Композиционные материалы и покрытия на полимерной основе

10¹⁷

10¹⁷

-

10¹⁷

-

Е_эл n=4мм, кВ/мм

25-27

-

-

13-15

40

б, К^-1

2,510^-4

(2,5-1,1)10^-4

-

(0,6-1,2)10^-4

-

КИ

-

95

-

-

-

W₂₄, %

0,00

0,00

-

0,00

0,04

Х

-

0,04

-

-

0,14-0,17

У%

-

3-7

-

-

-

ПТФЭ выпускается в соответствии с ГОСТ 10007-80 в виде рыхлого, легко комкующегося порошка насыпной плотностью от 400 до 450 кг/м³ с частицами размером от 40 до 200 мкм нескольких базовых марок: С - для формования специзделий; П - для изготовления электроизоляции и конденсаторной пленки; ПН - для формования изоляционно-технических изделий и изделий повышенной надежности, изоляционных и пористых вальцованных пленок и прокладочных листов; О - для получения изделий общего назначения; Т - для формования толстостенных изделий и трубных систем.

Нормативные показатели качества промышленного ПТФЭ приведены в табл. 14. Показатели основных свойств наполненного ПТФЭ приведены в табл. 15.

Таблица 14. Нормативные показатели качества ПТФЭ (ГОСТ 10007-80)

Показатель	С	П	НП	О	Т
Код ОКП	010101	010200	010310	0104	0105
ВГ	Для всех марок - белый порошок
В,%, не более	Для всех марок - 0,02
г, кг/м 3	2180	2180	2190	2200	2100
ур МН/м2	27	26	25	23	15
ер, %	350	350	350	350	350
Тс, ч	100	100	100	100	15

Таблица 15. Показатели основных свойств наполненного ПТФЭ

Показатель	РТFЕ тип IV	Флюон VВ60	Флюон VВ60	Флюон VR15
г, кг/м 3	2050	2200	3800	2200
ур МН/м2	27,6	10,5-17	10,5-14	14-20,5
ер, %	250	200-300	150-200	200-300
Нш	55-65	70	70-80	70-75
Тпл, оС	327	-	-	-
Содержание наполнителя, %	17	30	60	15
Тип наполнителя	Стекло	Стекло	Бронза	Графит

Переработка суспензионного ПТФЭ включает несколько последовательных операций. Сначала проводят прессование заготовок в металлических формах при комнатной температуре и давлении 25-40 МПа, а затем спекание спрессованного порошка при 360-390°С. Продолжительность спекания и последующего охлаждения заготовок зависит от их массы и для заготовок массой 100-200 кг может составлять более 10 суток. Режим охлаждения определяет физико-механические свойства фторопласта.

Детали и изделия из полученной заготовки изготавливают точением, фрезерованием, сверлением и другими методами механической обработки. Профильные изделия и трубы формуют штранг-прессованием порошка, в процессе которого прессование и спекание происходят непрерывно в одном цилиндре пресса.

Для формования труб, шлангов, кабельной изоляции используют ПТФЭ марки Ф-4Д, имеющий меньшую, чем ПЭТФ, полученный в суспензии, молекулярную массу. Ф-4Д получают полимеризацией тетрафторэтилена под давлением в водной эмульсии в присутствии эмульгаторов и инициаторов. Базовые марки этого термопласта, выпускаемого в соответствии с ГОСТ 14906-77, включают название термопласта и букву, обозначающую область его применения: Ш (код ОКП 1312 0201) - шланги авиационного назначения и изоляция кабелей; Л (... 0202) - сырая каландровая пленка; Э (...0203) - трубы термоусаживающиеся, электроизоляционные; Т (... 0204) - трубы, изделия технического назначения, ленты, "ФУМ"; У (... 0205) - уплотнительные материалы "ФУМ". Например, Фторопласт 4Д, У, ГОСТ 14906-77.

Эмульсионный ПТФЭ перерабатывают в виде паст с бензином или минеральными маслами. Паста формуется в экструдере. Затем заготовка на штранг-прессе выдавливается в виде трубы, стержня или накладывается на изолируемый провод. Экструдат может использоваться без спекания в виде уплотнительного материала для сальников запорной аппаратуры либо в случае труб, профилей, изоляции и т.п. спекаться при 370°С в цилиндрическую заготовку под давлением от 2 до 3 МПа.

4.2. Политрифторхлорэтилен (ПТФХЭ)

Торговое название: фторолон-3, фторопласт-3 (РФ), флюоретен (США), хостафлон (Германия), дайфлон (Япония).

Политрифторхлорэтилен (ПТФХЭ) - линейный, гибкоцепной, кристаллический полимер со строением звена макромолекулы: -CFCI-CF₂-.

Макромолекула имеет конформацию спирали. В промышленности ПТФХЭ получают свободнорадикальной полимеризацией трифторхлорэтилена в суспензии, эмульсии или массе в бескислородной среде в присутствии пероксидных инициаторов. При эмульсионной полимеризации получается наименее вязкий продукт. Путем сополимеризации трифторхлорэтилена с небольшими количествами винилхлорида и винилиденфторида получают модифицированный ПТФХЭ с более разветвленным строением макромолекулы.

ПТФХЭ является слабополярным, кристаллическим (со степенью кристалличности 80 %), в тонких слоях прозрачным (коэффициент проницаемости составляет от 85 до 90 %) материалом, с температурой плавления 210-215°С, температурой стеклования аморфных областей от 50 до 55°С и температурой деструкции 300-315°С. Молекулярная масса промышленных марок ПТФХЭ колеблется от 56 до 200 тыс.

ПТФХЭ имеет химическую стойкость, приближающуюся к стойкости ПТФЭ. Он разрушается под действием расплава щелочей, олеума, хлора и фтора. К другим средам ПТФХЭ устойчив. ПТФХЭ растворяется в кипящих ксилоле, тетрахлориде углерода, дибутиладипинате. При нагревании на воздухе деструкция начинается с 270°С и при температуре 300°С заметно возрастает, сопровождаясь выделением токсичных продуктов - фторхлорфосгена, хлорида и фторида водорода. При этом изделия окрашиваются в темно-коричневый или черный цвет.

Горит, но при удалении из пламени гаснет. У основания пламени - зеленая зона. Запах хлора и фтора. При сухой перегонке сублимируется, осаждаясь на холодных частях реторты в виде белого воскового налета. Продукты пиролиза имеют запах фтора.

Физико-механические показатели ПТФХЭ в некоторых случаях превышают показатели свойств ПТФЭ, хотя области применения этих термопластов идентичны. Так, ПТФХЭ в отличие от ПТФЭ не склонен к хладотекучести. Изделия на основе ПТФХЭ могут эксплуатироваться при температурах от -195 до 130°С (эластичные) или даже до 190°С (кристаллические), в зависимости от режима формования изделия. Методом закалки можно получать прозрачные изделия со степенью кристалличности не более 30 %. Хотя диэлектрические свойства ПТФХЭ несколько хуже, чем ПТФЭ, он является отличным диэлектриком и используется для производства конденсаторных пленок. Стоимость ПТФХЭ выше, чем ПТФЭ.

ПТФХЭ перерабатывается в ленты, трубки, пленки, армированные шланги, лабораторную посуду, смотровые стекла. В химическом машиностроении из него изготавливают прокладки, уплотнительные кольца, втулки, тарелки клапанов, работающие при повышенных или пониженных -- вплоть до криогенных (жидкий кислород, водород) температурах, в высоковакуумных установках и других тяжелых условиях эксплуатации.

ПТФХЭ выпускается в соответствии с ГОСТ 13774-76.

Порошок и гранулы ПТФХЭ перерабатывают прессованием при следующих параметрах: 265 < Т_п < 320°С, 150 < р_уд <300 МПа и при 230 < Т_п < 260°С, 20 < р_уд < 30 МПа, 130 <Т_ф < 160°С, 10 < t_р < 15 с, 10 < t_охл < 30 с (марка Ф-ЗМ-Б), при 260 < Т_п < 280°С, 20 < р_уд< 34 МПа (марка Ф-З-В); экструзией при 190 < Т_э < 250°С (марка Ф-ЗМ-А), при 220 < Т_э <270°С (марка Ф-З-Б), литьем под давлением 280 < Т_л <320°С, 148 < р_уд < 300 МПа. Листовой материал перерабатывается пневмовакуумформованием. Из-за близости температур переработки и деструкции переработку следует проводить в строго контролируемых условиях. Изделия из ПТФХЭ допускают сваривание. Антикоррозионные покрытия из ПТФХЭ на металле, стекле, керамике и т.п. наносят методом окунания изделия в суспензию порошка термопласта в спирте с добавлением ПАВ или поливом, после чего сушат в печи при температуре от 60 до 125°С и подвергают спеканию.

4.3. Поливинилиденфторид (ПВДФ)

Торговое название: фторолон-2 (РФ); кайнар (США); KF - полимер (Япония).

Поливинилиденфторид (ПВДФ) - линейный, гибкоцепной полимер с конфигурацией звена макромолекулы: -CH₂-CF₂-.

Макромолекула имеет конформацию статистического клубка. Показатель преломления 1,42.

В промышленности ПВДФ получают свободнорадикальной полимеризацией винилиденфторида в диметилацетамидном растворе, в суспензии или массе в присутствии пероксидных инициаторов.

ПВДФ является полярным, аморфно-кристаллическим (со степенью кристалличности от 20 до 65 %) полимером с температурами плавления от 171 до 180°С, кристаллизации от 141 до 151°С и стеклования аморфных областей от -33 до -38°С. Молекулярная масса промышленных марок ПВДФ колеблется от 100 до 150 тыс.

Он устойчив к действию бензина, керосина, нефти, спиртов, воды, разбавленных и концентрированных солей, кислот, щелочей, окислителей, поэтому широко используется для антикоррозионной защиты. Растворяется в диметилформамиде, диметилацетате и других растворителях.

Горит, но гаснет при удалении из пламени. У основания пламени - зеленая зона. Запах фторида водорода. При сухой перегонке разлагается с выделением фторида водорода.

ПВДФ имеет достаточно высокие физико-механические показатели, не склонен к хладотекучести, обладает высокими и стабильными в условиях переменной влажности диэлектрическими показателями. Склонен к электростатической поляризации. Является хорошим электретом, сохраняющим электрические заряды на поверхности в течение длительного времени (десятки тыс. часов).

Применяется для формования антикоррозионных покрытий металлоконструкций, электрической изоляции проводов и кабелей, работающих в тяжелых условиях, термоусаживающихся изоляционных трубок и т.п.

Выпускается в виде порошка с размером частиц 2 мкм и 20-200 мкм, гранул, растворов и суспензий в соответствии с ТУ 6-05-041-646-82, ТУ 6-05-1781-76, ТУ 6-05-041-654-81 и др.

ПВДФ перерабатывается при следующих параметрах: литьем под давлением, марка Ф-2-ЛД при 200 < Т_л < 220°С, 98 < р_уд< 118 МПа; прессованием, марки Ф-2-П и Ф-2Б-1 при 190 < Т_п < 220°С, 28 < р_уд < 29,4 МПа; экструзией, марка Ф-2Б-1 при 160 < Т_э < 200°С, марки Ф-2М-А и Ф-2М-Б при 135 < Т_э < 230°С; экструзией с раздувом, марка Ф-2М-Ж при 210 < Т_эр < 220°С и давлении воздуха 0,1 МПа.

Изделия из ПВДФ допускают сваривание и нанесение печати.

Размещено на Allbest.ru

...