Фторопласт коэффициент линейного расширения

Фторопласт Ф4

Фторопласт лист, круг, втулка.

При воздействии сравнительно небольших внешних нагрузок он легко подвергается рекристаллизации, т.е. вытяжке или другим деформациям на холоду. Кроме того, наличие в фторопласте-4 аморфных участков, при обычных температурах эксплуатации находящихся в высокоэластическом состоянии, приводит к тому, что у него совершенно отсутствует хрупкость и при испытании на удельную вязкость образцы не ломаются, а только изгибаются. При повышении температуры твердость кристаллитов изменяется мало, в то время как твердость аморфных участков резко падает вследствие быстрого увеличения их эластичности. В сумме это приводит к существенному падению твердости и других механических свойств при повышении температуры.

При нагревании фторопласта-4 выше точки перехода (327 0 С), кристаллы плавятся, и вся масса становится аморфной. При этом непрозрачная масса просветляется и становится прозрачной, однако вплоть до 415 0 С масса не переходит из высокоэластичного состояния в вязкотекучее. Выше 415 0 С начинается разложение фторопласта-4, ускоряющееся при дальнейшем повышении температуры.
Таким образом, никаким нагревом нельзя перевести фторопласт-4 в вязкотекучее состояние. Поэтому обычные методы переработки пластмасс, т.е. горячее прессование, литье под давлением или экструзия, для переработки фторопласта-4 непригодны, и изделия из него изготавливаются методом спекания предварительно спрессованных на холоду таблеток.

Вследствие кристалличности, под действием внешних нагрузок фторопласт-4 может подвергаться холодному течению (рекристаллизации), что выражается в появлении необратимых (при неизменной температуре) деформаций. Чем выше температура, тем меньшая требуется для этого нагрузка.

При давлении от 100 до 200 кг/см 2 (в зависимости от температуры) образец фторопласта-4 может быть раздавлен или раскатан с уменьшением толщины и увеличением площади образца в 3-3,5 раза, без нарушения его целости, т.е. без трещин и разрывов. Однако образец, деформированный за счет рекристаллизации, сохраняет приданную ему форму только при температуре, не превышающей температуру, при которой производилась деформация.

Ввиду наличия явления рекристаллизации и деформации под нагрузкой на холоду изделия из фторопласта-4 можно применять при одностороннем давлении не выше 30 кг/см 2 ; при больших давлениях следует предусматривать такие конструкции сопряженных деталей, в которых отсутствуют значительные зазоры и полости, куда мог бы вытечь фторопласт-4. В отдельных случаях недостаток эластичности фторопласта-4, можно компенсировать комбинацией его с резиной или пружинным компенсатором.

Коэффициент линейного расширения

Фторопласт-4 является одним из лучших диэлектриков, применяемых в электронике. Наиболее выдающимися свойствами как диэлектрик он обладает для техники высоких и ультравысоких частот. Диэлектрические свойства фторопласта-4 практически не зависят ни от частоты, ни от температуры.

На фторопласт-4 действуют только расплавленные щелочные металлы (или их растворы в аммиаке), трехфтористый хлор и элементарный фтор, причем действие этих веществ резко проявляется лишь при высокой температуре. Однако фторопласт-4 применяют в качестве уплотнительного материала в аппаратуре, работающей с фтором, так как из всех известных уплотнительных материалов он оказался все же наиболее стойким по отношению к фтору.

Фторопласт-4 не смачивается водой и не набухает в ней. Не известен ни один растворитель, в том числе и среди фторированных органических веществ, в котором фторопласт-4 хотя бы набухал.

Марки фторапласта-4, область применения

Используется для изготовления изделий общего назначения (трубопроводов, насосов, втулок, прокладок и т.п.) и композиций.

Для изготовления электротехнических изделий и изделий повышенной надежности, а также электроизоляционных, изоляционных и пористых вальцованных пленок и прокладочной ленты.

Для изготовления экструзионных тонкостенных труб, шлангов, стержней, кабельной изоляции ленты и материала ФУМ.

Обладая всеми свойствами Ф-4, более технологичен. Используется для получения изделий точного размера методами автоматического, изостатического, компрессионного прессования и поршневой экструзии.

Фторопласт: полезные особенности и качества

Применение изделий из Фторопластов всегда эффективно, так как их использование повышает надежность, увеличивает срок службы конструкций и механизмов, облегчает ремонт и эксплуатацию.

Фторопласт-4 используется для транспортировки и хранения химически агрессивных сред в трубопроводах, в аппаратах колонного типа, запорной арматуре, насосах, емкостях в качестве прокладочно-уплотнительных деталей контактирующих с агрессивными средами, а также для футеровки реакторов, т. к. обладает исключительной химической инертностью по отношению практически ко всем агрессивным средам (за исключением расплавов щелочных металлов и трифторида хлора).

Фторопласт-4 и композиции на его основе широко применяется в машиностроении (в узлах трения машин и механизмов) в качестве подшипников и опор скольжения, а также подвижных уплотнителей (поршневых колец и манжет). Т. к. у Фторопласта самый низкий, среди конструкционных материалов, коэффициент трения. Причём, динамический коэффициентов трения равен статическому. Использование Фторопластов в узлах трения повышает надежность и долговечность механизмов, обеспечивает стабильную эксплуатацию в условиях агрессивных сред, вакуума и при сверхнизких температурах.

Фторопласт-4 используется в пищевой промышленности и бытовой технике для изготовления антиадгезионных и антипригарных покрытий, а также для изготовления уплотнений молочных насосов, т. к. этот материал биологически и физиологически нейтрален, а соответственно безвреден для человека. Фторопласт не смачивается водой и эта его особенность также важна для применения в пищевой промышленности.

Отдел продаж: (3952)48-24-53, 48-24-54, 72-71-49

Источник

Фторопласт-4/PTFE и известные композиции фторопласта-4. Свойства. Описание. ГОСТ10007-80.

Фторопласт-4/PTFE и известные композиции фторопласта-4. Свойства. Описание. ГОСТ10007-80.

Фторопласт-4 (Ф-4) обладает исключительной химической инертностью по отношению практически ко всем агрессивным средам (за исключением расплавов щелочных металлов и трифторида хлора). Это качество фторопласта-4 используется при эксплуатации трубопроводов для транспортировки высоко агрессивных сред, футеровке реакторов, аппаратов колонного типа, запорной арматуры, насосов, ёмкостей для хранения химически активных сред, прокладочно-уплотнительных деталей контактирующих с агрессивными средами и др.

Физиологическая и биологическая безвредность фторопласта обусловливает его широкое использование в медицинской и фармацевтической промышленности: из него изготавливают протезы кровеносных сосудов, сердечные клапаны, емкости для хранения крови и сыворотки, упаковку для лекарств и многое другое.

В пищевой промышленности и бытовой технике фторопласт используется для изготовления антиадгезионных и антипригарных покрытий, для изготовления уплотнений молочных насосов и насосов для пищевых жидкостей и др. Фторопласт разрешен для применения в пищевой промышленности приказом Минздрава СССР № 177 от 23.02.1976 г. «Об утверждении полимерных материалов и композиций, рекомендованных в медицине».

(* Стеклообразное состояние это твёрдое аморфное состояние вещества, образующееся при затвердевании его переохлажденного расплава.)

В зависимости от скорости охлаждения (до температуры ниже 250°С) после спекания можно получить закаленные изделия со степенью кристалличности ≈50% и плотностью ≈2,15 г/см3 или незакаленные со степенью кристалличности более 65% плотностью выше 2,20 г/см3.

Источник

Свойства и характеристики фторопласта

Свойства и характеристики фторопласта

ptfe 5Фторопласт создан в 1938 году. Он очень быстро стал популярным и востребованным материалом, который используется в самых разных отраслях – от медицины до военной промышленности. А все благодаря уникальным для полимеров свойствам. Чем же так хорош этот пластик? Предлагаем подробное описание свойств и физико-химических характеристик фторопласта, его преимуществ и недостатков.

Общие данные

Под названием «фторопласт» чаще всего имеется в виду Ф-4 (это самый распространенный и недорогой из всех фторопластов). Его химическая формула – (-C2F4-)n. В мире полимер известен по аббревиатуре PTFE (политетрафторэтилен, у нас ПТФЭ) и по многим фирменным названиям, которые прижились и стали общими (тефлон, галон, флубон, алгофлон, хостафлон, полифлон, гафлон, сорефлон).

Чистый фторопласт – это белый непрозрачный пластик, гладкий и скользкий на ощупь. Основные свойства, которые отличают его от других пластмасс:

ptfe 1Если дополнить эти характеристики еще и высокими диэлектрическими и антифрикционными показателями фторопласта, можно увидеть, что такое сочетание полезных свойств не встречается ни в одном другом материале. Но даже его можно улучшить. Поэтому сейчас, кроме чистого полимера, производят фторопласт с наполнителями (добавляют в композиции графит, стекловолокно, порошки металлов).

Популярные марки фторопласта Ф-4 (и область их применения):

Выпускают материал в виде готовых изделий, но чаще в форме заготовок – листов, пленок, втулок, стержней. Подробнее о разных марках полимера и особенностях его производства смотрите в нашей статье здесь.

ptfe 6Преимущества ПТФЭ:

Недостатки:

Физико-химические свойства

8–25 Теплопроводность, ккал/м, ч·°С 0,2 Температура стеклования, °С -120 Температура плавления, °С 327 Минимальная рабочая температура, °С -269 Максимальная рабочая температура, °С 260 Водопоглощение за 24 часа 0 Теплостойкость по Вика, °С 110 Термостабильность при 415 °С, ч, не менее 110 Температура разложения, °С Более 415 Потеря массы при 420 °С за 5 часов, % за 3 часа 0,2 Атмосферостойкость превосходная Химическая стойкость Все минеральные и органические кислоты, щелочи, органические растворители, окислители, газы

Газопроницаемость ПТФЭ

ptfe 3Плавление и горение

Механические свойства

Предел прочности при растяжении, кгс/см 2

Предел прочности при сжатии, кгс/см 2

Модуль упругости при сжатии, кгс/см 2

Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см 2

Модуль упругости при изгибе (при 200 °С), кгс/см 2

Удельная ударная вязкость, кгс·см/см 2

Твердость по Бриннелю, кгс/мм 2

Характеристика Значение
Воздух 200–300
Удлинение при разрыве, %: 300–350
относительное 350–500
остаточное 250–350
3–4
Твердость по Шору при 20 °С:
шкала С 85–87
шкала D 55–59
Твердость по Роквеллу (шкала I) 80–95
Коэффициент Пуассона 0,45
Коэффициент трения по стали 0,2

Физико-механические свойства фторопласта зависят от температуры. Вот так, например, меняются показатели нагрузки, необходимой, чтобы вызвать деформацию сжатия (в таблице приведены величины нагрузок в зависимости от температуры, кгс/см 2 ):

Деформация, % -50 °С 0 °С 25 °С 50 °С 100 °С 150 °С 200 °С
1 203 157 62 49 31 17,5 11
2 304 210 92 66 39 27 20
3 350 236 105 77 48 33 27
4 374 251 120 85 59 39 31
5 390 262 127 92 62 44 35

А вот так изменяется предел текучести при растяжении:

Предел текучести, кгс/см 2

Температура, °С 25 50 75 100 150 200 250
42,4 106,9 83,5 67,2 46,6 35,5 28,6

Электроизоляционные свойства

Характеристика Значение
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см
Диэлектрическая проницаемость при частоте 103 Гц 1,9–2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 103 Гц 0,0002–0,0003
Дугостойкость, сек 250

Источник

Физико-механические свойства фторопласта-4

Основные показатели физико-механических свойств фторопласта-4 приведены ниже:

* В зависимости от того, как вырезан образец: поперек направления прессования-высокие значения, вдоль направления прессования-малые.

Показатели Температура, °С
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120
Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см 2
незакаленный образец 350 325 300 200 180 135 115
закаленный образец 500 440 330 250 240 200 190
Относительное удлинение при разрыве, %
незакаленный образец 70 100 150 470 650 600 540
закаленный образец 100 160 190 400 500 500 480
Модуль упругости, кгс/см 2
при сжатии (незакаленный образец) 18000 17000 15000 11000 7000 4500 3300 2400 1700
при изгибе
незакаленный образец 27800 23900 23300 18100 8500 5100 4800 3800 2450
закаленный образец 13200 11300 9800 7400 4700 4000 2900 2180 1100

Данные о зависимости физико-механических свойств фторопласта-4 от температуры приведены ниже.

Физико-механические свойства фторопласта-4 при низких температурах

Показатели Температура, °С
−93 −123 −153 −193 −223 −269
Разрушающее напряжение при сжатии *, кгс/см 2 350 980 1260 1554 1750-1960
Модуль упругости при сжатии, кгс/см 2 52500 70000

* Разрушающее напряжение при сжатии равно напряжению, при котором деформация составляет 0,2%.

Зависимость деформации фторопласта-4 при сжатии от температуры

Деформация, % Нагрузка, вызывающая деформацию, кгс/см 2
-50°С 0°С 25°С 50°С 100°С 150°С 200°С
1 203 157 62 49 31 17,5 11
2 304 210 92 66 39 27 20
3 350 236 105 77 48 33 27
4 374 251 120 85 59 39 31
5 390 262 127 92 62 44 35

Одним из важнейших прочностных показателей является предел текучести при растяжении, т.е. то напряжение, при котором возникают остаточные деформации. Он зависит от степени кристалличности, скорости растяжения и температуры. При степени кристалличности 65% и скорости растяжения 100 мм/мин зависимость предела текучести от абсолютной температуры Т (в К) описывается эмпирической формулой (справедливой от 20 до 300°С):

Ниже приведены значения пределов текучести для некоторых температур, рассчитанные по этой формуле:

Температура, °С …………………… 25………50………75……100…….150……200……250

Предел текучести, кгс/см 2 ……. 42,4…..106,9…..83,5…..67,2…..46,6…..35,5…..28,6

При длительном воздействии нагрузок остаточные деформации возникают при меньших напряжениях (40-50% от рассчитанных по формуле).

При конструировании изделий из фторопласта-4 следует учитывать ползучесть. Ползучесть (деформация при длительном действии нагрузки) рассчитывается по формуле

где γt — деформация за t сут; γ1 — деформация за 1 сут; а — коэффициент, зависящий в основном от температуры и в меньшей степени от нагрузки, если она не превышает 40-50% предела текучести.

Значения коэффициента a и некоторые данные о ползучести для образцов со степенью кристалличности 50% приведены в таблице. Деформация за 1 сут (γ1) при других нагрузках и температурах определяется опытным путем. При степени кристалличности 65-68% ползучесть меньше.

АНТИФРИКЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ФТОРОПЛАСТА-4

Данные о зависимости коэффициента трения от нагрузки [статической и динамической (при малых скоростях) коэффициенты трения фторопласта-4 по стали без смазки одинаковы] приведены ниже:

При наличии смазки он примерно в 2 раза меньше.

Динамический коэффициент трения фторопласта-4 по стали без смазки при нагрузке

20 кгс/см 2 зависит от скорости скольжения:

В присутствии наполнителя при малых скоростях скольжения коэффициент трения несколько выше, а при больших скоростях — ниже, чем коэффициент трения чистого фторопласта-4 по стали.

При 327°С (на поверхности трения) коэффициент трения фторопласта-4 по стали резко возрастает (в несколько раз), что приводит к катастрофически быстрому износу и разрушению подшипника.

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФТОРОПЛАСТА-4

Неспеченный фторопласт-4 (в виде порошка) имеет степень кристалличности 95 — 98%, после спекания — от 50% (закаленный) до 68 — 70% (незакаленный). Ниже 19,6°С элементарная ячейка кристалла фторопласта-4 состоит из 13 групп CF2, выше 19,6°С — из 15 групп CF2. При 19,6°С триклиническая упаковка переходит в менее упорядоченную, гексагональную, что сопровождается увеличение объема кристаллитов на 0,0058 см 3 /г (1,2 объемн. %), или увеличением объема образца при степени кристалличности 68% на 0,74%. При наличии внешнего давления точка перехода понижается на 0,013°С на каждую атмосферу. При 30°С имеет место второй переход кристаллической структуры, но изменение объема составляет едва 1/ 10 часть изменения объема при 19,6°С. Под высоким давлением (4500 кгс/см 2 при 70°С) возникает третий переход.

Ниже приведены некоторые теплофизические свойства фторопласта-4:

Термический коэффициент линейного расширения зависит от температуры:

На практике удобнее пользоваться средними значениями термического коэффициента линейного расширения для определенных интервалов температур. Следует также учитывать, что при нагревании изделий из фторопласта-4 в них часто возникают внутренние напряжения, вызывающие необратимое изменение размеров. Иногда вместо ожидаемого при нагревании удлинения образца он сокращается.

Данные, приведенные ниже, относятся к образцам, в которых полностью отсутствуют внутренние напряжения:

* От размера при 25°С.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙТСВА ФТОРОПЛАСТА-4

Показатели электрических свойств фторопласта-4 приведены ниже:

(сплошного токопроводящего
слоя не образуется)

Данные о зависимости тангенса угла диэлектрических потерь от частоты приведены ниже:

Источник

Cвойства фторопласта

Фторопласт-4 является полимером тетрафторэтилена, т.е. полностью фторированного этилена. Он представляет собой рыхлый волокнистый порошок, легко комкующийся и при прессовании на холоду дающий плотные прочные таблетки. При температуре от 360 до 380 0С таблетки из фторопласта-4 спекаются в плотную массу белого или сероватого цвета, слегка просвечивающую, а в тонких слоях — прозрачную. Поверхность спеченных изделий из фторопласта-4 — скользкая, напоминающая на ощупь парафин.

При нагревании фторопласта-4 выше точки перехода (327 0С), кристаллы плавятся, и вся масса становится аморфной. При этом непрозрачная масса просветляется и становится прозрачной, однако вплоть до 415 0С масса не переходит из высокоэластичного состояния в вязкотекучее. Выше 415 0С начинается разложение фторопласта-4, ускоряющееся при дальнейшем повышении температуры.

Таким образом, никаким нагревом нельзя перевести фторопласт-4 в вязкотекучее состояние. Поэтому обычные методы переработки пластмасс, т.е. горячее прессование, литье под давлением или экструзия, для переработки фторопласта-4 непригодны, и изделия из него изготавливаются методом спекания предварительно спрессованных на холоду таблеток.

Рекристаллизация фторопласта

Вследствие кристалличности, под действием внешних нагрузок фторопласт-4 может подвергаться холодному течению (рекристаллизации), что выражается в появлении необратимых (при неизменной температуре) деформаций. Чем выше температура, тем меньшая требуется для этого нагрузка.

При давлении от 100 до 200 кг/см2 (в зависимости от температуры) образец фторопласта-4 может быть раздавлен или раскатан с уменьшением толщины и увеличением площади образца в 3-3,5 раза, без нарушения его целости, т.е. без трещин и разрывов. Однако образец, деформированный за счет рекристаллизации, сохраняет приданную ему форму только при температуре, не превышающей температуру, при которой производилась деформация.

Ввиду наличия явления рекристаллизации и деформации под нагрузкой на холоду изделия из фторопласта-4 можно применять при одностороннем давлении не выше 30 кг/см2 ; при больших давлениях следует предусматривать такие конструкции сопряженных деталей, в которых отсутствуют значительные зазоры и полости, куда мог бы вытечь фторопласт-4. В отдельных случаях недостаток эластичности фторопласта-4, можно компенсировать комбинацией его с резиной или пружинным компенсатором.

Коэффициент линейного расширения

Оптические свойства

Фторопласт-4 прозрачен для видимого света в тонких пленках. В толстых слоях — просвечивается. Для ультрафиолетовых лучей фторопласт-4 прозрачен в пределах 2000-4000À, а для инфракрасных лучей — в пределах длины волны от 2 до 7,5 µ

Диэлектрические свойства

Фторопласт-4 является одним из лучших диэлектриков, применяемых в электронике. Наиболее выдающимися свойствами как диэлектрик он обладает для техники высоких и ультравысоких частот. Диэлектрические свойства фторопласта-4 практически не зависят ни от частоты, ни от температуры.

Коэффициент трения

Коэффициент трения фторопласта-4 зависит от нагрузки и существенно снижается при возрастании нагрузки на подшипник. При нагрузках порядка 20 — 30 кг/см2 коэффициент трения равен 0,1; при нагрузке 150 — 300 кг/см2 он снижается до 0,02. Использованию фторопласта-4 в качестве материала для подшипников препятствуют такие свойства фторопласта как «хладотекучесть», мягкость и низкая теплопроводность. Поэтому в качестве материала для подшипников применяют фторопласт наполненный различными порошкообразными наполнителями (кокс, дисульфид молибдена, стекловолокно, углеродистое волокно).

Химическая стойкость
Из всех известных пластических масс фторопласт-4 является наиболее химически стойким материалом. Наиболее агрессивные химические вещества — крепкие и разбавленные кислоты, концентрированные растворы щелочей, самые сильные окислители — не оказывают на фторопласт-4 никакого действия даже при высоких температурах.

На фторопласт-4 действуют только расплавленные щелочные металлы (или их растворы в ашь при высокой температуре. Однако фторопласт-4 применяют в качестве уплотнительного материала в аппаратуре, работающей с фтором, так как из всех известных уплотнительных материалов он оказался все же наиболее стойким по отношению к фтору.

Фторопласт-4 не смачивается водой и не набухает в ней. Не известен ни один растворитель, в том числе и среди фторированных органических веществ, в котором фторопласт-4 хотя бы набухал.

Источник

Комфорт
Adblock
detector
Скорость скольжения, см/c