Виды фторопласта

Современный рынок изделий представлен множеством видов материалов на полимерной основе. Одно из ключевых мест в этом ряде занимает фторопласт. Вещество изготовлено на основе пластмассы, насыщенной фторовой добавкой. Благодаря уникальным свойствам, материал широко применяется в различных сферах промышленного производства.

Детали из фторопласта используются в машиностроительной, химической, электротехнической, пищевой, фармацевтической, текстильной и других отраслях. Пластиковый материал имеет структурные особенности на молекулярном уровне, по которым классифицируется на подвиды:

• Ф-1 – поливинилфторид с одним атомом фтора;
• Ф-2 – поливинилиденфторид с двумя атомами фтора;
• Ф-3 – политрифторхлорэтилен с тремя атомами фтора;
• Ф-4 – политетрафторэтилен с четырьмя атомами фтора.

Также в категорию материалов на основе фторопласта зачисляют сополимеры Ф-32, Ф-40, Ф-42, Ф-50.

Наиболее востребованным и распространенным, за счет уникальных характеристик, признан фторопласт Ф-4. В мире этот вид материала называют «тефлон», под это наименование в США зарегистрирована торговая марка. Встречаются и другие названия Ф-4: в Англии это флюон, в Германии – гостафлон.

Состав фторопласта

Основное назначение материала – создание высокоэффективных защитных покрытий для рабочих поверхностей, либо цельных конструкционных запчастей. Это стало возможным, благодаря высоким химико-физическим показателям фторопласта, используемого в качестве сырья.

Изменение структуры вещества на молекулярном уровне позволяет добиваться получения тех качеств материала, которые необходимы в конкретной ситуации и при необходимых эксплуатационных условиях. Чем более насыщен фтором на молекулярном уровне полимер, тем выше его качественные показатели.

Если в структуре фторопласта содержится два и более атома фтора, материал определяется как гомополимерный. Это значит, что структура мономеров в химической цепи вещества многократно повторяется. Для фторопласта-2 в качестве мономера используется винил, для фторопласта-3 и -4 – этилен.

Изготовление фторопласта

Производство любой разновидности фторопласта – это результат химического синтеза. После его завершения получается белый волокнистый материал в разрыхленном порошкообразном виде. Сырьевую массу запрессовывают в промышленные автоклавы и поддают термической обработке. Синтез может проводиться одним из двух способов, но различаться они будут технологией обработки – эмульсионной, суспензионной, либо полимеризацией в массе.

Первоначальные операции, такие как ввод фтора и других добавок в мономер происходят по одинаковой схеме – через нагревание галогенов и углеводорода. Этот процесс называется пиролизом. Его значимость заключается в том, что он способствует распаду сложных молекулярных соединений. Впоследствии структура вещества становится подготовленной для соединения с фторсодержащими атомами.

На следующем этапе материал проходит процедуру синтеза по одному из способов полимеризации:

Эмульсионный

Означает проведение химической обработки в водной среде при давлении от 40 до 100 атмосфер и температуре 70-80 °С. Для реализации метода потребуются эмульгатор и инициатор. После завершения технологической обработки вещества образовывается суспензия белого цвета. Впоследствии она проходит дегазацию, очистку и сушку.

Суспензионный

Технология обработки сырья осуществляется с помощью основного и с небольшим перерывом дополнительных процессов. Последние вызваны необходимостью создания условий для реакции, а также для отделения образовавшегося полимера. Метод предполагает суспензирование производимых на основе фтора ингредиентов, помещаемых в растворитель при задействовании эмульсионных стабилизаторов. На этом этапе происходит растворение инициатора полимеризации в каплях мономера, в результате чего завершается полимеризация. На выходе получаются достаточно крупные гранулы полимера. Завершается процесс извлечением готового продукта из химической среды, промыванием и просушиванием.

Полимеризация в массе

Процесс подразумевает последовательную обработку мономеров, которые пропускаются через каскад реакторов. Впоследствии вещество отделяется от не вступивших во взаимодействие с растворителем мономерных элементов. Полученная отобранная масса гранулируется, если требуется, еще и комбинируется путем смешивания с порошковыми массами в регламентируемых техническими требованиями пропорциях.