Технические характеристики фторопласта, достоинства и недостатки

Фторопласт это техническое название фторсодержащих полимеров, полученных в результате связывания атомов фтора и углерода. Эта связь наделила материал по-настоящему уникальными свойствами, благодаря которым изделия из фторопласта получили широкое распространение. Другое его название, чаще используемое в простой речи – тефлон.

Даже беглый взгляд на перечень приписываемых фторопласту достоинств показывает его незаменимость в самых разных областях промышленности. Особо можно выделить следующие качества:

• высокая прочность;
• химическая устойчивость;
• устойчивость к температурным воздействиям;
• диэлектрическая проницаемость;
• гидрофобность.

Эти и другие качества определяет химическая особенность соединения в молекулах вещества. А чтобы окончательно разобраться с характеристиками фторопласта и влиянии их отдельных свойств на конечный продукт, нужно ознакомиться с количественными и качественными значениями этих показателей.

Характеристики отдельных показателей

При исследовании фторопласта следует отдельно обратить внимание на такие его показатели.

1. Диэлектрическая проницаемость. Это одно из важных характеристик фторопласта. Удельное сопротивление поверхности материала составляет 1017 Ом. Важно, что этот показатель не зависит от колебаний температуры. Поэтому материал активно используется в конструкциях радиолокационных станций и других видах электронной аппаратуры.

2. Горючесть вещества. Нужно отметить интересное проявление фторопласта, как горючего материала. Его условно можно назвать негорючим веществом, но при взаимодействии с кислородом фторопласт загорается, при этом нет значительного выделения теплоты.

Следует учитывать, что при температуре свыше 773 °К (более 500 °С) процесс горения вещества сопровождается выделением ядовитого газа фторфосгена. Это вещество при попадании на слизистые оболочки вызывает сильные химические ожоги, что особенно опасно для верхних дыхательных путей. Тем не менее, опасность таких процессов может быть сведена к минимуму, если нагрев вещества будет происходить в вакууме.

3. Плотность вещества. Фторопласт обладает максимальной плотностью вещества среди полимеров. Этот показатель составляет от 2,17 до 2,26 г/см3. Такая особенность фторопласта наделила его хорошей податливостью для обработки. Материал поддается всем известным способам обработки – сверление, фрезерование, точение и другие.

Плотность положительно сказывается и на прочности при разрыве. Этот показатель составляет 200 кг/см2. Даже при изготовлении защитных пленок на основе фторопласта, они выдерживают значительное воздействие.

4. Стойкость при температурных воздействиях. Диапазон рабочей температуры достаточно высок. Максимальная температура использования (+ 260 °С) ограничена не потерей прочности, а лишь снижением некоторых физико-химических свойств, например, износостойкость. Нижний температурный предел – минус 269 °С. Коэффициент трения деталей с участием фторопласта при работе в любых погодных условиях практически не изменяется.

5. Химическая устойчивость. Наиболее понятным примером инертности этого полимера может стать устойчивость его при погружении в «царскую водку», которая способна растворить почти все известные вещества. Среди веществ, которые вступают в химическую реакцию с фторопластом, можно назвать хлорид фтора и некоторые другие растворы. Материал можно считать безвредным как в биологическом, так и в физиологическом плане.

Фторопласт сочетает в себе и другие, менее заметные достоинства. Например, материал практически не поглощает воду из окружающей среды. В случае необходимости, материал можно наделить некоторыми специальными свойствами, вводя необходимые добавки. Например, фторопласт-4Д обладает хорошей пластичностью.

Как уже известно, фторопласт наделен способностью оказывать небольшое сопротивление при трении деталей. Причем это качество остается неизменным при перепаде температур. Поэтому с его использованием изготавливаются самые различные детали двигателей и других подвижных механизмов.

Недостатки и возможность изменения свойств

Несмотря на возможность практически бесконечного использования фторопласта, тем не менее, у него есть и слабые стороны. Так, адгезионная пассивность не позволяет производить склеивание деталей из этого материала. Этот недостаток можно устранить, выпуская фторопласт с поверхностью, обработанной растворами окислителей. Механическое увеличение прочности путем армирования стекловолокном связано с ползучестью материала при очень высоких нагрузках.

И конечно, учитывая все положительные характеристики, нужно предполагать использование дорогостоящего оборудования: прессов, печей, обрабатывающих станков. Все это увеличивает стоимость заготовок, если сравнивать их с более простыми полимерами.

С целью повышения теплопроводности, твердости, стойкости к истиранию, снижению коэффициента термического расширения, когда это необходимо под определенные задачи, фторопласт усиливается добавлением необходимых присадок и наполнителей.

Многочисленные преимущества перед другими материалами делают фторопласт незаменимым полимером в различных сферах деятельности. Число изготавливаемых деталей и самостоятельных изделий не сосчитать в машиностроении – от тяжелых машин до бытовых устройств, медицины и пищевой промышленности.

Можно с уверенностью говорить, что дальнейшие перспективы применения фторопласта будут только расти при исследовании других возможностей улучшения имеющихся свойств материала, и наделения его новыми качествами.