Как производится фторопласт? (02.05.23 г.)
Синтетический материал фторопласт известен в мире как тефлон, его начали производить в США в конце 30-х годов прошлого века. Ученым сразу стало понятно, что фторопласт обладает уникальными качествами и будет применяться повсеместно. В первое время состав тефлона был засекречен, материал выпускался для нужд оборонной отрасли. В СССР фторопласт начали выпускать с 1947 года.
Сферы применения
Фторопластовые изделия закупают для предприятий переработки нефти и газа, химической и фармацевтической промышленности, машиностроения. Тефлоновые детали нужны в медицине и инновационных системах теплоснабжения.
Полимер востребован в электротехнике, электронике и приборостроении в качестве диэлектрика. Тефлоновая пленка применяется в производстве электрических проводов и кабелей. Фторопластовые детали требуются для изготовления катушек, конденсаторов и электрических плат. Тефлоновая изоляция считается самой надежной, так как способна противостоять высоким температурам и агрессивным средам.
Особенности фторопласта
В составе полимерного соединения молекулы углеводорода с содержанием атомов фтора. За счет крепких связей частиц углеводорода и фтора материал обладает прочностью и химической инертностью. Главные свойства фторопласта зависят от количества атомов фтора и их расположения. На качество полимера влияют также характер размещения полимерной цепочки, тип связей между атомами и другие показатели.
Фторопласты – широкая группа полимеров, насчитывающая более 25 разновидностей. К популярным относят:
- Ф4 – с этиленом в составе, это самый плотный и наиболее скользкий полимер;
- Ф3 – также с этиленом, фтором и хлором, отличается хорошими механическими показателями;
- Ф2 – в его составе винил с хлором, этот вид стоек к влиянию агрессивных веществ и ионизирующего излучения.
Перечисленные марки объединяет низкий коэффициент трения. Различие в температурных режимах эксплуатации, весе, тепло- и электропроводности. Востребованной считается марка Ф4, это известный всем тефлон. Фторопласт этого вида модифицируют, добавляя стекловолокно, молибден или кобальт.
Технология производства
Выбор технологии зависит от страны, где производится материал. В России популярен трехэтапный метод.
- Производится синтез хлордифторметана из полигалогеноорганических веществ. По-другому синтез называется реакцией Свартса.
- Хлордифторметан переходит в тетрафторэтилен в виде газа. На этой стадии применяется метод пиролиза – разложения соединений под влиянием высокой температуры.
- Тетрафторэтилен полимеризуется в специальных автоклавах, где поддерживается давление 100 атмосфер и температура +70–80 градусов. Процесс полимеризации происходит при участии дистиллированной воды, калия и других компонентов.
- Полученная масса проходит очистку в центрифугах или с применением методики фильтрации. Субстанцию также можно промыть, а затем высушить. В итоге получается первичное фторопластовое сырье в виде порошка.
На упаковку с полученным порошком наносится маркировка, которая указывает на размер частиц, если получен модифицированный тефлон, то на маркировке написана литера «М».
Обработка заготовок
Из готового порошка производят пластины, трубки, стержни и другие элементы. Для этого подходит метод прессования при 380 градусах. Изделия также получают в экструдерах. В последнем случае удается выпускать длинные планки или стержни – их длина до 5 м. Из-под прессов выходят заготовки небольших размеров. Их обрабатывают на шлифовальных, фрезерных или металлообрабатывающих станках. Таким образом выпускают опорные элементы, подшипники, вкладыши для изоляции электрооборудования и многое другое.
