Фторопласт Ф4
Химическая формула (-C2F4-)n
Зарубежные аналоги: TEFLON 7, FLUON G 163,190, ALGOFLON F, HOSTAFLON TF 1702, POLYFLON M 12, 14.
ТУ/ГОСТ ГОСТ 10007-80
Фторопласт-4 или PTFE представляет собой разновидность пластмассы белого цвета. Этот материал обладает уникальными химико-физическими характеристиками, что позволяет широко использовать его во многих сферах человеческой деятельности благодаря следующим свойствам:
- исключительная стойкость ко всем кислотам, растворителям, нефтепродуктам, щелочам;
- инертность;
- стойкость к водяному пару;
- атмосферостойкость (водопоглощение – ноль);
- стойкость к климатическим и бактериальным воздействиям.
Свойства Фторопласта-4 по ГОСТ 10007-80
В зависимости от области применения различают следующие типы фторопластов
- 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.
Допускается в отдельных случаях при отсутствии фторопласта-4 марки С применять фторопласт-4 марки ПН для изготовления изделий спецназначения. - О - для изготовления изделий общего назначения и композиций;
- Т - для изготовления толстостенных изделий и трубопроводов.
| Наименование показателя | Норма для марки | ||||
| С | П | ПН | О | Т | |
| Внешний вид | Легко комкующийся порошок белого цвета без видимых включений | Легко комкующийся порошок белого цвета | |||
| Внешний вид пластины: | |||||
| цвет | Белый однородный | Белый однородный. Допускается серый или кремовый оттенок | |||
| чистота | Не определяют | В соответствии с образцом, утвержденным в установленном порядке | |||
| Массовая доля влаги, %, не более | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 |
| Плотность, г/см3, не более | 2,18 | 2,18 | 2,19 | 2,2 | 2,21 |
| Прочность при разрыве незакаленного образца, МПа (кгс/см), не менее | 27 (270) |
26 (260) |
25 (250) |
23 (230) |
15 (150) |
| Относительное удлинение при разрыве незакаленного образца, %, не менее | 350 | 350 | 350 | 350 | 280 |
| Термостабильность, ч, не менее | 100 | 100 | 100 | 100 | 15 |
| Электрическая прочность [толщина образца (0,100±0,005) мм при постоянном напряжении], кВ/мм, не менее | 50 | 60 | 50 | Не определяют | |
| Внешний вид строганой пленки | Без металлических включений, отверстий и трещин, чистота и однородность окраски должны соответствовать образцу, утвержденному в установленном порядке | Не определяют | |||
| Относительное удлинение при разрыве строганой пленки в поперечном направлении, %, не менее | Не определяют | 175 | Не определяют | ||
Фторопласт 4 технические характеристики
| Наименование показателя | Норма |
| Температура плавления кристаллов, °С | 327 |
| Температура стеклования аморфных участков, °С | Минус 120 |
| Максимальная рабочая температура при эксплуатации, °С | 260 |
| Минимальная рабочая температура при эксплуатации, °С | Минус 269 |
| Температура разложения, °С | Св. 415 |
| Температура наибольшей скорости кристаллизации, °С | 310-315 |
| Температурный коэффициент линейного расширения, °С, при температуре, °С: | |
| от минус 60 до минус 10 | 8·10-5 |
| св. минус 10 до плюс 20 | (8-25)·10-5 |
| св. 20 до 50 | (25-11)·10-5 |
| св. 50 до 110 | 11·10-5 |
| св. 110 до 120 | (11-15)·10-5 |
| св. 120 до 200 | 15·10-5 |
| св. 200 до 210 | (15-21)·10-5 |
| св. 210 до 280 | 21·10-5 |
| Насыпная плотность, кг/м | 350-600 |
| Стойкость к действию химических реагентов при температуре 20-150 °С: | |
| кислоты концентрированные | Стоек |
| органические растворители | То же |
| щелочи | " |
| окислители (пероксид водорода) | " |
| расплавленные щелочные металлы или растворы их в аммиаке | Не стоек при повышенных температурах |
| элементарный фтор | То же |
| трехфтористый хлор | " |
| Кислородный индекс (ГОСТ 12.1.044), % | 95 |
| Атмосферостойкость | Превосходная |
| Дугостойкость (ГОСТ 10345.1), с | 300 |
| Трекингостойкость (ГОСТ 27473) | Сплошной токопроводящий слой не образует |
| Радиационная стойкость, Мрад | 2 |
| Стойкость к грибкам (ГОСТ 9.049, метод А), баллы | 1 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К | 0,25 |
| Удельная теплоемкость, кДж/кг·К | 1,04 |
| Водопоглощение за 24 ч, % | 0 |
| Разрушающее напряжение, МПа: | |
| при изгибе | 10,7-13,7 |
| при сжатии | 11,8 |
| Ударная вязкость кДж/м(образец проскакивает, не ломается) | 125 |
| Твердость по методу вдавливания шарика, МПа | 29,4-39,2 |
| Модуль упругости, МПа: | |
| при статическом изгибе при +20 °С | 460,9-833,6 |
| при -60°С | 1294,5-2726,5 |
| при растяжении | 410 |
| при сжатии | 686,5 |
| Усадка при выпечке (в зависимости от давления таблетирования, условий выпечки и молекулярной массы), % | 3-7 |
| Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом, не менее | 1·1017 |
| Удельное объемное электрическое сопротивление при постоянном напряжении, Ом·см, не менее | 1,5·1017 |
| Диэлектрическая проницаемость при частоте, Гц: | |
| 50 | 2,0±0,1 |
| 103 | 2,0±0,1 |
| 106 | 2,0±0,1 |
| 108 | 2,0±0,1 |
| 1010 | 2,0±0,1 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте, Гц: | |
| 50 | Не более 0,0002 |
| 103 | Не более 0,0002 |
| 106 | Не более 0,0002 |
| 108 | 0,0002 |
| 1010 | 0,0002 |
| Электрическая прочность при переменном напряжении (толщина образца 2 мм), В/м, не менее | 25·106 |
| Средний размер частиц порошка, мм | 0,1-0,2 |
| Термостабильность, % (при температуре 420 °С, 3 ч) | 0,2 |
| Коэффициент трения по стали | 0,04 |
| Способность к механической обработке | Превосходная |
Композиции на основе Ф4 – свойства, виды
Для изменения свойств чистого фторопласта, таких как твердость, теплопроводность, износоустойчивость в процессе производства в него добавляют определенные добавки. Наиболее часто в качестве этих добавок используют молотое стекловолокно, кокс, бронзу, дисульфид молибдена, медь, никель и другие. Эти добавки значительно увеличивают следующие показатели:
- сопротивление износу в 250-600, в некоторых композициях до 1000 раз;
- стойкость к текучести на холоде или ползучести в 2-3 раза;
- коэффициент трения;
- жесткость в 2-3 раза;
- твердость на 10-15 %;
- теплопроводность на 100-300%;
- поверхностная прочность.
А также способствует уменьшение термического расширения в 2-2,5 раза.
| Свойства | Ф4 | Ф4К20 | Ф4К15М5 | Ф4С15 | Ф4С15М5 | Ф4К15УВ5 | Ф4КС2 |
| Физико-механические | |||||||
| Плотность, г/см3 | 2,12-2,2 | 2,05 | 2,17 | 2,18 | 2,19 | 2,08 | 2,17 |
| Предел текучести, МПа | 11,8 | 14 | 13,4 | - | - | 16,4 | 13 |
| Прочность при разрыве, МПа | 14-34 | 01.12.15 | 13-16 | 18-20 | 18-20 | 17-20 | 22-24 |
| Относительное удлинение, % | 250-500 | 60-120 | 80-150 | 180-220 | 150-200 | 80-150 | 230-320 |
| Модуль упругости, МПа | 550 | 1200 | 110 | 900 | - | 1760 | 650 |
| Твердость по Бриннелю, МПа | 29-39 | 49-53 | 49 | 39-49 | 39-49 | 48-49 | 37-39 |
| Вязко-упругие | |||||||
| Деформация при растяжении | - | 6 | 6,7 | 9 | 9,3 | 3,3 | 8,1 |
| Деформация при сжатии | - | 7,2 | 7,7 | 8,6 | 8,8 | 3,8 | 9,3 |
| Тепло - физические | |||||||
| Теплоемкость, Дж/(кг С) | 1,04 | 0,985 | 0,98 | 0,950 | 0,95 | 0,98 | 0,9 |
| Теплопроводность, Вт/(м С) | 0,25 | 0,34 | 0,32 | 0,28 | 0,27 | 0,385 | 0,33 |
| Коэф. линейного расширения, а*10-5 | 8-25 | 10-12 | 10-12 | 13-15 | 13-15 | 7-9 | 12-14 |
| Триботехнические | |||||||
| Коэффициент трения | 0,04 | 0,27 | 0,23 | 0,25 | 0,2 | 0,26 | 0,16 |
| Интенсивность износа | - | 1 | 0,8 | 1,8 | 1,6 | 0,65 | 4 |
| Интервал рабочих температур, оС | от -250 до +260 | ||||||
Типы добавок для создания композиций на основе Ф-4
С одной стороны они разделяются на некоторые группы по характерным данным наполнителя.
- Порошковые:
- металлические добавки - медные, серебряные, свинцовые, никелевые, бронзовые, оловянные, алюминиевые;
- минеральные добавки - кварцевые, стеклопорошковые, керамические, слюдяные и другие;
- углеродные добавки - графитовые, угольные, коксовые и сажа.
- Волокнистые армирующие:
- тканевидные добавки - стеклоткани, углеткани, ткани из асбеста и базальта;
- нетканевидные добавки - стекловолокнистые, углеволокнистые, асбест, кварц, графит, базальт и другие.
- Каркасные армирующие добавки:
- тонкая смятая сетка из металла;
- мятая проволока.
| Порошкообразные | Волокнистые (армирующие) | Армирующие, каркасного типа | ||||
| Металлические | Минеральные | Органические | Нетканые | Тканные | Металлическая смятая сетка | Смятая фольга |
| медь | кварц | графит | стекловолокно | стеклоткани | ||
| серебро | стеклопорошок | сажа | асбестовое | графитовые | ||
| свинец | ситал | уголь | графитовое | асбестовые | ||
| бронза | керамика | кокс | кварцевое | базальтовые | ||
| олово | слюда | базальтовое волокно | ||||
| алюминий | каолин | металлич. усы | ||||
С другой стороны композиционные материалы Ф4 делятся по их назначению:
- антифрикционные;
- армированные;
- универсальные;
- электроизносостойкие;
- специальные;
- индивидуальные.
Уникальность композиций на основе Ф4 заключается в повышенной устойчивости к физико-механическим воздействиям в сравнении с чистым фторопластом. Эти материалы инертны, имеют малую пористость, механически прочны, наделены отличными электрическими и механическими характеристиками, обладают низким показателем трения и гидрофобны. Получаемые из данных материалов изделия наделены большим количеством свойств и характеристик, которые позволили эффективно использовать их в химической, электротехнической, пищевой, медицинской, атомно-энергетической и легкой промышленности, а также в приборо- и машиностроении.