Композитные листовые материалы на основе модифицированного фторопласта

Описание

Как мы уже говорили выше у фторопласта есть свои недостатки. Отталкиваясь от способов устранения нежелательных свойств ПТФЭ можно выделить несколько видов композитных листовых материалов на его основе.

Композитные листовые материалы на основе модифицированного фторопласта
Композитные листовые материалы на основе модифицированного фторопласта
Композитные листовые материалы на основе модифицированного фторопласта

Экспандированный фторопласт (ЭПТФЭ) – это волокнисто мягкий микропористый ПТФЭ.

Имеет несколько отличительных особенностей по сравнению с обычным фторопластом:

  • мягкость материала и эластичность при растяжении. Иными словами экспандированный политетрафторэтилен можно охарактеризовать как фторопластовую резину;
  • способность склеиваться ввиду пористой структуры материала;
  • способность частично восстанавливать форму после сжатия;
  • легко поддается обработке и резке;
  • обладает меньшей хладотекучестью (изменение формы материала под действием собственного веса и внешних нагрузок).
  • отлично адаптируется к неровностям и повреждениям уплотнительных поверхностей.

Экспандированные пленочные материалы нашли широкое применение в текстильной и легкой промышленности для создания гидрофобных текстильных материалов с одновременной паропроницаемостью (дышащие гидрофобные мембраны). Значительное снижение предела текучести при сжатии объемного экспандированного фторопласта (эластичность, мягкость) открывает широкие перспективы его использования для получения различных уникальных уплотнительных материалов в области малых и средних давлений при герметизации особо агрессивных сред, где использовались в основном особые резины, полиуретаны или комбинированные материалы на основе фторопласта. Наибольшее распространение объемные экспандированные материалы нашли для уплотнений фланцевых соединений в нефтяной и газовой промышленности.

Листовой экспандированный фторопласт в виде ленты, профиля или листа выпускается толщиной от 1 до 30 мм, шириной до 1500 мм.

Технические показатели ЭПТФЭ:

Температурный диапазон, °Сот -240 до 300
Максимальное рабочее давление, мПадо 50
прочность продольного растяжения, мПа17
прочность поперечного растяжения, мПа27
Прочность сжатия, мПаот 14,7 до 20
Плотность, г/см3от 0.5 до 1.5
Усадкабезусадочная
Восстанавливаемость15%

Фторопласт и ЭПТФЭ с волокнистыми и порошкообразными наполнителями.

С целью придания фторопласту-4 различных дополнительных характеристик, таких как увеличение твердости, стойкости к истиранию, уменьшению деформации и др. в него добавляют специальные наполнители, которые способны выдерживать температуру его переработки (около 360 градусов). Наиболее распространенные наполнители можно разделить на порошкообразные (медь, серебро, свинец, никель,  кварц, стеклопорошок, керамика, слюда, графит, кокс и др.) и волокнистые (асбестовое, графитовое, кварцевое, базальтовое и др. волокна). Наполнители можно вводить во фторопласт каждый по отдельности или в различных сочетаниях, в зависимости от назначения. Расшифровка композиций на основе фторопласта достаточно проста: Ф4 – обозначает непосредственно сам фторопласт-4, как основу, далее по убывающей отражается вид наполнителя и его процентное содержание в композиции. Пример: Ф4К15М5 состоит из фторопласта-4, 15% кокса и 5% дисульфида молибдена.

Выделяют следующие самые распространенные фторопластовые композиции:

Композиция Ф4К20смесь фторопласта-4 и кокса. Материал Ф4К20, по сравнению с ПТФЭ, имеет в 600 раз большую износостойкость и обладает гораздо лучшими показателями внутреннего напряжения под воздействием нагрузок. Рекомендован для изготовления уплотнительных изделий подвижных соединений.
Композиция Ф4К15М5смесь фторопласта-4, кокса и дисульфида молибдена. Материал Ф4К15М5, по сравнению с ПТФЭ, имеет в 1000 раз большую износостойкость и более низкий коэффициент трения. Материал реквомендован для работы в узлах трения в условиях влажных газов, в том числе с наличием конденсата.
Композиция Ф4С15М5смесь фторопласта-4, размолотого стекловолокна и дисульфида молибдена позволяет повысить износостойкость материала более чем в 250 раз и 1,5 раза увеличивается сопротивление ползучести, при этом наличие дисульфида молибдена позволяет сохранить данные показатели при использовании во влажной среде.
Композиция Ф4С15В5смесь фторопласта-4, измельченного стекловолокна и нитрида бора; изделия обладают высокой химической стойкостью и износостойкостью, а также высокими механическими свойствами в широком интервале температур.
Композиция Ф4КА15В5смесь фторопласта-4 и нитрида бора, изделия из этой композиции отличаются повышенной стойкостью против ползучести, небольшим коэффициентом линейного расширения, хорошей прирабатываемостью в паре с чугуном и конструкционными сталями в сухих и влажных средах и при наличии сильных агрессивных сред и окислителей.
Композиция Ф4Г21М7смесь фторопласта-4, графита, дисульфида молибдена. Данная композиция обладает улучшенными антифрикционными и самосмазывающимися свойствами.

Свойства композиций на основе фторопласта-4

Армированный фторопласт.

Данный вид фторопласта схож по своему способу изготовления с фторопластом с введенными наполнителями описанные в пункте втором. Отличительной особенностью является тот факт, что в данном виде композитного ПТФЭ используются армирующие элементы каркасного типа, такие как металлическая смятая сетка, углепластиковая ткань, углеволокно, стекловолокно и др.

Данный тип модификации позволяет сделать Фторопласт более стабильным в размерах, более жестким материалом с превосходными электроизоляционными характеристиками. Введенный армирующий элемент препятствует «расплыванию» Фторопласта, увеличивает стабильность размеров и жесткость, снижает ударную вязкость и трибологические характеристики. Поставляется под заказ. Армирование рекомендовано только при условии принятия специальных мер предосторожности и использовании специальных присадок, так как велика вероятность возникновения термической реакции в результате выброса газа.

Структурированный и мультиэкспандированный фторопласт с добавлением различных наполнителей.

Отдельной строкой необходимо выделить материалы Премиум класса изготовленными в лабораториях Германии, Австрии и США таких производителей как KWO Dichtungstechnik GmbH, Klinger GmbH, TEADIT Group, A.W.Chesterton Company и Frenzelit Werke GmbH. Помимо введения специальных наполнителей, таких как карбид кремния, сульфат бария, диоксид кремния, полых стеклянных микросфер данный вид композитных уплотнительных материалов отличается способами изготовления и обработки конечного продукта. Структурированный PTFE, а так же моноэкспандированный (растянутый в одном направлении) и мультиэкспандированный (растянутый во всех направлениях) фторопласт позволяет достичь наивысших показателей химической стойкости, устойчивости к UV-излучению, отсутствию старения, восстанавливаемости и ползучести фторопласта.