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.
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, °С | от -240 до 300 |
| Максимальное рабочее давление, мПа | до 50 |
| прочность продольного растяжения, мПа | 17 |
| прочность поперечного растяжения, мПа | 27 |
| Прочность сжатия, мПа | от 14,7 до 20 |
| Плотность, г/см3 | от 0.5 до 1.5 |
| Усадка | безусадочная |
| Восстанавливаемость | 15% |
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 Ф4К20 | смесь 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 Ф4К15М5 | смесь 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 Ф4С15М5 | смесь 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 Ф4С15В5 | смесь фторопласта-4, измельченного стекловолокна и нитрида бора; изделия обладают высокой химической стойкостью и износостойкостью, а также высокими механическими свойствами в широком интервале температур. |
| Композиция Ф4КА15В5 | смесь 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 Ф4Г21М7 | смесь 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.
