Описание
Политетрафторэтилен (PTFE, фторопласт 4) - материал с достаточно высокими механическими свойствами. При низких температурах он обнаруживает высокую прочность, вязкость и свойства самосмазки; при отрицательных температурах до -80°С PTFE (ПТФЭ, Ф4) сохраняет гибкость. Под действием внешней нагрузки политетрафторэтилен имеет способность к холодному течению (псевдо- или хладо- текучесть). Политетрафторэтилен (фторопласт 4) в сравнении с другими полимерами имеет наиболее низкий коэффициент трения по стали (около 0,04)
При нагревании выше плюс 327°С происходит плавление кристаллитов, но полимер не переходит в вязкотекучее состояние вплоть до температуры начала разложения (плюс 415° С).
Изделия из PTFE (ПТФЭ, Ф4) могут применяться при температуре от минус 269 до плюс 260°С и кратковременно при температурах до плюс 300°С. Благодаря отличным диэлектрическим свойствам в широком диапазоне частот и температур PTFE (ПТФЭ, Ф4) уникальный диэлектрик. Сопротивление изоляции изготовленной из него очень велико - превышает 1016 ОмхСм.
Благодаря своим химическим свойствам, полимер ПТФЭ обладает очень высокой стойкостью к химически агрессивной среде и списком других не менее отличительных свойств, которые выгодно располагают данный материал на фоне других. Фторопласт Тефлон весьма устойчив практически ко всем кислотам и щелочам. В том числе, данный материал выдерживает воздействие органических и не органических растворителей, нефтепродуктов при широких интервалах температуры, от минус 269 градусов до плюс 260 градусов. Исключением являются только расплавленные щелочные металлы, элементарный фтор и трехфтористый хлор. Непревзойденные PTFE характеристики химической устойчивости позволяют ему применяться в тяжелой химической промышленности для изготовления деталей, необходимых в химической аппаратуре, различных емкостей, мембран, трубопроводов, уплотнительных элементов, прокладок и насосов.
Из ПТФЕ производят различные набивки, уплотнители для резьбы, фланцевые прокладки, детали торцевых уплотнений, пропитки различного вида для улучшения характеристик эксплуатации покрытия. Политетрафторэтилен имеет возможность использоваться в электротехнике и радиотехнике в качестве материала, позволяющиго изолировать провода и кабели. Листовой Тефлон обладает очень низкими показателями коэффициента трения, его практически невозможно намочить водой или какими либо органическими жидкостями, что прекрасно сочетается с широкими температурными качествами эксплуатации. Низкий коэффициент удельного трения делает ПТФЭ незаменимым в машиностроении в качестве прокладочного материала с высокими антифрикционными свойствами.
Технические характеристики
- Плотность, г/см куб.: 2,2
- Предел текучести, МПа: 11,8
- Прочность при разрыве, МПа: 14-34
- Относительное удлиннение, %: 250-500
- Модуль упругости (при сжатии/растяжении), МПа: 410/686
- Твердость по Бриннелю, МПа: 29-39
- Теплоемкость, Дж/(кг С): 1,04
- Теплопроводность, Вт/(м С): 0,25
- Коэф. линейного расширения, а*10.0000: 8-25
- Коэфициент трения: 0,04
- Интервал рабочих температур, C: -269 до +260
TECAFLON PTFE (Политетрафторэтилен) — техническое название термопластичных полимеров — продуктов полимеризации фторпроизводных олефинов. Это самый распространенный фторполимер в данное время (особенно в СНГ). Наибольшее применение получил в качестве материала для уплотнителей. Он отличается высокой химической стойкостью, не изменяемой даже при кипячении в «царской водке».
Вместе с феноменальной инертностью, фторопласт-4 характеризуется малой пористостью, отличными электрическими и механическими свойствами. Он обладает низким, почти не зависящим от температуры коэффициентом трения (ниже чем у льда), совершенно гидрофобен, физиологически инертен (разрешен для контакта с пищевыми продуктами), кроме того обладает исключительными свойствами “отлипания”. Диэлектрические свойства его не изменяются до +200°С, а химические до +300°С, ему присуща исключительная стойкость к вольтовой дуге. Эти свойства материала делают изделия из него незаменимыми в химической, электротехнической промышленности, машиностроении, пищевой, легкой и медицинской промышленности. Из фторопласта изготавливают детали, химическую аппаратуру, ёмкости, мембраны и диафрагмы, клапаны и трубопроводы, прокладки и уплотнительные устройства, колонны и подшипники, транспортерные ленты и многое другое.
Единственный полимер устойчивый к УФ излучениям в чистом виде (неокрашенный и не уф-стабилизированный). Он наиболее стойкий из всех известных пластмасс ко всем минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, окислителям, газам и другим агрессивным средам. Устойчив к гидролизу (водопоглощние менее 0,05%). TECAFLON PTFE морозостоек, он не становится хрупким даже при t -269°С, но его механические характеристики зависят от положительных температур эксплуатации. Свойства износостойкости оставляют желать лучшего. PTFE — высокоэластичный материал с очень низкой собственной возгораемостью. Коэффициент трения TECAFLON PTFE самый низкий из всех ненаполненных полимеров.
Фторопласты не горючи или самозатухают при возгорании. Фторопласты плохо растворимы или вообще нерастворимы во многих органических растворителях. Фторопласт-4 стоек ко всем кислотам, нефтепродуктам, щелочам в интервале температур от -269°С до +260°С, за что удостоился названия «пластиковая платина». На него оказывают воздействие только расплавы щелочных металлов, растворы щелочных металлов в аммиаке, трехфтористый хлор и элементарный фтор при высоких температурах.
Механические, термические, электрические свойства РTFE
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность | 2,18гр/см3 |
| Удлинение при разрыве | > 50% (DIN EN ISO 527) |
| Напряжение при растяжении | 25МПа (DIN EN ISO 527) |
| Модуль упругости при растяжении | 700 МПа (DIN EN ISO 527) |
| Ударная прочность | без повреждений (DIN EN ISO 179 (Шарпи) кЖд/м2) |
| Твердость | 60 (ISO 2039/2(вдавливание шарика) |
| Предел текучести после 1000 часов под статической нагрузкой | 5 МПа |
| Предел прочности для 1 % удлинения после 1000 часов | 1,58 МПа |
| Коэффициент трения | 0,08-0,12 (по стали о=0,05N/мм.кв., v=0,6м/сек) |
| Изнашивание | 21 µ/км (ASTM D 792, DIN EN ISO 1183) |
| Теплопроводность | -0,25 W/(K*m),(при 23°С) |
| Удельная теплоемкость | 1 J/(g*K), (при 23°С) |
| Линейный коэффициент теплового расширения | 12 (10-5 1/К) (ASTM D 696, DIN 53 483, IE-250) |
| Диэлектрическая постоянная | 2,1 (106Гц, ASTM D 150, DIN 7991, ASTM Е 831) |
| Коэффициент диэлектрических потерь | 0,0002 (tan)(106Гц, ASTM D 150, DIN 7991, ASTM Е 831) |
| Объемное электрическое сопротивление | 1016 Ω*см(ASTM D 257, ЕС 93, DIN IEС 60093) |
| Поверхностное сопротивление | 1016 Ω(ASTM D 149, DIN IEС 60093) |
| Электрическая прочность | 48 кВ/мм (DIN 53 481, IEC-243, VDE 0303 Teil 2) |
| Водопоглощение в нормальных условиях |
Важное замечание! Если фторопласт-4 «плывет», ближайшей заменой по классу выше является TECATRON или TECAPEEK. В России (из-за широкой популярности полимера) обычно фторопласт-4 применяют для изготовления инженерных деталей подвергающихся механическим нагрузкам, но работающих при температурах до +120°С и без воздействия агрессивных химических веществ. В практике мы часто сталкиваемся с такими ситуациями и знаем многочисленные варианты решений и как существенно сэкономить за счет выбора более эффективного и дешевого материала.
Применение TECAFLON PTFE и Фторполимеров:
Заготовки из PTFE предназначены для изготовления путём механической обработки уплотнительных, электроизоляционных, антифрикционных, химически стойких элементов конструкций.
- В машиностроении: в узлах трения механизмов машин и приборов в качестве подшипников и опор скольжения, подвижных уплотнителей поршневых колец, манжет. Использование фторопластов в узлах трения повышает надежность и долговечность механизмов, обеспечивает cтабильную эксплуатацию в условиях агрессивных сред глубокого вукуума и при криогенных температурах.
- В электронной промышленности: для изоляции проводов, кабелей, разъемов, изготовления печатных плат, пазовой изоляции электрических машин, а также в технике СВЧ. В медицинской и фармацевтической промышленности: из него изготавливают протезы кровеносных сосудов, сердечных сосудов, сердечных клапаны, емкости для хранения крови и сыворотки, упаковку для лекарств и многое другое.
- В пищевой промышленности и бытовой технике: для изготовления облицовки валков для раскатки теста, антиадгезионных и антипригарных покрытий, для изготовления уплотнений молочных насосов и насосов для пищевых жидкостей и др.
| Свойства | Ед. изм. |
FPM/FKM |
PTFE |
POM |
||||||||||
темно-серый |
кремовый |
|||||||||||||
жесткость |
||||||||||||||
жесткость |
||||||||||||||
плотность |
||||||||||||||
прочность на разрыв |
||||||||||||||
прочность на растяжение |
||||||||||||||
модуль эластичности - (разрыв) |
||||||||||||||
70°С/24ч 20% Деформация |
||||||||||||||
давление остаточной деформации |
||||||||||||||
100°С/24ч 20% Деформация |
||||||||||||||
эластичность отдачи |
||||||||||||||
прочность на широкий разрыв |
||||||||||||||
истирание / износ |
||||||||||||||
Минимальная температура |
||||||||||||||
Максимальная температура |
NBR, TPU, MVQ, ...
Эластомеры - это материалы, которые посредством применения небольшой силы поддаются очень сильному растяжению. Благодаря их строению эластомеры обладают очень высокой степенью способности возвращения в исходное положение. Это означает, что остаточное изменение формы этих материалов является незначительным. В принципе эластомеры можно разделить на две группы: эластомеры химического сшивания и термопластические эластомеры. Химически сшитые эластомеры или резиновые материалы являются высокополимерами, макромолекулы которых сшиты крупными петлями с помощью добавления вулканизационного средства. Благодаря подобному химическому сшиванию они не поддаются плавлению и распадаются при высоких температурах. Более того, подобное сшивание способствует тому, что резиновые материалы являются нерастворимыми и в зависимости от среды менее или более сильно разбухают или сокращаются. Термопластические эластомеры - это материалы, которые обладают характерными свойствами эластомеров в пределах высокого температурного диапазона. Однако их сшивание происходит физическим, а не химическим путем. Благодаря этому они плавятся при высоких температурах и поддаются обработке обычными термопластическими методами. Термопластические эластомеры растворимы и обладают более низкой способностью набухания по сравнению с их химически сшитыми эквивалентами.
POM, PA, PTFE + наполнитель, PEEK, ...
Термопласты - это плавящиеся высокополимерные материалы, которые в своем температурном диапазоне применения значительно тверже и жестче по сравнению с эластомерам. В зависимости от своего химического состава свойства материала могут быть как хрупким и ломким, так и вязким и упругим. Морфологический состав обуславливает большие растяжения без возврата в исходную форму. Форма материала пластически изменяется и таким образом материал получил название пластомер. Пластомеры применяются в технике уплотнений для таких твердых уплотнительных элементов как опорные, направляющие и ведущие кольца.
TPU (зеленый) - это материал из группы термопластических полиуретанэластомеров. TPU отличается особенной износоустойчивостью, превосходными механическими свойствам, экстремально низким давлением остаточной деформации и высоким сопротивлением разрыву. В технике уплотнений TPU применяется в основном в форме губчатых колец, грязесьемников, компактных уплотнений и шевронных манжетах. Прочность на экструзию TPU намного превосходит прочность резиновых пластомеров. TPU подходит для применения в специальных областях таких как минеральные масла, вода с максимальной температурой до 40°С и в биологически разлагающихся гидравлических жидкостях при 60°С. Без опорных колец уплотнения из TPU применяются до максимального давления 400Бар, в зависимости от геометрии профиля.
TPU (красный) - это устойчивый к воздействию гидролизов термопластический полиуретан-эластомер. Он сочетает в себе примерно одинаковые механические свойства TPU и необычную для полиуретанов высокую устойчивость в среде гидролиза (с температурой воды до 90 °С) и минеральных масел. Эти свойства позволяют применение в водной гидравлике, при строительстве туннелей, в горнодобывающей промышленности и производстве прессов. Газопроницаемость TPU (красный) намного ниже по сравнению с TPU (зеленым), поэтому особенно используется в газах высокого давления.
CPU (красный) - это литой эластомер, производимый с помощью специального процесса литья из тех же сырьевых компонентов как и TPU (красный). Обладает теми же химическими и механическими свойствами как и TPU (зеленый), но используется для полуфабрикатов размерами от 550 мм до 2000 мм и специальных размеров с экстремально толстыми стенками.
TPU (голубой) - это модифицированный TPU для применения при низких температурах. TPU (голубой) в отличии от материала TPU (зеленый) переходит в состояние текучести при более низкой температуре (-42°С) и обладает более высокой эластичностью и остаточной деформацией (45%). Применяется для эксплуатации в холодных климатических условиях (- 50°С).
TPU (серый) - это совершенно новый термопластический полиуретан-эластомер, с добавками композиционных материалов, обеспечивающих постоянную смазку. Этим обеспечивается постоянное снижение трения, увеличение скорости скольжения и снижение износа. Применяется для эксплуатации в условиях плохой смазки (сухого хода), или отсутствия смазки маслом: водяная гидравлика и пневматика (без масла).
NBR (черный) - это эластомер на основе сшитого серой акрил-нитрил- бутадиен-каучука. Обладает высокой твердостью и для резиновых эластомеров высокой устойчивостью к стиранию. При высоких температурах, особенно в кислородной среде (воздух 80°С) ускоряется старение, материал становится твердым и хрупким. При перекрытии доступа воздуха процесс старения значительно замедляется. В следствии его ненасыщенной структуры NBR обладает низкой устойчивостью к озону, погодному воздействию и старению. Набухание в минеральных маслах является незначительным, однако находится в сильной зависимости от состава масла. Газопроницаемость относительно высокая, вследствие чего имеет опасность взрывной декомпрессии, при которой разрываются части материала. Применяется в тех областях, где наряду с высокой устойчивостью к горючим и минеральным маслам также требуется высокая эластичность и остаточная деформация (уплотнения цилиндра при низких давлений).
H-NBR (черный) - это гидрированный акрил-нитрил-бутадиен-каучук и обладет по сравнению с NBR лучшими механическими свойствами, высокой устойчивостью в таких химических средах как пропан, бутан, минеральные масла и жиры, с высоким процентом добавок, в растворенных кислотах и щелочах при более широком температурным диапазоне (-25°С до +150°С). Также более устойчив к озону, погоде и старению. При всем этом остается высоко эластичным. Применяется в уплотнениях моторов и коробок передач, при добыче сырой нефти и природного газа, и т.д.
FPM, FKM (коричневый) - эластомер на основе сшитого бисфенолом фторо- каучука (Витон - торговая марка Дю Понт). Предназначается для пазовых колец, грязесъемников, губчатых колец, шевронных манжет и др. Обладает высокой устойчивостью к температурам, химикатам, экстремальным погодным условиям и озону. Диапазон температур: от -20°С до + 200°С (кратковременно до 230°С). Применяется в гидравлических системах с тяжело-воспламеняющимися жидкостями группы HFD (на основе фосфора). Низкая устойчивость к аммиачным и амминным средам, полярным растворителям (ацетону, метилетилкетону, диоксану), в тормозных жидкостях на гликольной основе.
EPDM (черный) - эластомер на основе сшитого переоксидным образом этилен-пропилен-диен-каучука. Обладает хорошими механическими свойствами и широким температурным диапазоном применения: от - 50°С до + 150°С, горячий пар до 180°С. В следствии своей неполярности не устойчив в гидравлических жидкостях на основе минеральных масел и углеводов. Используется в условиях горячей воды, пара, щелочей и полярных растворителей (в моющей и чистящей технике). При использовании в тормозных жидкостях на основе глюколя требуется согласование с региональными нормативами. Устойчив к погодным воздействиям, озону и старению.
MVQ (коричневый) - это эластомер на основе метил-винил-силикон-каучука. Не наполнен сажей и пригоден для электроизоляции. Температурный диапазон от - 60°С до +200°С. Применяется для О-колец, плоских и специальных уплотнений, в пищевой и химической промышленности. Из-за низких механических значений (по сравнению с другими резиновыми материалами) используется прежде всего в статических уплотнениях. Набухание в минеральных маслах является незначительным, однако зависит от состава масла.
PTFE (белый) - это кристаллический термопласт на химической основе политеттрафтороэтилена (тефлон). Исключительно широкий температурный диапазон применения (-200°С до +200°С), самый низкий коэффициент трения (м=0,1) среди всех пластмассовых материалов и очень высокая степень устойчивости почти ко всем средам. PTFE имеет не прилипающую поверхность, не впитывает влажность и обладает очень хорошими электрическими свойствами. Важно учитывать зависящее от времени пластическое формоизменение PTFE даже при незначительной нагрузке (холодная текучесть). Устойчив почти ко всем химикатам, за исключением элементарного фтора, хлортрифторида и расплавленных щелочных металлов. Поэтому имеет наиболее широкий спектр применения в технике.
PTFE + наполнитель (серый) - отличается от PTFE по своему химическому составу добавленными наполнителями (15% стекловолокна и 5% дисульфид молибдэна), которые снижают пластическое формоизменение при нагрузках (снижение текучести в холодном состоянии, повышение устойчивости к экструзии). Применяется в уплотняющих элементах для низкого трения с высокой нагрузкой, для скользящих и опорных элементов, там где не может быть применен чистый тефлон. Из-за присутствия наполнителей невозможно применение в пищевой промышленности.
POM (черный) - технический термопласт на основе полиацетала (полиоксиметилена). Обладает высокой способностью сохранения формы, высоким поверхностным сопротивлением, упругостью и незначительным впитыванием влажности. Склонность к холодному течению при Т ниже 80°С незначительна. POM является превосходным материалом в условиях скольжения и износа и обладает отличными механическими свойствами. POM применяется там где требуется высокая твердость и низкое трение, то есть для направляющих и опорных элементов (при Т= 100°С). Недостаточно устойчив в кислотах и щелочах.
PA (черный) - термопласт на основе литого полиамида. Применяется вместо POM при диаметрах больше 250 мм. Высокая способность сохранения формы, упругости и жесткости, однако склонен к впитыванию влажности (утрата жесткости и изменение объема). Применение в водянистых средах не рекомендуется. Хорошо пригоден для скользящего функционирования (опорные, направляющие кольца).
PEEK (кремовый) - термопласт на основе полиарилетеркетона из ряда высоко температуро-устойчивых искуственных материалов. Применяется главным образом в тех областях, где из-за высоких температур (до +260°С), высоких химических и механических требований невозможно применение обычных технических пластмассовых материалов. Универсальная устойчивость во многих химических средах (за исключением серной, селитровой кислоты) обуславливает применение PEEK в областях нефтегазовой и химической промышленности. Широкое применение в электротехнике и электронике благодаря хорошим электрическим свойствам в комбинации с механическими.
Политетрафторэтиле́н , тефло́н или фторопла́ст -4 (-C 2 F 4 -) n - полимер тетрафторэтилена (ПТФЭ), пластмасса , обладающая редкими физическими и химическими свойствами и широко применяемая в технике и в быту .
Слово «Тефлон» является зарегистрированным товарным знаком корпорации DuPont . Непатентованное название вещества - «политетрафторэтилен» или «фторополимер». В СССР и России традиционное техническое название этого материала - фторопласт .
Политетрафторэтилен был открыт в апреле 1938 года 27-летним учёным-химиком Роем Планкеттом из компании Kinetic Chemicals, который случайно обнаружил, что закачанный им в баллоны под давлением газообразный тетрафторэтилен спонтанно полимеризовался в белый парафиноподобный порошок . В 1941 году компании Kinetic Chemicals был выдан патент на тефлон, а в 1949 году она стала подразделением американской компании DuPont .
Свойства
Физические
Тефлон - белое, в тонком слое прозрачное вещество, по виду напоминающее парафин или полиэтилен . Плотность по ГОСТ 10007-80 от 2,18 до 2,21 г/см 3 . Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остаётся гибким и эластичным при температурах от -70 до +270 °C, прекрасный изоляционный материал. Тефлон обладает очень низкими поверхностным натяжением и адгезией и не смачивается ни водой , ни жирами , ни большинством органических растворителей .
Фторопласт - мягкий и текучий материал, имеет ограниченное применение в нагруженных конструкциях. Обладает очень низкой адгезией (липучестью).
DuPont указывает температуру начала плавления согласно стандарту ASTM D3418 для разных типов тефлона от 260 °С до 327 °С.
Химические
По своей химической стойкости превосходит все известные синтетические материалы и благородные металлы . Не разрушается под влиянием щелочей , кислот и даже смеси азотной и соляной кислот . Разрушается расплавами щелочных металлов, фтором и трифторидом хлора .
Производство
Производство политетрафторэтилена включает в себя три стадии: на первой стадии получают хлордифторметан заменой атомов хлора на фтор в присутствии соединений сурьмы (реакция Свартса) между трихлорметаном (хлороформом) и безводным фтористым водородом ; на второй стадии получают тетрафторэтилен пиролизом хлордифторметана; на третьей стадии осуществляют полимеризацию тетрафторэтилена.
Изделия из ф-4 производятся способом холодного прессования с последующим запеканием при температуре 365±5 °C. Процесс прессования идет из водной эмульсии ПТФЭ в присутствии ПАВ (например, перфтороктановой или перфтороктансульфоновой кислот), которое стабилизирует эмульсию и делает возможным производство воднодисперсного политетрафторэтилена.
Основной производитель фторопласта в России Кирово-Чепецкий химкомбинат имени Константинова, г. Кирово-Чепецк Кировской области.
Применение
Промышленность и техника
Благодаря химической инертности, гидрофобности и текучести материал получил широкое распространение для уплотнения резьбовых и фланцевых соединений (лента ФУМ).
Смазка
Фторопласт (тефлон) - великолепный антифрикционный материал с коэффициентом трения скольжения, наименьшим из известных доступных конструкционных материалов (даже меньше, чем у тающего льда). Из-за мягкости и текучести цельные подшипники скольжения из фторопласта используют редко. В высоконагруженных узлах применяют металлофторопластовые подшипники-вкладыши и металлофторопластовые опорные ленты. Такой элемент скольжения выдерживает десятки килограммов на квадратный миллиметр и состоит из металлической основы, на которую нанесено фторопластовое покрытие.
Электроника
Тефлон широко используется в высокочастотной технике, так как, в отличие от близких по свойствам полиэтилена или полипропилена , имеет очень слабо меняющийся с температурой коэффициент диэлектрической проницаемости, высокое напряжение пробоя , а также крайне низкие диэлектрические потери . Эти свойства, наряду с теплостойкостью, обусловливают его широкое применение в качестве изоляции проводов, особенно высоковольтных, всевозможных электротехнических деталей, при изготовлении высококачественных конденсаторов, печатных плат .
В электронной технике специального назначения широко используется проводка с изоляцией из фторопласта, стойкая к агрессивным средам и высокой температуре - провода марки МГТФ , МС и ряд других. Провод в тефлоновой изоляции невозможно проплавить паяльником . Недостатком фторопласта является высокая холодная текучесть : если держать провод во фторопластовой изоляции под механической нагрузкой (например, поставить на него ножку мебели), провод через некоторое время может оголиться.
Медицина
Благодаря биологической совместимости с организмом человека политетрафторэтилен с успехом применяется для изготовления имплантатов для сердечнососудистой и общей хирургии, стоматологии, офтальмологии . Тефлон считается наиболее пригодным материалом для производства искусственных кровеносных сосудов и сердечных стимуляторов . В 2011 году впервые применён для пластики поврежденных носовой перегородки и стенок околоносовых пазух вместо титановых сеток. Через 12–15 месяцев имплантат полностью растворяется и замещается собственной тканью пациента.
Тефлон также используется в производстве других бытовых приборов. Тефлоновое покрытие в виде тончайшей плёнки наносят на лезвия бритв, что значительно продлевает срок их службы и облегчает бритьё.
Уход за посудой с тефлоновым покрытием
Тефлоновое покрытие не обладает большой прочностью , поэтому при приготовлении пищи в такой посуде следует использовать только мягкие - деревянные, пластиковые или покрытые слоем пластика - принадлежности (лопатки , половники и т.п). Посуду с тефлоновым покрытием нужно мыть в тёплой воде мягкой губкой, с добавлением жидкого моющего средства , без использования абразивных губок или чистящих паст. Избегать перегрева и жарки на большом огне.
Одежда
В производстве современной высокотехнологичной одежды применяются мембранные материалы на основе экспандированного политетрафторэтилена.
Путём физической деформации тефлона получается тонкая пористая плёнка, которая наносится на ткани и используется при пошиве одежды. Мембранные материалы, в зависимости от особенностей изготовления, могут обладать как ветрозащитными, так и водоизоляционными свойствами, при этом нормированный размер пор мембраны из политетрафторэтилена позволяет материалу эффективно пропускать испарения тела человека.
Существует мембранный материал из политетрафторэтилена на тканевой основе, который пропускает воздух, но не пропускает ветер.
- Гор-Тэкс - водонепроницаемая дышащая мембрана.
Другие изделия
Изделия, в производстве которых используется тефлон:
|
|
Опасность политетрафторэтилена
Возможное негативное влияние политетрафторэтилена на здоровье человека уже много лет является предметом неоднозначных мнений. Сам по себе полимер очень устойчив и инертен в обычных условиях. Политетрафторэтилен не вступает в реакцию с пищей, водой и бытовыми химическими средствами.
При попадании в организм политетрафторэтилен безвреден . Всемирная организация здравоохранения обратилась в Международную организацию борьбы с раком с просьбой провести опыт на крысах. Опыт показал, что при употреблении с пищей до 25 % политетрафторэтилена он не оказывает никакого воздействия. Данное исследование было проведено в 1960-х годах и повторно в 1980-х годах на распространённой популяции крыс, которые каждый день потребляли ПТФЭ в количестве, соответствующем 25 % общего приёма пищи .
Исследования французских экспертов, опубликовавших в журнале «60 Millions de Consomateurs» результаты лабораторного исследования 13 образцов сковородок, подтверждают безопасность противопригарного покрытия. Французский журнал сообщает, что в результате испытаний была доказана полная безопасность сковород. Все образцы успешно прошли испытание после тысячекратного натирания поверхностей абразивным материалом в течение двух циклов .
Фторопласт потенциально биологически опасен в двух случаях: при производстве и перегреве готового полимера. Производство полимера использует токсичные и канцерогенные вещества, которые могут попадать в окружающую среду как при утечках, так и в виде производственного загрязнения готового продукта. Продукты термического разложения фторопласта ядовиты .
Производственные загрязнения
Основным источником биологических рисков при производстве фторполимеров считается перфтороктановая кислота (ПФОК, PFOA). Это соединение применялось в США с 50-х годов XX века. Первые сведения о влиянии на здоровье были получены на заводах 3M и DuPont в 60-х годах. В 80-х годах к изучению биологических эффектов подключились научные группы. В конце 1990-х на проблему обратили внимание надзорные органы США, результатом чего стало признание опасности вещества и нормирование предельных концентраций. Технологические процессы на территории США были изменены с целью полного отказа от PFOA. Были запущены широкомасштабные кампании по контролю концентраций PFOA и уточнению его влияния на здоровье человека.
DuPont получил судебные претензии на сотни миллионов долларов от работников компании и окрестных жителей в связи с вредом здоровью и замалчиванием опасности производства. В 2006 году фирма DuPont, к тому моменту единственный производитель PFOA в США, согласилась удалить остатки реагента со своих предприятий до 2015 года . По официальной информации компании, с января 2012 года DuPont не использует PFOA в производстве посуды и форм для выпечки .
Известно, что перфтороктановая кислота распадается при температуре 190 ºС, тогда как технологический процесс спекания основы сковороды с антипригарным покрытием происходит при температуре 420 ºС . Таким образом предполагается, что, согласно технологическому процессу, наличие PFOA в готовой сковороде маловероятно . Тем не менее исследование, проведённое в 2005 году, выявило содержание PFOA в PTFE-покрытии новой посуды от 4 до 75 мкг/кг (при содержании в пищевой плёнке около 1800 мкг/кг и в материале упаковок для попкорна до 290 мкг/кг) .
Независимые европейские исследования показали, что антипригарные покрытия не содержат PFOA в количествах, превышающих допустимые безопасные пределы. Китайская академия контроля качества, инспекции и карантина (GAQSIQ), датский технологический институт подтверждают, что воздействие PFOA, используемой при производстве посуды, не обнаружено. .
В России нет нормативных документов, ограничивающих производственные загрязнения фторопластов, что может негативно сказываться на качестве продукции с содержанием фторопластов.
Термическое разложение политетрафторэтилена
Скорость пиролиза тефлона зависит от степени полимеризации. Признаки разложения обнаруживаются при температуре 200 °C. Процесс протекает относительно медленно до 420 °C. При температурах от 500 °C до 550 °C потеря веса достигает 5-10 % в час в инертных средах, резко ускоряясь в присутствии кислорода воздуха. При температурах от 300 до 360 °C продукты разложения преимущественно гексафторэтан и октафторциклобутан . Свыше 380 °С появляется перфторизобутилен и другие продукты пиролиза.
Среди продуктов теплового разложения политетрафторэтилена самым опасным считается перфторизобутилен - крайне ядовитый газ, который примерно в 10 раз ядовитее фосгена .
Продукты термического разложения вызывают картину отравления, напоминающую литейную лихорадку . Вероятно, ядовит и обладает пирогенным эффектом также аэрозоль политетрафторэтилена, особенно свежеполученный, на котором сорбированы продукты деструкции. При вдыхании пыли холодного политетрафторэтилена через 2-5 ч у всех рабочих наблюдались симптомы, получившие название «тефлоновой лихорадки». Типичную тефлоновую лихорадку наблюдали при работе с политетрафторэтиленом, нагретом > 350 °C. При обследовании 130 человек и наличии в воздухе аэрозоля политетрафторэтилена в концентрации 0,2-5,5 мг/м3 выявлено, что у большинства работавших повторялись приступы лихорадки. У этих же лиц в моче обнаружен фтор (0,098-2,19 мг/л). Выделение фтора оказалось существенно выше при бóльшем стаже и повторных приступах.
Поскольку массовое выделение ядовитых веществ тефлоном начинается при температурах свыше 450 °C, то посуда с противопригарными покрытиями считается безопасной, так как при нормальной эксплуатации таких температур достичь невозможно. Следует учитывать, что производители считают нормой только нагрев с водой или маслом в сковороде. Вода препятствует перегреву тефлона. Пищевые масла разлагаются при температурах до 200 °C с выделением дыма, что облегчает идентификацию перегрева. Нагрев на плите сухой посуды считается нештатным и в этом случае температуры пиролиза тефлона легко достижимы. Для упрощения эксплуатации посуда может снабжаться встроенными визуальными индикаторами температуры.
Пайка проводов с фторопластовой изоляцией требует обязательного наличия вытяжной вентиляции.
Опасность продуктов разложения тефлона для птиц
Особое строение дыхательной системы птиц делает их сверхчувствительными к токсичным веществам, содержащимся в окружающей среде. Установлено, что даже минимальное количество перфтороктановой кислоты, попадая с вдыхаемым воздухом в организм птицы, поражает её дыхательную систему, приводя к смерти через некоторое время (от нескольких минут до десятков часов) . Мелкие птицы более чувствительны к токсичным веществам, им достаточно нескольких секунд вдыхания испарений тефлона, в течение последующих 24 часов наступает смерть.
Вначале, когда новость о смертоносном вреде тефлона для птиц только появилась, было принято считать, что смертельные пары выделяются лишь при очень высоких температурах. К настоящему времени достоверно зафиксирован случай смерти 52 % птиц, в течение 3 суток дышавших испарениями тефлоновых поверхностей осветительных ламп, нагретых до 202 °C . По другим сведениям, достаточно всего лишь около 163 °C (325 °F) или даже 140-149 °C (285-300 °F) , но эти данные требуют дополнительной проверки.
Существует очень много сведений о гибели домашних птиц (например, попугаев) от испарений тефлоновых сковородок, оставленных без присмотра и перегретых выше безопасной температуры.
См.также
Примечания
- Скользкий тип: Тефлон - журнал «Популярная механика»
- Roy J. Plunkett - Chemical Heritage Foundation
- Accidental Invention of Teflon
- What lab accident created Teflon
- Fluoropolymer Comparison - Typical Properties
- Уткин В. В. Завод у двуречья. Кирово-Чепецкий химический комбинат . - с цв. вкладками. - Киров: ОАО "Дом печати - Вятка", 2006. - Т. 3. - 240 с. - 1000 экз. - ISBN 5-85271-250-7 .
- Уткин В. В. 1 // Завод у двуречья. Кирово-Чепецкий химический комбинат имени Б.П.Константинова . - с цв. вкладками. - Киров: ОАО "Дом печати - Вятка", 2007. - Т. 4. - 144 с. - 1000 экз. -
Само по себе слово «Тефлон» (Teflon) — это зарегистрированный товарный знак фирмы DuPont (США).
Непатентованное название этого материала Политетрафторэтилен (ПТФЭ, PTFE).
В России (СССР) его традиционное техническое и торговое наименование Фторопласт (Фторопласт-4)
Выпускается по ГОСТ10007-80. Его химическая формула (CF2-CF2)n.
Политетрафторэтилен был открыт ученым-химиком Роем Планкеттом в далеком 1938 году совершенно случайно. Закаченный в баллоны газ (тетрафторэтилен), под давлением полимеризовался в белый порошок, при изучении свойств которого, ученым с удивлением были обнаружены уникальные свойства полученного вещества. Спустя несколько лет компании Kinetic Chemicals, где работал ученый, был выдан патент на Тефлон, а в 1949 году данная фирма стала подразделением знаменитой американской компании DuPont. В мире есть достаточно много зарегистрированных торговых наименований этого материала: Polyflon M (Япония), Hostaflon TF (Германия), Fluon G (Англия), Gaglon, Soreflon (Франция), Algoflon F (Италия).
Фторопласт (Тефлон), сам по себе, выпускается заводами в виде белого порошка различной фракции. Для изготовления изделий из него материал прессуют, изготавливают на его основе водную суспензию, затем спекают при разных температурных режимах. Из порошка получают всевозможные заготовки (стержни, втулки, диски), трубы и трубки различной длины и диаметров. Водным раствором (суспензией) пропитывают различные ткани, наносят на металлические и иные покрытия. Современное использование Фторопласта (Тефлона) находит применение во многих отраслях промышленности из-за своих уникальных свойств.
Свойства фторопластов
Немного разобравшись в торговых названиях и истории происхождения, давайте обратим внимание на уникальные свойства фторопласта (остановимся на российском наименовании материала). Данный полимер имеет особенно сильную связь в структуре молекул атомов углерода и фтора, что предопределяет огромный набор уникальных как физических, так и химических свойств не характерных для других пластмасс и прочих материалов.
Фторопласт имеет особенно высокую устойчивость к воздействию практически любых химических сред, в том числе и агрессивных, таких как кислоты и щелочи, превосходными анти адгезионными свойствами, является прекрасным диэлектриком, имеет низкий коэффициент скольжения и способен не терять данные свойства в широком диапазоне температур. Для достижения наилучших прочностных параметров: твердости, износостойкости, теплопроводности во фторопласт добавляют различные наполнители. Такие композиции позволяют использовать материал в самых широких областях промышленности и сельского хозяйства.
Области применения фторопласта
В связи с тем, что фторопласт обладает уникальными физическими и химическими свойствами, его использование становится незаменимым во многих областях. Материал очень активно и успешно используют в пищевой промышленности, фармацевтике, медицине, строительстве, авиастроении, радиоэлектронике, энергетике и других важных отраслях промышленности, осваивая все новые и новые способы и методы работы фторопласта. Вот некоторые примеры.
— Абсолютная инертность ко всем пищевым и биологическим средам позволяет использовать изделия из фторопласта или его частей в любом оборудовании, как вспомогательный материал при различных температурных воздействиях от глубокой заморозки до экстремальной термообработки продуктов. Также используют в трубопроводах для перекачки пищевых масел, в качестве антипригарных материалов в виде лакотканей, сеток и специальных покрытий посуды.
— В медицине успешно применяется для изготовления протезов, изготавливают искусственные сердечные клапаны и сосуды кровеносной системы благодаря совместимости с человеческим организмом. Свойства фторопласта, по сравнению с применением в этой отрасли металлических составляющих, помогли преодолеть ограничения в последующей жизнедеятельности человека.
— В машиностроении, транспортном производстве и авиастроении хорошо себя зарекомендовали конструкционные свойства фторопласта. Благодаря композиционным фторопластам широко используется в узлах, подвергающихся высокой нагрузке в качестве подшипников и элементов скольжения, покрытия металлических оснований конструкций. Фторопласт вводят в состав смазочных материалов, где он образует защитную пленку и предотвращает некоторое время износ деталей. Фторопласт не заменим в качестве уплонителей и сальников трубопроводов и гидросистем высокого давления. Заготовки из фторопласта легко подвергаются механической обработке и могут принимать любую по сложности необходимую форму.
— В химической отрасли, в основном, фторопласт, благодаря своим уникальным свойствам не реагировать с агрессивными химическими средами и жидкостями, применяется для изготовления деталей запорной арматуры, покрытия емкостей любого объема, футеровке поверхностей, изготовления элементов трубопроводов и сосудов, уплотнительных колец и прокладок.
— Широкое применение фторопласт нашел в строительстве сложных конструкций и сооружений таких как мосты, путепроводы, эстакады. Особенно в районах с сейсмической активностью. В данных объектах используются прокладки в местах опирания балок, в местах установки колонн на фундаменты для создания «подвижности» частей.
— Благодаря уникальным диэлектрическим свойствам, фторопласт с успехом применяется в электротехнике, электронике, кабельной промышленности и приборостроении. Изоляционные материалы используются в различного рода конденсаторах, плат и катушек. Особенно важно, что примененные частей и изделий из фторопласта позволяют использовать узлы приборов в различных атмосферных условиях и противостоять воздействию агрессивных сред.
— Современная легкая промышленность, особенно в производстве пошива спортивной одежды и одежды для активного отдыха, в последнее время, так же активно использует тончайшие фторопластовые пористые пленки. Данные виды тканей способны с одной стороны противостоять проникновению влаги во внутрь одежды, с другой дышать телу человека при активных движениях.
Таким образом, мы видим что применение фторопласта в различных отраслях промышленности, дает возможность открытиям новых, современных технологий, повышению качества продукции и существенной экономии производственных процессов.
Онлайн калькуляторы
