Материал: А27878 Андреев АК Материалы для низкотемпературной техники

Фторопласт-3 отличается высокой химической стойкостью к действию многих агрессивных сред: кислот, растворов щелочей, окислителей, брома, газообразных фтора и хлора. Он является негорючим материалом, относительно стоек к действию ионизирующей радиации. Доза излучения, приводящая к снижению механических свойств в 2 раза, составляет около 0,24 МГр.

Фторопласт-3 нестоек к действию жидкого хлора (степень набухания составляет около 12 %), элементарного фтора в момент выделения, олеума, тетраоксида азота (степень набухания до 8 %).

Механические свойства фторопласта-3 зависят от температуры, изменение этих свойств в интервале температур –60…+100 °С приведены в табл. 5.36, а на рис. 5.13 показаны температурные зависимости его электрических свойств.

Таблица 5.36

Механические свойства фторопласта-3 в интервале температур –60…+100 °С

236

Фторопласт-3 перерабатывается обычными для термопластов методами. Однако высокая динамическая вязкость расплава полимера, составляющая при 260 °С около 106 Па с, и интервал между температурой переработки и температурой разложения сравнительно малы. Поэтому переработка должна осуществляться при строго контролируемых температуре и продолжительности нагрева. Для придания изделию желаемых свойств очень важен режим охлаждения. Необходимо избегать попадания в продукт смазки или других органических загрязнений. Пресс-формы или литьевые формы должны изготавливаться из коррозионно-стойкой стали.

.

Рис. 5.13. Зависимость диэлектрических свойств политрифторхлорэтилена от температуры:

- - - – диэлектрическая проницаемость; -· -·-· – удельное объемное электрическое сопротивление;

---- – тангенс угла диэлектрических потерь

При получении изделий методом литья под давлением температура должна составлять 280–300 °С, головки – 260–300 °С, формы – 130–200 °С; давление – от 100 до 300 МПа; продолжительность цикла – 30–90 с. При прессовании температура нагрева

237

находится в пределах 230–280 °С, давление прессования 20–30 МПа, продолжительность нагрева из расчета на 1 мм толщины изделия составляет от 2,5 до 3,5 мин.

Тонкие изделия способны свариваться под прессом или горячим воздухом, могут склеиваться (без специальной обработки поверхности) эпоксидными клеями.

Заготовки из фторопласта-3 хорошо поддаются механической обработке: распиловке, сверлению, фрезерованию, токарной обработке, нарезке резьбы и т. д.

Фторопласт-3 в основном применяется в машиностроении для изготовления различных прокладок, уплотнительных колец, втулок, седел и тарелок клапанов, работающих в различных агрессивных средах, при повышенных и криогенных температурах. Широко используются детали из фторопласта-3 в электротехнике и измерительной технике в качестве мембран в клапанах измерительных приборов.

Экструзионные рукавные и плоские пленки используются для изготовления печатных схем, конвейерных лент, изоляции трубопроводов, для упаковки медикаментов, реактивов, деталей электронной аппаратуры и т. п.

Поливинилиденфторид (фторопласт-2) и поливинил-

фторид (фторопласт-1). Поливинилиденфторид (фторопласт-2, зарубежные аналоги – кайнар, солеф, фарофлон и др.) – продукт полимеризации трифторэтилена молекулярной массой от 80 до 200 тыс. Это кристаллический полимер с температурой плавления 171–180 °С. Степень кристалличности изделий из фторопласта-2 зависит от скорости их охлаждения после плавления. При быстром охлаждении (закалке) степень кристалличности составляет 35–45 %, при медленном охлаждении или длительном отжиге при температуре до 140 °С степень кристалличности достигает 60–55 %. Фто- ропласт-2 выпускается в виде тонкого и волокнистого легкосыпучего порошка белого цвета. Поливинилфторид (фторопласт-1, зарубежные аналоги – тедлар, дифлор-720) – полимер винилфторида с кристаллической структурой, молекулярной массой от 70 до 140 тыс. Его получают в виде легкосыпучего порошкообразного материала белого цвета. Физико-механические свойства фторопластов приведены в табл. 5.37.

238

Фторопласт-2 значительно уступает фторопласту-4 по теплостойкости при эксплуатации и температуре плавления, диэлектрическим, антифрикционным и антиадгезионным свойствам. Его пре-

239

имуществами являются: высокие твердость, жесткость, механическая прочность, износостойкость; способность перерабатываться обычными методами, применяемыми для термопластов. По комплексу свойств фторопласт-1 близок фторопласту-2, но отличается от него меньшей плотностью, лучшими адгезионными и диэлектрическими свойствами и более низкой стоимостью, однако уступает ему по термостойкости. Этот материал также сочетает высокие твердость, прочность, стойкость к истиранию, стойкость к атмосферным воздействиям, химическую стойкость и удовлетворительные диэлектрические свойства.

Фторопласт-2 достаточно теплостойкий и морозостойкий материал. В интервале рабочих температур –60...+150 °С изделия сохраняют стабильность размеров. Фторопласт-1 имеет более высокую химическую стойкость к различным агрессивным средам, чем нефторированные аналоги, но уступает по этому показателю большинству фторопластов. Он стоек к действию многих кислот, не являющихся сильными окислителями, соляной кислоты, едкого натрия, хлора. Пленки из поливинилфторида обладают высокой светостойкостью для видимых и ультрафиолетовых лучей, стойкостью к окислению и гидролизу.

Фторопласт-2 легко перерабатывается всеми обычными методами, применимыми для термопластов. Он обладает низкой вязкостью расплава, находящейся в пределах 103–105 Па с при 240 °С,

ивысокой термостабильностью, что обусловливает его легкую перерабатываемость обычными методами (экструзией, литьем, формованием и т. д.).

Прессование осуществляют в интервале температур 190–220 °С

идавлений 20–30 МПа. Выдержка материала при температуре прессования составляет от 7 до 10 мин на 1 мм толщины изделия.

Литьем под давлением получают изделия сложной конфигурации. Температура литья составляет 190–250 °С при давлении от 80 до 130 МПа. Цикл литья колеблется от 20 с до 2 мин. Форма может быть нагрета до 100 °С.

Переработка фторопласта-1 является достаточно сложным технологическим процессом, это связано с близостью температур его вязкотекучего состояния и температуры разложения (разница составляет около 20 °С), что может под воздействием высокой температуры и давления привести к деструкции полимера с выделени-

240