Что такое фторопласт и где он используется?

Фторопласт-4 (политетрафторэтилен, ПТФЭ) – это конструкционный полимер с уникальным набором свойств, который нашел свое применение как в бытовой сфере, так и в промышленности: химической, нефтегазовой, авиационной, атомной, а также в машиностроении и приборостроении.

На самом деле мы пользуемся продукцией из фторопласта-4 каждый день. Из него изготавливают седла для запорной арматуры (шаровых кранов) в бытовых гидросетях, добавляют его в лак для ногтей, средства для волос, покрывают им одежду и обувь для спорта и активного отдыха, изготавливают ленту ФУМ, уплотнения и прокладки для различного оборудования, изоляторы, оболочки, автомобильные детали (заказать детали в Москве) — области применения фторопласта очень широки, и перечислять их можно долго.

Свойства материала

Востребованность фторопласта-4 обусловлена его выдающимися характеристиками: он выдерживает как крайне низкие, так и крайне высокие температуры (-260° до +260°С). Он устойчив к воздействию электрического тока и агрессивных химических сред, большинства щелочей и кислот, не пропускает воду и не набухает, не окисляется и не подвержен коррозии. Кроме того, фторопласт-4 отличается низким коэффициентом трения, что позволяет использовать его в качестве антифрикционного материала.

Свойства фторопласта-4
Плотность, Кг/м³	Температура эксплуатации, °С	Удельное сопротивление, Ом·м	Разрушающее напряжение (растяжение), МПа
2150 — 2240	От -260 до +260	1017 — 1018	16 — 35

История возникновения

Изучая публикации о фторопласте-4, многие читатели встречают историю об американском ученом Рое Планкетте, открывшем политетрафторэтилен. Мы же упомянем отечественный опыт, т.к. советским ученым в условиях секретности пришлось самостоятельно синтезировать и изобретать этот материал заново.

В СССР о нем узнали уже во время Второй мировой войны — из фторопласта изготавливались детали для военной техники. Но все попытки узнать или даже выкупить технологию его изготовления советским ученым у американцев не удалось — это знание имело стратегическое значение и тщательно оберегалось, ведь тефлон (политетрафторэтилен / фторопласт-4 / ПТФЭ – это один и тот же материал. Прим. автора) применялся в том числе и в разработках ядерного оружия.

Советским химикам понадобилось несколько лет, чтобы изобрести собственный способ производства фторопласта — и этот процесс сопровождался многими трудностями и даже опасностями: с исходными веществами приходилось работать под большим давлением, что было чревато взрывами. Однако, в 1947 в Научно-исследовательском институте пластических полимеров (НИИПП) получили первый отечественный политетрафторэтилен, который назвали «фторопластом-4» (цифра в конце означает количество фтора в звене полимерной цепи). В 1949 году заработало первое опытное производство, были выпущены первые заготовки из фторопласта-4, изготовленные методом формования и последующего спекания.

В 1950—60 годах в том же НИИПП смогли разработать более 60 видов фторсодержащих полимеров, например фторопласт-3, сополимеры фторопласта-40, фторопласт-42.

Виды фторопластов

Существует множество разновидностей фторопластов. Среди основных можно перечислить следующие:

Фторопласт-2 или поливиниленфторид / ПВДФ отличается повышенной упругостью, способен растворяться в апротонных (нейтральных) растворителях. Применяется в трубопроводных системах и производстве емкостей для агрессивных жидкостей.

Фторопласт-3 или политрифторхлоридэтилен (а также его композитный вариант Ф-3М) способен плавиться, размягчаться и изменять форму в процессе прессования. Он хорошо сцепляется с металлами и поэтому активно используется в антикоррозийных покрытиях.

Фторопласт-4 является наиболее распространенным на рынке, и данная статья посвящена именно ему. На переработке этого материала специализируется компания АО «Фторопластовые технологии».

Фторопласт-40 — это сополимер тетрафторэтилена и этилена. Его свойства близки к фторопласту Ф-4, однако, он более прочный и износостойкий, а его механические свойства меньше зависят от температуры. Он устойчив к воздействию концентрированных кислот и растворителей, не горит, не пропускает ультрафиолетовые лучи и обладает самой высокой среди всех фторопластов радиационной стойкостью.

Основные марки фторопласта-4

Согласно ГОСТ 10007-80 на Ф-4, существуют несколько марок порошка:

С — для изготовления специзделий;
П — для изготовления электроизоляционной и конденсаторной пленок;
ПН — для изготовления электротехнических изделий и других изделий повышенной надежности, а также электроизоляционных, изоляционных и пористых, вальцованных пленок и прокладочной ленты.
О — для изготовления изделий общего назначения и композиций;
Т — для изготовления толстостенных изделий и трубопроводов.

Фторопласт-4Д согласно ГОСТ 14906-77 также разделяется на несколько марок для изготовления различной продукции:

Ш – для шлангов авиационного назначения и кабельной изоляции;
Л – для сырой каландрированной пленки;
Э – для электроизоляционных н термоусаживающихся трубок;
Т – для труб, стержней, ленты «ФУМ» и изделий технического назначения;
У – для фторопластового уплотнительного материала «ФУМ».

Композиционные материалы на основе фторопласта-4

Несмотря на все свои неоспоримые преимущества, фторопласт все же обладает и рядом недостатков, например, низкой износостойкостью и ползучестью при высоких нагрузках, невозможностью склеивания с другими материалами, в частности, с металлами, низкой теплопроводностью. Для изменения характеристик фторопласта-4, его модифицируют добавлением различных наполнителей.

АО «Фторопластовые технологии» изготавливает широкий ассортимент композиционных материалов, как широко известных на рынке (например, черный фторопласт Ф4К20, Ф4К15М5), так и менее распространенные материалы, наполненные графитом, бронзой, нержавеющей сталью. Об этом можно подробно почитать здесь.

Как производятся заготовки и изделия из фторопласта?

Заготовки производятся методом компрессионного прессования из фторопластового порошка, который засыпается в пресс-форму, где под давлением формуется таблетка — заготовка. Если же говорить о композиционных материалах — фторопласте с кальцинированным коксом, графитом, бронзой, стеклом, дисульфидом молибдена — то в цикл подготовки еще добавляется процедура смешения компонентов.

После прессования заготовки термообрабатываются — проходят цикл спекания в низкотемпературных печах. Температура спекания — разная для разных материалов, максимальная достигает около 400 градусов С°, при этом нагрев происходит ступенями на протяжении 15 — 60 часов. Продолжительность цикла зависит от формы и размера заготовки — ее массы, высоты, толщины стенок, а также исходного материала. Далее заготовки охлаждаются и выдерживаются, и только после этого они готовы к дальнейшей обработке.

Механическая обработка производится на токарном и фрезерном оборудовании специальным инструментом со съемными пластинами, которые подбираются под каждый материал.

При изготовлении ленты ФУМ используется метод экструзии и каландрирования: подготовленная фторопластовая масса пропускается через фильеры — в итоге получается толстый жгут. Затем он пропускается через валки и раскатывается в виде ленты ФУМ необходимой толщины.

Как формируется цена на фторопласт?

Цена на фторопласт и изделия из него определяется несколькими факторами: производителем сырья, используемой маркой материала, курсами валют, логистикой, технологией переработки, накладными расходами на переработку, объемами поставки, торговой наценкой и др. Нельзя забывать, что низкая цена на готовую продукцию не всегда гарантирует экономические выгоды. Так, в аттестованной лаборатории АО «Фторопластовые технологии» были проведены испытания заготовок из фторопласта различного качества исходного материала и его переработки, которые показали, что не вся продукция на российском рынке отвечает требованиям нормативной документации.

Где купить фторопласт?

Купить фторопласт-4 можно в АО «Фторопластовые технологии», и это будет правильным выбором по следующим причинам:

Наша компания работает на рынке с 2001 года и специализируется на переработке фторопласта-4. Мы являемся экспертами отрасли и профессионалами своего дела.
Мы гарантируем качество и отвечаем за него. Если у нашего клиента вдруг появляется рекламация по какой-либо причине, мы будем работать с ней и исправлять ситуацию.
Мы изготавливаем большой ассортимент фторопластовых композиций, заготовок и изделий по чертежам заказчика.
Доставляем продукцию по всей России, странам бывшего СССР и в другие страны Европы и Азии.

Также хотим уведомить, что мы работаем только с юридическими лицами по безналичному расчету. Спасибо за понимание)

Чтобы приобрести фторопластовые изделия, отправьте ваш запрос на электронную почту ftoroplast@chemcom.ru

Ответы на популярные вопросы о фторопласте-4