Большая советсткая энциклопедия Фторопласты

Фторопласты

Фторопласты, принятое в СССР техническое название фторсодержащих пластических масс, представляющих собой гомополимеры фторпроизводных этилена и сополимеры их, например с др. фторпроизводными олефинами, олефинами, перфторалкилвиниловыми эфирами. Наибольшее значение имеют политетрафторэтилен (85% мирового производства всех Ф.) и политрифторхлорэтилен — кристаллические полимеры белого цвета, отличающиеся высокой химической стойкостью, термо-, морозо- и атмосферостойкостью, ценным комплексом физических свойств, негорючестью.

Политетрафторэтилен, [—CF₂—CF₂—]_n, молекулярная масса 5·10⁵—2·10⁶, плотность около 2,2 г/см³ (20°С). Превосходит по химической стойкости платину, кварц, графит и все синтетические материалы; устойчив к действию сильных окислителей, восстановителей, кислот, щелочей, органических растворителей, разрушается лишь расплавленными или растворёнными в жидком аммиаке щелочными металлами, а также газообразным фтором и трёхфтористым хлором (при температурах около 150°С). В полифторированных углеводородах начинает набухать при температуре выше 327°С. Политетрафторэтилен характеризуется прочностью при растяжении 14—35 Мн/м², или 140—350 кгс/см², относительным удлинением 250—500%, исключительно высокими диэлектрическими свойствами (тангенс угла диэлектрических потерь при 60 гц — 1 Мгц 0,0002—0,00025), почти не зависящими от частоты и температуры, высокой дугостойкостью (250 сек). Он не изменяется в воде, жидких топливах и маслах, устойчив в тропическом климате, к действию грибков; физиологически инертен. Сохраняет определённую эластичность при температурах до — 269°С; обладает хладотекучестью под нагрузкой и низкой адгезией, нестоек к радиации. При плавлении (327°С) полимер становится прозрачным и, не переходя в вязкотекучее состояние, разлагается при 415°С.

Политрифторхлорэтилен, [—CF2—CFCI—] _n, молекулярная масса 56000—360000, плотность при 25°С 2,09—2,16 г/см³ (закристаллизованных образцов). Химически стоек к действию окислителей, щелочей, сильных кислот, набухает в ряде эфиров и галогенопроизводных углеводородов, растворяется в ароматических углеводородах при температурах выше их температур кипения. Политрифторхлорэтилен характеризуется прочностью при сжатии до 500 Мн/м², или 5000 кгс/см² (для обожжённых образцов), хорошими диэлектрическими свойствами при низких частотах (тангенс угла диэлектрических потерь при 1 кгц 0,024), высокой дугостойкостью (>360 сек), низкими хладотекучестью, влаго- и газопроницаемостью. Плавится при 210°С, причём при 240—270°С переходит в вязкотекучее состояние. Разлагается при 270°С, но уже при 170—200°С механические свойства полимера резко ухудшаются.

Интервал температур эксплуатации от — 196 до 130—190°С.

Сополимеры тетрафторэтилена с гексафторпропиленом, а также с перфторпропилвиниловым эфиром сочетают высокую химическую и термическую стойкость с хорошей перерабатываемостью; благодаря высокой текучести расплава второй сополимер пригоден в качестве высокотемпературного клея для фторопластов. Сополимеры тетрафторэтилена с перфторолефинами, содержащими сульфогруппу, — термически и химически устойчивые катионообменные смолы, превосходящие по кислотности все др. твёрдые ионообменные смолы; успешно используются в качестве мембраны для топливных элементов. Сополимеры тетрафторэтилена с этиленом, винилиденфторидом (а также поливинилфторид и поливинилиденфторид) уступают рассмотренным выше гомополимерам по химической стойкости, но обладают рядом др. ценных качеств, в том числе высокой прочностью и хорошими технологическими свойствами.

Получают Ф. радикальной полимеризацией или сополимеризацией соответствующих мономеров. Перерабатывают методами, принятыми для термопластов, например литьём под давлением, экструзией, за исключением политетрафторэтилена, который перерабатывают холодным таблетированием порошка под давлением 25—35 Мн/м², или 250—350 кгс/см², с последующим спеканием при 360—380°С. Из Ф. получают плёнки, транспортёрные ленты, антифрикционные материалы для подшипников и сальников, работающих без смазки, волокна и ткани, лабораторную посуду, химически стойкие покрытия, металлопласты. Низкомолекулярный политрифторхлорэтилен используют как химически стойкую смазку. Изделия из Ф. применяют в электро- и радиотехнике, авиации и ракетной технике, машиностроении, химической и атомной промышленности, в криогенной технике, пищевой промышленности и медицине.

В СССР Ф. выпускают под название фторлон: политетрафторэтилен — фторлон-4, политрифторхлорэтилен — фторлон-3, в США — под название тефлон и кель-F соответственно.

Лит.: Фторполимеры, пер, с англ., М., 1975; Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977.

С. В. Соколов.