 массовых частей или более.В этих примере 4, сравнительных примерах 3 и 4 каждое из полученных соединений подвергали прессованию при нормальной температуре с последующим прокаливанием при 360°С в течение двух часов при атмосферном давлении. После этого полученный продукт, содержащийся в металлической форме, вынимали при нормальной температуре и подвергали компрессионному формованию при давлении формования 20 МПа с получением стержня. Из подготовленных таким образом стержней вырезали заданную длину для получения образцов для испытаний. Таблица 1 Состав Состав (весовые части) ExampleComparative Пример Composition123412345 PTEF827780687782575777Modified PTFE1010152020431010Polyamide-имид Resin5105101530Molybdenum Disulfide333333Graphite2Carbon Fiber10 Далее, оценки на характеристических свойствах образцов будут описаны ниже.Испытания проводили три раза на образец, и среднее значение определяли как среднее арифметическое по результатам измерения образцов. (1) Свойства при растяжении Было проведено испытание на основе JIS K7161, и испытание проводилось с использованием испытательного образца толщиной 0,5 мм при скорости 200 мм/мин. скорость испытания на растяжение. (2) Свойства стойкости к истиранию Для испытаний на трение и истирание с упором использовали испытательный образец (25. наружным диаметром 6 мм, внутренним диаметром 20,6 мм и толщиной 1 мм) приклеивали к цилиндрическому кольцу (внешний диаметр 25,6 мм и внутренний диаметр 20,6 мм), изготовленному из нержавеющей стали 304. Испытания проводились с использованием элемента, фрикционируют с испытательным образцом, в котором элемент представляет собой пластину ADC 12 (длина 30 мм, ширина 30 мм, толщина 5 мм и шероховатость поверхности Ra 0,4 мкм) со скоростью 50 м/мин. под давлением 1 МПа. По прошествии двадцати четырех часов измеряли уменьшение веса испытуемого образца и определяли сравнительную величину истирания по следующей формуле: V SA =V /( P.L ) , где V — величина абразивного износа, P — испытательная нагрузка и L — средний путь скольжения. Кроме того, повреждения в элементе, подвергаемом трению с образцом для испытаний, определяли по изменению веса до и после испытания на истирание. Полученные свойства (свойства при растяжении и свойства сопротивления истиранию) показаны в следующей таблице 2. ТАБЛИЦА 2 Результаты свойств813.414.612.521.825.315.111.212.6PropertiesStrength (МПа) Относительное удлинение (%) 3602803702503 340160120AbrasionComparative6025181035007300230096001900ResistanceAbrasion QuantityProperties (× 10 -8 мм 3 / Нм) Коэффициент of0.200.180.250.200.260.340.300.360.27FrictionDamages в toNoNoNoNoNoNoNoYesYesbe членах fractionizedwith Test SpecimenWeight Изменения в 2.83.53.63.61.80.82.0-1.8-2.2 Элемент для фрикционирования с соском Образец (мг) Из вышеописанных результатов было понятно, что все формованные изделия, приготовленные из композиции, содержащей модифицированный ПТФЭ и полиамидоимидная смола в качестве основных компонентов в соответствии с настоящими примерами проявляла хорошие свойства при растяжении и превосходные свойства стойкости к истиранию.Кроме того, алюминиевый материал, представляющий собой элемент, трущийся об испытуемый образец, не был поврежден после проведения испытания на истирание, поскольку вес элемента увеличивается за счет образования переносимой на алюминиевый материал пленки из материалов, содержащихся в вышеописанном составе. С другой стороны, все формованные изделия, полученные в сравнительных примерах с 1 по 4, показали плохую стойкость к истиранию в условиях высокого давления на его плоскость полученного формованного изделия.В частности, в сравнительном примере 4, где было добавлено большое количество полиамидимидной смолы, вес элемента, тренируемого с образцом для испытаний, уменьшился, так что элемент был поврежден. Кроме того, образец для испытаний, к которому был добавлен наполнитель, отличный от полиамидоимидной смолы в сравнительном примере 5, царапал элемент, трущийся с образцом для испытаний, так что он был поврежден. Как видно из сравнения вышеописанных примеров со сравнительными примерами, формованные изделия в соответствии с настоящими примерами демонстрируют превосходные свойства при растяжении и сопротивление истиранию, кроме того, они могут подавлять повреждения мягких металлов, таких как алюминий, поэтому что модифицированная фторопластовая композиция может внести заметный вклад в улучшение модифицированного фторопластового формованного изделия с точки зрения расширения области ее применения. Поскольку модифицированная фторопластовая композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит полиамидоимидную смолу в дополнение к модифицированному фторопласту, становится возможным достижение отличной стойкости к истиранию и сопротивления ползучести даже в неблагоприятных условиях без повреждения элемента, трущихся с подготовленным формованным изделием. из модифицированной фторопластовой композиции по настоящему изобретению. В связи с этим могут быть реализованы описанные выше хорошая стойкость к истиранию и сопротивление ползучести, кроме того хорошие свойства, присущие фторопласту, не ухудшаются при такой компоновке, что масса вышеописанного модифицированного фторопласта составляет от 5 весовых частей до 50 весовых частей по массе от общей массы модифицированной фторопластовой композиции, масса вышеописанной полиамидоимидной смолы составляет от 5 массовых частей до 20 массовых частей от общей массы модифицированной фторопластовой композиции, а суммарная масса модифицированной фторопласта и полиамидоимидной смолы составляет от 10 массовых частей до 60 массовых частей от общей массы модифицированной фторопластовой композиции. Кроме того, когда описанные выше модифицированные фторопластовые композиции отливают в заданные формы для получения модифицированных фторопластовых формованных изделий, соответственно, становится возможным обеспечить элементы скольжения, такие как несмазываемый подшипник, динамическое уплотнение, ролики для копировальной машины и подшипник колодки и полупроводниковые полупроводниковые промышленные детали для широкого спектра применений. Специалистам в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть воплощено в других конкретных формах, не отступая от его сущности или основных характеристик. Таким образом, раскрытые варианты осуществления во всех отношениях считаются иллюстративными, а не ограничивающими. Объем изобретения указан в прилагаемой формуле изобретения, а не в предшествующем описании, и предполагается, что все изменения, входящие в его значение и диапазон эквивалентов, включены в него. . Leave A Reply Отменить ответ