Технические характеристики и применение фторопласта
Фторопласт - это углеводород полимерной структуры который может содержать в своем составе от 1 до 4 атомов фтора.
Технические характеристики фторопласта определяются их количеством, наличием дополнительных галогенов, а также пространственной модификацией вещества и соединением, использованным в качестве мономера.
На данный момент выделяют 4 вида данных полимеров:
Политетрафторэтилен (Ф4).
Политрифторхлорэтилен (ФЗ).
Поливинилденфторид (Ф2).
Сополимеры.
Первые три соединения представляют собой гомополимеры, это означает, что в их цепи множественно повторяется только один мономер. В первых двух случаях это этилен, в третьем - винил. Сополимер имеют в своем составе дополнительные включения в виде пропилена, а также могут являться комбинацией углеводородов из трех первых групп.
Представленные марки материала различаются между собой по плотности, растворимости в щелочах и кислотах, температурой эксплуатации, тепло и электропроводимостью. Их используют для разных целей в промышленных и научных сферах. Максимальной плотностью обладает фторопласт Ф4. Он является наиболее применимым и востребованным полимером.
В чем заключаются минусы sip панелей и как избежать распространенных ошибок при строительстве помещений из такого материала?
Высокие эксплуатационные свойства деталей, получаемых из жидкого (эластичного) двухкомпонентного полиуретана позволяют использовать их в сложных рабочих условиях, где требуется повышенная прочность и химическая стойкость изделий. Более подробн о применение материала читайте здесь
Особенности политетрафторэтилена
Обычно под словом «фторопласт» понимают именно Ф4. Другое запатентованное название соединения - тефлон. Плотность Ф4 составляет 2.2 г/см³. Он является мягким, белым, тягучим материалом. Его морозостойкость дает возможность его использования при температуре до -70°. Начало разрушения связей между углеводами цепи и плавление фторопласта наблюдается при температуре 260°.
Благодаря мелкоячеистой структуре тефлон не смачивается водой и является химически инертным. Он не подвержен действию высококонцентрированных кислот и оснований. Одним из немногих веществ, вступающим в реакцию с Ф4, является хлорид фтора.
В современной промышленности выпускается несколько марок тефлона, которые различаются количеством мономеров в цепи и соответственно размером молекул. С ростом этого показателя увеличивается удельный вес фторопласта.
Добавлением к Ф4 разнообразных веществ отмечается буквой «М» (модификатор), за которой указывается число, обозначающее его количественное отношение к основному соединению. Для изменения свойств полимера используют кокс, молибдена дисульфит, стекловолокно, кобальт.
Способы получения
Существует несколько способов промышленного и химического производства полимера. Они отличаются по методу полимеризации. Ей предшествует введение фтора, а также прочих соединений в состав мономера. Для этого применяют пиролиз - нагрев углеводородов с галогенами до высоких температур, длинные цепочки при этом распадаются, давая начало простым соединениям, которые реагируют с фтором. Для дальнейшего синтеза возможно применение трех видов полимеризации:
Радикальная полимеризация. Суть реакции заключается в последовательном присоединении к растущей цепи мономеров. Для этого производят их активацию. Простые углеводороды возбуждаются под действием ультрафиолета. Один из электронов внешней оболочки переходит на более высокий энергетический уровень, поглощая квант света, в результате чего он становится химически активным и легко реагирует с другими радикалами (этим термином обозначают атом, имеющий неспаренный электрон).
Сополимеризация мономеров в массе. По сути, данная реакция является разновидностью предыдущей. Ее отличие заключается в том, что мономеры предварительно подвергают обработке, омылению в присутствие спиртов, растворению или иному процессу, увеличивающему константу протекания синтеза. Также в смеси должен присутствовать уже частично синтезированный полимер, с которым реагируют мономеры.
Полимеризация на инициируещем носителе. Для этого используется вещество - затравка, которое запускает процесс радикалообразования и соответственно реакцию - полимеризации. Этот метод также применяют при синтезе гетерополимеров. В качестве инициатора могут выступать хелатные соединения с магнием, сильные окислители (кислород).
Фторопласт: сферы применения
Сфера использования полимеров достаточно широка:
Машиностроение: Полимер, чьи технические характеристики пригодились для запчастей для двигателей, стал основой для поршневых колец, манжетов, сальников, пыльников, особо подверженные трению и стиранию, а также находящиеся в постоянном контакте с агрессивными средами. Поскольку температура работы мотора может превышать 100°, важно использовать материал, стойкий к нагреву, типа фторопласта. Также из фторкаучуков на основе Ф4 изготавливаются шины и покрытия дл колес. Вес полимера относительно низок, как и устойчивость к сжатию. Поэтому не рекомендуется его применение в несущих конструкциях, балках, опорах, испытывающих сильную нагрузку. Коэффициент трения фторопласта остается стабильным при температуре до 326°. Незначительное его увеличение наблюдается при контакте материала со сталью. Это позволяет изготавливать подшипники из фторопласта и прочие детали, связанные с постоянной подвижностью. Легкая промышленность. Некоторые виды используются для пропитки кожаных изделий с целью придания им гидрофобности.
Медицина: Полимер на основе коротких углеводородов и фтора не вызывает иммунологических реакций, и потому может быть использован для протезирования, в том числе внутренних органов, сосудов.
Электрические сети: Материал может использоваться как в качестве изолирующего материала, так и проводника при внесении в его структуру определенных модификаторов.
Радиоприборы: Из полимера производят провода, кабеля, выключатели, элементы реле, печатные платы.
Пищевая промышленность: Изготовление деталей из фторопласта для этой отрасли производят преимущественно из Ф2. Из него изготавливают шприцы для крема, раскатывающие механизмы для теста, контейнеры для скоропортящихся продуктов (молоко, сыры, мясо, полуфабрикаты).
Химическая промышленность: Применение в хроматографии - разделении газовых смесей, как основа в антикоррозийных трубках, лабораторной посуде.
Выдувной экструдер используется в производстве термоусадочной пленки. Какой принцип работы устройства и какие виды экструдеров выпускают?
Акриловое зеркало или зеркальный акрил нашел широкое применение в индустрии дизайна. Какими характеристиками и достоинствами обладаем материал читайте в этой статье
Матовое оргстекло широко применяют в дизайне интерьеров и рекламном бизнесе. Единственным недостатком материала считается его дороговизна. Подробнее о ценах на матовое оргстекло здесь
Стоимость фторопласта
Цена за материал назначается за 1 кг, и отличается в зависимости от марки и технических характеристик.
Ф4 выпускается листами разной толщины (0.3-2 мм). Его цена составляет 600-750 рублей у разных производителей.
Ф4 с модификатором. Это разновидность полимера будет стоить несколько дороже: 700-800 рублей.
Порошковый фторопласт достаточно редкий товар, имеющий большой разброс цен. В среднем стоимость за 1 кг составляет 1000-1100 рублей.
Стоимость Ф3 составляет 500 - 700 рублей.
Производитель марки фторопласта Ф2 редко назначает цену выше 600 рублей, средняя стоимость - 500-540 рублей.
Оптовая покупка полимера обойдется дешевле у большинства поставщиков и заводов изготовителей.