Полимерные материалы. Любая ли пластмасса "фторопласт"?

  Из чего изготавливаются уплотнительные элементы? Часто при заказе полимерных уплотнений их называют «фторопластовыми». Но не любая на вид пластмассовая деталь «фторопластовая» - чаще она как раз сделана не из фторопласта. Для начала – общие термины:

  Полимерами называют высокомолекулярные соединения, в которых регулярно чередуются большое количество группировок атомов, соединенных  химическими связями в полимерную цепь – макромолекулу. Исходное вещество в таком случае – мономер, а число звеньев в молекуле называют степенью полимеризации.

   Название полимеров чаще состоит из названия мономера и слова «поли», например полипропилен – продукт полимеризации пропилена.

   Примеры самых известных полимеров: полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиуретан, полиамид, поливинилацетат (ПВА), поливинилхлорид (ПВХ).

   Полимерные материалы делятся на термореактивные и термопласты.

   Термопластичные – пластифицируются при нагревании, что позволяет производить сварку и прессование, восстанавливают свои свойства после остывания ниже температуры плавления. Типичные термопласты – полиэтилен.

   Термореактивные (реактопласты) – разрушаются при повторном нагреве сверх критической температуры. В резиновой промышленности получают вулканизацией, при производстве пластмасс отверждением. Кроме эластомеров к таким материалам относятся композиционные – смолы.

   Эластомеры на основе каучука называют резинами. Резина – термореактивный сетчатый полимер с поперечными связями между макромолекулами каучука.

   Пластмасса – материал на основе полимера, способный формоваться в эластичном состоянии и затем сохранять при эксплуатации приданную форму.

   Пластмассы делятся на ненаполненные- полиэтилен, полиамид, капролон, поликарбонат, а также чистые фторопласты на основе тетрафторэтилена, и наполненные (композиционные)- графитопласты, некоторые композиции на остове фторопласта, материалы со слоистыми наполнителями – текстолит.

   Применение в качестве уплотнений различных материалов обусловлено возможностью соответствующего полимера работать в заданной среде при установленном диапазоне температур.

  Приблизительные области применения пластмасс:

  Полиэтилен – термопласт, получаемый полимеризацией этилена, очень широко применяется в уплотнительной технике. По способу производства делятся на полиэтилены низкого давления (высокой плотности) и высокого давления (низкой плотности). В бензинах немного набухает, в некоторых углеводородах его прочность сильно снижается, перерабатывается литьём под давлением 5-10 МПа при температуре 150-180 ?С, при эксплуатации склонении к образованию трещин по мере старения.

   Полиамид – термопласт на основе азотосодержащих соединений, имеющий в основной цепи амидные группы. Обладает высокими механическими показателями и износостойкостью, высокой стойкостью к действию органических сред.

   К сожалению, полиамид в чистом виде недостаточно стоек к действию воды, при нагревании окисляется, поэтому уплотнения и опорнонаправляющие кольца  "ЭЛКОНТ" изготавливаются из Армамида - полиамида, армированного стекловолокном. Полиамиды применяются при изготовлении защитных колец, легконагруженных опорно-направляющих элементов, уплотнений, грязесъёмников. Перерабатывается литьём под давлением 100 МПа при температуре ²⁷⁰ ?С. В основном применяются полиамиды марок «610» и «капролон-В».

   Текстолит – слоистый листовой материал, изготовляемый прессованием хлопчатобумажной  ткани, пропитанной синтетической смолой термореактивного типа. Выпускается в виде плит, стержней и трубок. Стоек в среде масла и топлива, имеет хороший антифрикционные свойства и высокую износостойкость.

   Фторопласты – пластмассы на основе полимеров и сополимеров фтора (фтора и хлора), этилена и пропилена. Особенность фторопластов – высочайшая химическая инертность в большинстве рабочих сред, превышающая инертность других пластмасс и даже благородных металлов, и отличные антифрикционные свойства.

   Фторопласт-4 – пластмасса на основе политетрафторэтилена, белого или светло-серого цвета, выпускается в виде порошка. Порошок подвержен терморазложению при температуре  более 420?С и перерабатывается путём предварительного формования при давлении 25-35 МПа при комнатной температуре и спекания заготовок, снятых с пресс-форм при температуре 380 ?С. Вследствие спекания без пресс-формы в заготовке практически отсутствуют поры и внутренние напряжения. При быстром охлаждении получается закаленный материал, который мягче и пластичнее обычного, но его свойства не стабильны – при эксплуатации показатели постепенно снижаются. Фторопласт-4 не плавится, не горит, не набухает в жидкостях, почти не подвергается старению в нормальных условиях. Применяется при  производстве уплотнений, грязесъёмников, защитных колец, шевронных манжет, уплотнительных колец, прокладок, ФУМ-лент. Также используются Ф4К20, с добавление 20% нефтяного кокса, Ф4К15М5, с добавкой 15% кокса и 5% молибденита, повышающих в 600…1000 раз износостойкость относительно чистого фторопласта марки Ф4. Уже не одно десятилетие из фторопласта Ф4 по традиции изготавливаются защитные кольца к резиновым кольцам ГОСТ 9833 и к манжетам ГОСТ-14896 и ГОСТ 6969, хотя компания ЭЛКОНТ изготавливает защитные кольца для полвижных соединений и из более жёстких и прочных материалов - Армамид и жесткий полиэфир "Хайтрел"

   Фторопласт-40, фторопласт с основой как у Ф-4 с добавлением полиэтилена. Перерабатывается методом литьевого прессования, выдавливанием, литьём под давлением. Фторопласт-40 уступает Фторопласту 4 по антифрикционным свойствам, теплостойкости, обладает немного большей прочностью и стойкостью к радиации. Используется главным образом для уплотнений, также используются композиции на его основе. В смеси с ситаллом и дисульфидом молибдена Ф-40С15М1,5 имеет повышенную износостойкость, особенно в условиях работы без смазки