Для чего тефлоновое покрытие. История тефлона. Как правильно выбрать тефлоновую сковороду

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.

Фторопласты - это класс полимеров и сополимеров на основе фтора. Открытие материала произошло случайно в 1938-м году, когда американец Рой Дж. Планкетт изучал свойства нового хладагента хлорфторуглерода. Однажды он обнаружил на стенках канистр с закачанным под большим давлением газом неизвестный белый порошок. Рассудив, что это продукт полимеризации, он решил исследовать свойства нового вещества. Эти свойства оказались столь неординарны, что компания DuPont в 1941-м году его запатентовала под названием «тефлон» и начала искать ему практическое применение.

В 1947-м году были начаты работы над производством отечественного аналога - фторопласта.

Свойства

Белый материал, скользкий и гладкий на ощупь, внешне похож на парафин или полиэтилен. Тугоплавок, не горюч, тепло- и морозостоек, сохраняет эластичность в температурном диапазоне от -70 до +270 °С. Выпускается также прозрачный фторопласт , но он менее термостоек, обычно выдерживает нагрев до 120 °С.
- Обладает высоким электрическим сопротивлением, великолепный диэлектрик и изоляционный материал.
- Отличается революционно низкой сцепляемостью (адгезией) - настолько, что пришлось разрабатывать специальные технологии, чтобы обеспечить надежное скрепление тефлонового покрытия с другими поверхностями.
- Крайне низок коэффициент трения и скольжения, что делает его популярным смазочным материалом.
- Не боится света и не пропускает УФ-излучение, не разбухает в воде, не смачивается жидкостями, в том числе маслами.
- Фторопласты хорошо обрабатываются, их отливают, прокатывают, сверлят, шлифуют, прессуют давлением.
- Инертен по отношению к человеческим тканям, поэтому подходит для изготовления имплантатов, например, сердечных клапанов, протезов, искусственных сосудов.

Фторопласты устойчивы к самым концентрированным кислотам и щелочам, не реагируют с ацетоном, спиртом, эфиром, не поддаются разрушающему воздействию ферментов, плесени и грибков. По химической стойкости превосходят все известные полимеры и даже такие металлы, как золото и платина. Разрушаются только фтором, трпифторидом фтора и расплавами щелочных металлов.

При температурах свыше 270 °С начинают разлагаться, выделяя, в числе прочих веществ, очень ядовитый газ перфторизобутилен. Тефлоновая посуда и посуда с тефлоновым покрытием безопасна, если ее не перегревать и не сжигать. Частички покрытия, попавшие в пищу, не перевариваются и выводятся через кишечник в неизмененном виде.

Недостатком фторопласта является его текучесть, из-за которой его нельзя в чистом виде использовать под нагрузкой и для больших конструкционных форм.

Применение

Фторопласты нашли широкое применение в различных областях. Они выпускаются в виде порошка, водного раствора (смеси фторопластовой пыли с водой), тонкой пленки, прессованных заготовок, которые методом механической обработки превращаются в детали приборов и машин.

Применяется фторопласт в военной, авиационной, космической технике, в электротехнике и радиоэлектронике, в машиностроении. В электротехнике и радиоэлектронике из них изготавливают изоляционные материалы, в машинах и станках - подшипники, прокладки, шайбы и другие узлы трения, а также детали сложной конструкции. Мелкодисперсионный фторопласт добавляют в смазки. Многие детали и поверхности покрываются тонким слоем вещества для защиты от коррозии.

В химической индустрии он используется для производства контейнеров, покрытий трубопроводов, шлангов, деталей, стойких к агрессивным средам, низким и высоким температурам, высокому давлению.

Фторопласты применяются в текстильном производстве для выпуска тканей с грязе- и водоотталкивающими свойствами, термостойких, износостойких, не впитывающих запахи.

В медицине из этого полимера делают протезы и имплантаты.

Применяется на конвейерных лентах по производству пенопласта в строительной индустрии.

В пищевой индустрии очень популярны противни, формы, печи, вафельницы, грили, кофеварки, посуда с покрытием из тефлона.

Тефлон можно встретить в быту на посуде с антипригарным и антиприлипающим покрытием, на бритвенных лезвиях (для увеличения их срока службы), на пластинах для утюгов и на гладильных досках, в хлебопечках, кофейниках, в обогревательных приборах.

Применяется в энтомологии при содержании нелетающих насекомых - они не могут подняться по гладким фторопластовым стенкам домика, то есть не могут убежать.

Через интернет-магазин «ПраймКемикалсГрупп» вы можете заказать фторопластовую химическую посуду , воронки и емкости для реакторов, выполненные из качественного фторопласта.

Американское федеральное агентство по защите окружающей среды (EPA) наложило запрет на сковороды с тефлоновым покрытием. В ходе лабораторных экспериментов с животными, которым вводились большие дозы одного из компонентов покрытия, выяснилось, что эти вещества способствовали возникновению рака печени, низкому весу новорожденных, вызывали проблемы с иммунной системой и процессом развития.

Производителям было заявлено о необходимости сократить на 95% производство кислоты PFOA (основной компонент антипригарного покрытия) до 2010 года и затем до 2015 года планомерно завершить ее производство.

Тефлон - это всего лишь торговая марка покрытия из ФТОРОПЛАСТА, который является "органическим золотом", т.е. органическим материалом, не вступающим в устойчивые химические соединения с посторонними вещеставми (при нормальных условиях). Также этот материал известен своей довольно высокой твёрдостью и низким коэффициентом трения. В технике применяется очень давно. В 60-х годах фирма ДюПонт придумала способ делать из фторопласта покрытие для сковород и запатентовала это покрытие под маркой "Тефлон". Да, никаких металлов во фторопласте быть не может.

PFOA – ключевой компонент при изготовлении антипригарных и устойчивых к образованию пятен материалов – связывают с раком и дефектами новорожденных у животных. Он содержится в крови 95% американцев, в том числе беременных женщин. Его обнаружили также в крови морских организмов и полярных медведей Арктики. Перфлюорооктановая кислота (perfluorooctanoic acid, коротко PFOA). Это синтетический полимер, используемый при производстве различных высокотехнологичных соединений, в том числе и тефлона.

Внесенный в Книгу рекордов Гиннеса как самое скользящее вещество, тефлон уже 50 лет правит в кулинарном мире. Однако было получено достаточно доказательств, что вещество, которое при жарке выделяется из тефлонового покрытия сковороды, более вредно для здоровья человека и природа, чем ДДТ!

Хотя тефлон в 30-х годах прошлого века открыли скорее в результате неудачи, с момента его внедрения это вещество значительно облегчило нашу жизнь. Мы отдаем предпочтение присутствию тефлона в покрытиях, одежде, бумажных изделиях, упаковках продуктов быстрого приготовления, очках, изоляции электрических проводов и даже в покрытии крыши футбольного стадиона из-за воскообразного скользкого покрытия, которых отталкивает грязь, жиры и воду. Однако чаще всего присутствие тефлона мы ощущаем на кухне, поскольку им покрыты сковороды и кастрюли для того, чтобы при приготовлении можно было бы меньше использовать жиров, а также чтобы посуда легче отмывалась.

Тефлон настолько удобен, что производителей, включая DuPont, даже никто серьезно не просил доказать, насколько безопасно употребление этого вещества.

В основе антипригарных покрытий лежит пластик политетра-фторэтилен (торговое название "тефлон"). При высоких температурах - от 200 градусов - этот полимер разлагается на летучие вещества. При перегревании сковородки антипригарное покрытие испаряется. Вредно ли это для дыхательных путей человека? О подобных исследованиях неизвестно.

Химическое строение тефлона сложное. Тефлон состоит из многих токсических веществ, которые с накаленной сковороды попадают в воздух и продукты. Чем чаще мы нагреваем тефлоновую сковороду до высокой температуры, тем быстрее покрытие трескается и мелкие частички и летучие вещества попадают в воздух. Выделяемые из тефлона вещества вредны для человека, а минимальные дозы смертельны для птиц, которых мы держим в доме. Даже если вы ни разу не пользовались тефлоновой сковородой, существует большая вероятность того, что в вашем организме уже скопилось определенное количество выделяемых тефлоном веществ, поскольку тефлон широко используют и вне домашнего хозяйства.

Тефлон или политэтрафлуороэтилен (ПТФЭ) – схожее с пластмассой вещество. Его используют во всех «нелипких» кухонных предметах, различно лишь количество. Ранее считалось, что вещества, выделяемые из тефлона не могут попасть в природу, а если и попадают, то не могут разложиться, т.е. остаются биологически инертными. Однако это оказалось заблуждением. Доказано, что эти вещества скапливаются в организме человека и животного и в природе. Лишь два из этих почти 100 веществ хорошо изучены.

Самый простой способ добиться деления тефлона, накалить его. DuPont утверждает, что покрытие тефлона не трескается даже при температуре в 315 градусов, что, по утверждению компании, сильно превышает температуру, используемую в готовке еды, однако независимый эксперимент отрицает это. Низшая температура, при которой было констатировано попадание тефлона в воздух – 230 градусов. Низшая температура, при которой выделяемые из нелипкого покрытия вещества убили птиц – 202 градуса!

Мнение. Тефлон (или фторопласт-4) является хорошей изоляцией, т.к. молекулы не имеют преимущественной полярности, очень стоек к повреждениям, плюс, к нему не пригарает, потому и применяется для покрытия посуды. НО, очень важное НО, разлагаться начинает уже при 160 грд. Цельсия, об этом все молчат, при разложении выделются очень вредные газы, при температурах 250-270 выделение газов становится критичным. Так вот, в местах механического повреждения, скорость разложения увеличивается в разы, что вы и наблюдаете, когда появляются облезающие лохмотья, также увеличивается и выделение вредных газов при нагреве.
Что менее важно, сама посуда, покрываемая тефлоном, часто делается из материалов, не пригодных к использованию для приготовления пищи, правда в России на это мало обращают внимания, в европейских странах есть и алюминий, и сталь (в том числе нержавейка), и эмали, пригодные для приготовления пищи и непригодные. Поэтому не рекомендуют после образования царапин, трещин и облезания кусков тефлона использовать в дальнейшем посуду.
Точка 160 градусов считается началом процесса, далее интенсивность разложения относительно плавно возрастает при повышении температуры до точки 260-270 град.Ц., эта точка считается критичной.

За 2-5 минут тефлоновая сковорода нагревается намного сильнее, чем указывает DuPont. Используемый в быту тефлон при нагревании сковороды выделяет микроскопические частички, которые попадают глубоко в легкие и там остаются, вызывая смерть птиц, у людей же появляются симптомы так называемого полимерного дымового жара – схожего с симптомами тяжелого заболевания . Впервые такой жар был зафиксирован в 1950 году у рабочих на производстве тефлона. Исследования DuPont доказали, что такое заболевание особо грозит курильщикам, правда, компания внезапно сделала вывод, что тефлон не вреден для человека, если он во время приготовления еды не курит.

С1960 года сотрудники DuPont, которым приходится иметь дело с тефлоном при температуре более 204 градусов, обязаны носить защитные маски.

В повседневной жизни слово "антипригарное" довольно часто заменяют якобы синонимичным "тефлоновое". Но это неправильно. Марку Teflon используют лишь компании - изготовители посуды, получившие лицензию у фирмы DuPont. Остальные выпускают предметы кухонного обихода с другими видами защитных покрытий: Diamond Best (Woll, Германия), Hostaflon (Akzo Nobel, Нидерланды), Keravis (Ballarini, Италия), Protectal Plus (Fissler, Германия), Titan (TVS, Италия), "Адгеласт", "Сталафлон" (обе - Россия), Tefal (Tefal).

Выделяемые из тефлона вещества могут вызывать риск ожирения, инсулиновые проблемы и рак щитовидной железы. Тефлон также угрожает по крайней мере девяти видам клеток, которые регулируют иммунную систему организма.

Недавно ПТФЭ стали связывать с повышением уровня холестерина и триглицерина у людей, у животных заметны изменения объемов мозга, печени и селезенки, одновременно рушится эндокринная система, повышается риск рака, бездетности и отставания в развитии.

Особо опасны тефлоновые выделения детям. DuPont с 1981 года знал, что матери передают своим детям ПТФЭ и что это может вызвать уродство лица, что было доказано на экспериментах с животными. Главным образом под угрозой находятся сотрудники производства и проживающие поблизости.

Можно отказаться от приобретения тефлоновой продукции, хотя это и сложно. Советы:

• Вместо тефлоновой сковороды или кастрюли - помсуда из нержавеющей стали или чугуна, эмалированная;
• Убедитесь, что в составе покрытия посуды и одежды нет тефлона, который во время носки начнет выделяться;
• Забудьте о еде быстрого приготовления, которую упаковывают в посуду с тефлоном и бумагу! Продаваемые во многих супермаркетах продукты (например, предназначенные для микроволновой печи пиццы, попкорн и т.д.) транспортируются и хранятся в упаковке, которая содержит тефлон.
• Не покупайте и не используйте косметику, в составе которой есть вещества, в названии которых есть «fluoro», «perfluoro» или PTFE. Составные тефлона могут быть в лосьонах для лиц и тела, в пудре, лаке для ногтей и креме для бритья.

«ТЕФЛОН» – это торговое название политетрафторэтилена (PTFE) в США.
Известен под торговыми марками: Teflon®, Isoflon®, Fluon®, Nitoflon®, Forflon®, Hostaflon®, Algoflon®. Хороший диэлектрик, устойчив к действию различных химических агентов, термически устойчив до 300°C.

Политетрафторэтилен (тефлон, фторопласт-4) (-C2F4-)n - полимер тетрафторэтилена (ПТФЭ), пластмасса, обладающая уникальными физико-химическими свойствами и применяемая в разных областях науки техники и в быту. Патент на изобретение тефлона принадлежит американской компании DuPont.

Свойства тефлона:

Физические свойства тефлона

Тефлон - белое, в тонком слое прозрачное вещество, по виду напоминающее парафин или полиэтилен. Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остается гибким и эластичным при температурах от -70°C 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.

Химические свойства тефлона

По своей химической стойкости тефлон превышает все известные синтетические материалы и благородные металлы. Тефлон не разрушается под влиянием щелочей, кислот и даже смеси азотной и соляной кислот. Тефлон разрушается расплавами щелочных металлов, фтором и трифторидомхлора.

Применение тефлона

Тефлон применяют в химической, электротехнической и пищевой промышленности, в медицине,в военных целях, в основном, в качестве покрытий.

Электроника

Тефлон широко используется в высокочастотной технике, так как, в отличие от близких по свойствам, полиэтилена или полипропилена, имеет очень низкий коэффициент изменения коэффициента диэлектрической проницаемости в зависимости от температуры, а также крайне низкими диэлектрическими потерями. Эти свойства тефлона, наряду с теплостойкостью, обуславливает широкое применение тефлона в военной и аэрокосмической технике.

Тефлон очень тугоплавок; провод в тефлоновой изоляции невозможно проплавить паяльником. Впрочем, недостатком тефлона является высокая текучесть. Если держать провод во фторопластовой изоляции под нагрузкой (например, поставить на тефлон ножку мебели), провод через некоторое время может оголиться.

Смазка

Фторопласт (тефлон) - великолепный антифрикционный материал, с коэффициентом трения скольжения наименьшим из известных доступных конструкционных материалов (у тефлона даже меньше, чем у тающего льда). Однако из-за мягкости и текучести тефлона, он неприменим для тяжело нагруженных подшипников и в основном используется в приборостроении.

Известны смазки со введённым в их состав мелкодисперсным фторопластом, их отличает то, что наполнитель, оседая на трущихся металлических поверхностях, позволяет в ряде случаев некоторое время работать механизмам с полностью отказавшей системой смазки, только за счёт антифрикционных свойств фторопласта (тефлона).

Из-за низкого трения и несмачиваемости тефлона насекомые не способны ползти по тефлоновой стене. В частности, тефлоновая защита применяется при содержании нелетающих насекомых, чтобы они не смогли вылезти наружу.

Пищевая промышленность и быт

Благодаря низкой адгезии тефлона, несмачиваемости и термостойкости тефлон в виде покрытия широко применяется для изготовления экструзионных форм и форм для выпечки, а также сковород и кастрюль. Тефлоновое покрытие в виде тончайшей плёночки наносят на лезвия бритв, что значительно продляет 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.

Фторопласт-3

Политрифторхлорэтилен . Термопластичен.

Сам по себе тефлон очень устойчив и инертен в обычных условиях. Однако при нагревании свыше 200 °C, политетрафторэтилен разлагается, с образованием токсичных продуктов. Кроме того, в производстве и при деструкции полимера, возможно образование перфтороктановой кислоты (сокращённо PFOA, или C-8).

В производстве тефлоновых покрытий по-прежнему используется перфтороктановая кислота, однако в январе 2006 г. фирма DuPont, единственный производитель PFOA в США, согласилась удалить остатки реагента со своих предприятий до 2015 г., хотя и не обязалась полностью исключить её применение.

Даже минимальное количество перфтороктановой кислоты, попадая с вдыхаемым воздухом в организм птицы, поражает ее дыхательную систему, приводя к смерти в течение нескольких минут. Доказано, что C-8, попадая в организм лабораторных крыс, вызывает у них злокачественные опухоли, может привести к мутациям у потомства и нарушениям иммунной системы. Научные исследования доказали, что выделяемые из тефлона вещества могут увеличить риск ожирения, инсулиновые проблемы и рак щитовидной железы. Кроме того, тефлон угрожает, по крайней мере, девяти видам клеток, которые влияют на работу иммунной системы.

Политетрафторэтилен , (-CF 2 CF 2 -) n - продукт полимеризации тетрафторэтилена, полимер с уникальным сочетанием физических, электрических, антифрикционных, химических и других свойств, которое невозможно найти ни в каком другом материале, а также способностью сохранять эти свойства в широком интервале температур: от - 269 o С до +260 o С.

Политетрафторэтилен (ПТФЭ , PTFE ) был открыт 6 апреля 1938 года Роем Планкеттом, сотрудником фирмы DuPont. Работая с фреонами, Планкетт обнаружил на стенках баллона, в котором находился газообразный тетрафторэтилен, белый порошок. Дальнейшими исследованиями было установлено, что это вещество является полимером - политетрафторэтиленом , образовавшимся в результате самопроизвольной полимеризации тетрафторэтилена.

Первое опытно-промышленное производство PTFE было запущено в США в 1943 году на фирме DuPont (продукт выпускался под торговым названием Teflon ), всего через шесть лет после открытия этого фторполимера , а в Англии его начали производить на фирме ICI по лицензии фирмы DuPont в конце 1947 года.

В Советский Союз Teflon (тефлон ) попал с образцами военной техники, передаваемой по ленд-лизу. Ввиду исключительности свойств этого полимера, позволяющих решать многие проблемы в военной промышленности, в 1947 году Правительство СССР поручило трем научным организациям: НИИ-42, АН СССР и НИИПП разработать синтез мономера и полимера, а также методы переработки в изделия отечественного ПТФЭ .

В марте 1949 года в ГИПХ (Государственном институте прикладной химии) были созданы первые опытные установки по синтезу мономера и фторполимера ПТФЭ , на которых проводилась отработка технологического процесса. В это же время НИИПП (в дальнейшем ОНПО "Пластполимер") работало над новым научно-техническим направлением: "Переработкой политетрафторэтилена в различные изделия". В 1956 году на Кирово-Чепецком химическом комбинате (КЧХК) было введено в эксплуатацию первое промышленное производство ПТФЭ в России под торговой маркой фторопласт-4 (Ф-4 ). С 1961 г. на КЧХК осваивался выпуск других фторсодержащих полимеров и сополимеров. В связи с растущей потребностью во фторполимерах в 1963 году на Уральском химическом заводе были введены дополнительные мощности по выпуску фторопластов Ф-4 и Ф-4Д

С 1950 по 1961 год на основе шести мономеров, разработанных в ГИПХ, в НИИПП было получено свыше 60 различных фторсодержащих продуктов, включая гомополимеры: фторопласт-1 , фторопласт-2 , фторопласт-3 , фторопласт-4 и сополимеры - фторопласт-23, фторопласт-32, фторопласт-30, фторопласт-40 , фторопласт-4МБ .
В 1961 году был осуществлен пуск первого производства (фторопласт-42 , фторопласт-40).

В 60-е - 80-е годы продолжилась разработка и освоение новых марок ПТФЭ и новых видов термопластичных фторполимеров (ТПФП) и фторэластомеров (ФЭ).

Свойства и применение фторопласта-4

Фторопласт-4 - высокомолекулярный кристаллический полимер с температурой плавления около 327°С, выше которой исчезает кристаллическая структура и он превращается в аморфный прозрачный материал, не переходящий из высокоэластического в вязкотекучее состояние даже при температуре разложения (свыше 415°С). Вязкость расплава политетрафторэтилена при 380°С составляет 10 10 -10 11 Па*с, что исключает переработку этого полимера обычными для термопластов методами . В связи с этим фторопласт-4 перерабатывается в изделия методом предварительного формования заготовки на холоду и последующего ее спекания.

Зарубежные аналоги фторопласта-4: ALGOFLON ® PTFE F (Solvay Plastics), Teflon ® 7 (DuPont), HOSTAFLON ® TF 1702 (3M/Dyneon), POLYFLON ® M 12, 14 (Daikin Industries Inc.), Fluon ® PTFE G 163, 190 (Asahi Glass Co.,Ltd.)

Фторопласт-4 обладает:

• исключительно высокими диэлектрическими показателями, обусловленными неполярностью полимера;
• низкими значениями тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, почти не зависящими от частоты и температуры;
• исключительно высокой стойкостью к вольтовой дуге;
• электрической прочностью (при измерении на тонких пленках толщиной 5-20 мкм электрическая прочность достигает 300 МВ/м и более);
• чрезвычайно высокой химической стойкостью, которая объясняется высоким экранирующим эффектом электроотрицательных атомов фтора;
• стойкостью ко всем минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, газам и другим агрессивным средам. Разрушение полимера наблюдается лишь при действии расплавленных щелочных металлов, их растворов в аммиаке, элементарного фтора и трехфтористого хлора при повышенных температурах;
• способностью не смачиваться водой и не подвергаться воздействию воды при длительных испытаниях;
• абсолютной стойкостью в тропических условиях, грибостостойкостью;
• высокими антифрикционными свойствами, исключительно низким коэффициентом трения (в определенных условиях и парах коэффициент трения до 0,02). Это объясняется не большой величиной межмолекулярных сил, обусловливающих незначительное притяжение других веществ). Коэффициент трения снижается с увеличением нагрузки и необратимо увеличивается в 2-3 раза при 327°С и при 16-18°С после воздействия высокой скорости.

Фторопласт-4 с его низкими прочностью и теплопроводностью редко используется в чистом виде в антифрикционных изделиях, работающих под нагрузкой (например, подшипниках); для этого создаются наполненные композиции, содержащие графитированный уголь, кокс, стекловолокно, дисульфид молибдена, или так называемые металлофторопластовые композиции, обладающие повышенной твердостью, стойкостью к износу, теплопроводностью. Альтернативой ПТФЭ, в ряде случаев, могут стать более твердые и прочные фторопласты Ф-2 , Ф-2М , Ф-3 или Ф-40 .

Недостатком ПТФЭ является ползучесть , увеличивающаяся с повышением температуры. Уже при удельных нагрузках 2,95-4,9 МПа появляется заметная остаточная деформация, а при давлениях 19,6-24,5 МПа и температуре 20°С материал начинает течь. Явление деформации политетрафторэтилена под нагрузкой на холоду позволяет применять его при одностороннем давлении не выше 0,295 МПа.

Оптические свойства ПТФЭ невысоки . Он прозрачен для видимого света только при толщине, измеряемой десятками микрометров. Для ультрафиолетовых лучей прозрачен в пределах длин волн 200-400 мкм, для инфракрасных лучей -2-75 мкм. Многие виды термопластичных фторполимеров обладают отличными оптическими характеристиками .

Фторопласт-4 малоустойчив к облучению. Его механические свойства быстро ухудшаются при действии λ - и β - излучения. Уже при дозе 5*10 4 Гр деструкция полимера настолько глубока, что он становится хрупким и ломается при изгибе. Из-за недостаточной радиационной стойкости изделия из ПТФЭ не могут длительно эксплуатироваться в условиях высокого уровня проникающей радиации. Заменой в применении Ф-4 при радиационном воздействии могут стать водород содержащие фторопласты Ф-40 или ПВДФ .

Изделия из фторопласта-4 могут практически применяться в очень широком интервале температур: от -269 °С до +260 °С. Однако при изменении температуры резко изменяются механические свойства полимера (см. таблицу свойств). Поскольку закалка постепенно снимается при повышенных температурах, закаленные изделия применяются редко и в основном при низких температурах.

Благодаря высокой тепло-, морозо- и химической стойкости, антифрикционным, антиадгезионным и исключительным диэлектрическим свойствам фторопласт-4 широко применяется:

• как антикоррозионный материал в химической промышленности для изготовления аппаратов, элементов ректификационных колонн, теплообменников, насосов, труб, клапанов, облицовочной плитки, сальниковых набивок и др. Использование ПТФЭ в химических аппаратах в качестве труб, уплотнений, прокладок способствует получению продуктов высокой чистоты;
• как диэлектрик в электротехнике, электронике . Особенно успешно используется в технике высоких и ультравысоких частот. Например, ориентированная пленка применяется для изготовления высокочастотных кабелей, проводов, конденсаторов, изоляции катушек; для пазовой изоляции электрических машин,каркасов, изоляторов;
• в машиностроении в чистом и наполненном виде для изготовления деталей машин и аппаратов, подшипников, работающих без смазки в коррозионных средах, в виде уплотнений компрессоров и т.д.;
• в производстве клейких и красящих веществ для покрытий утюгов, лыж и пр.;
• в пищевой промышленности (облицовка валов для раскатки теста, покрытия форм для выпечки и т.д.);
• в медицине (протезы и трансплантаты из ткани и войлока на основе фторопластового волокна, ткани и протезы кровеносных сосудов из нити фторопласта-4, имлантаты и шовные материалы , емкости для приема коронарной крови, держатели для протезов минеральных клапанов и т.д.)

Фторопласт-4А и -4АТ -марки фторопласт-4, обладающие сыпучими свойствами. Применение сыпучих марок при изготовлении фасонных изделий методом изостатического прессования позволяет значительно упростить трудоемкий процесс заполнения пресс-формы и в 1,5-2 раза снизить толщину стенки готовых изделий.

Фторопласт-4Д - представляет собой тонкодисперсную модификацию политетрафторэтилена с меньшим молекулярным весом, чем фторопласт-4, по своим физико-механическим и электрическим характеристикам близок к фторопласту-4, по химической стойкости фторопласт-4Д превосходит все известные материалы, в том числе золото и платину; стоек ко всем минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, окислителям; не смачивается водой и не набухает, диэлектрические свойства почти не зависят от температуры, частоты и влажности. Фторопласт-4Д перерабатывается методом экструзии, получившим название "экструзия пасты", в профильные изделия (тонкостенные трубы, изоляция, тонкие пленочные покрытия) неограниченной длины, которые трудно или невозможно получить из обычного фторопласта-4. На основе фторопласта-4Д можно готовить суспензии, применяемые для изготовления антипригарных тефлоновых покрытий методом распыления или роликовой накатки, а также для антикоррозионной, антифрикционной и антиадгезионной защиты металлов.

Изделия из фторопласта-4Д : лента ФУМ - предназначена для уплотнений резьбовых соединений при температуре от -60°С до 150°С и давлении 65 атм., трубки электроизоляционные - для изоляции токопроводящих частей электротехнических изделий при работе в агрессивных средах, методом рам-экструзии (плунжерной экструзии) изготавливаются трубы, стержни и др.

Свойства фторопласта-4

Главная » Маникюр » Для чего тефлоновое покрытие. История тефлона. Как правильно выбрать тефлоновую сковороду