Фторопласты - Пашнин Ю.А.
Скачать (прямая ссылка):
Полимер отличается очень низкой паро- и газопроницаемостью. Ниже приведена проницаемость /МО10 (в см3/см2) закаленных пленок полимера толщиной 1 мм за 1 с при 25 °С и разности давлений 1333 Па (1 см рт. ст.) к различным газам и парам воды [111]:
N2 0,05 Н2 9,80 02 0,40 Н,0 1,00 С02 1,40
У незакаленных пленок проницаемость несколько выше.
Физико-механические свойства. Основные физико-механические свойства ПТФХЭ приведены в табл. II.2. Несимметричность и полярность основного звена полимера привели к резкому снижению температуры плавления по сравнению с ПТФЭ. С повышением давления температура плавления ПТФХЭ увеличивается. Например, при возрастании давления на 100 МПа V1000 кгс/см2) температура плавления ПТФХЭ повышается на 65 С (полиэтилена —на 20°С, а ПТФЭ —на 140°С).
Кроме у^занной в табл. II.2 температуры стеклования, у ПТФХЭ наблюдаются твердофазовые переходы при —10 и
3 Зак. 830 ,с
—40°С, а для образца с особо высокой кристалличностью и при 133°С [59, с. 416].
Совокупность механических и других свойств ПТФХЭ, его способность противостоять длительным нагрузкам дают 'возможность использовать этот полимер в качестве ценного конструкционного материала. ПТФХЭ отличается высокими прочностными показателями, среди которых особо следует отметить высокое разрушающее напряжение при сжатии, достигающее 250 МПа (2500 кгс/см2) и более. При —269,3 °С (4 К) ПТФХЭ разрушается при нагрузке 300 МПа (3000 кгс/см2). О хороших
?
Ор,МПа Е-Ю~\Ша
3,0 2,5
. Ю3Гц *----
______¦
'¦" Ю*Гц
-60 -20 20 60 100 140 Т,°С
20 40 60 80 100 120 140 160 Т."С
Рис. II. 18. Зависимость механических свойств закаленных (1 3 5) я незакаленных (2, 4) образцов ПТФХЭ от температуры: '
У-разрушающее напряжение при растяжении; 2, З-модуль упругости при изгибе-4 — модуль упругости при сжатии; 5 —относительное удлинение при разрыве.
Рис. II. 19. Зависимость диэлектрических свойств ПТФХЭ от температуры:
----диэлектрическая проницаемость; _ . - .- удельное объемное электрическое сопротивление; - тангенс угла диэлектрических потерь.
низкотемпературных свойствах полимера свидетельствует и значение модуля упругости полимера при —196 °С, равное 4220 МПа (42200 кгс/см2). В отличие от ПТФЭ ПТФХЭ практически не обладает хладотекучестью, деформация после снятия нагрузки 60 МПа (600 кгс/см2) составляет всего 4—5%. Механические свойства полимера зависят от температуры (рис. П. 18).
Полярность основного звена привела к ухудшению некоторых диэлектрических свойств, в особенности тангенсов угла диэлектрических потерь ПТФХЭ, что ограничивает его применение при высоких частотах. Однако благодаря высоким значениям электрического сопротивления, электрической прочности и дугостойкости полимер является ценным диэлектриком при низких частотах. Вследствие несмачиваемости водой и отсутствия водопоглощения высокие электрические свойства, поли-
66
мера сохраняются при большой влажности и в условиях тропического климата. Изменение электрических свойств ПТФХЭ в зависимости от температуры и частоты (рис. 11.19) исследовано Михайловым и Сажиным [112], а также рядом других исследователей [59, с. 397].
Одним из ценных свойств ПТФХЭ является прозрачность в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра. Так, светопрозрачность образцов ПТФХЭ толщиной 1 — 1,3 мм в видимой и инфракрасной (1,5—7,5 мкм) областях спектра составляет 80—90%, а в ультрафиолетовой (0,2— 0,4 мкм) 40—50% (большие значения относятся к закаленным образцам).
Промышленные марки ПТФХЭ имеют ТПП в пределах 240—320°С. Для изготовления суспензий и для переработки методами экструзии, литья под давлением, прессования рекомендуется марка с ТПП 240—265 °С; для прессования изделий, к которым предъявляют повышенные эксплуатационные требования,—марка с ТПП выше 265 °С, а также фторопласт-ЗБ.
Применение
ПТФХЭ используют в машиностроении, химической, атомной промышленности, электротехнике, криогенной ^и космической технике и других отраслях. Благодаря высокой прочности на сжатие, твердости, хорошей химической стойкости он нашел применение для изготовления прокладок, манжетов, уплотни-тельных колец, втулок, седел и тарелок клапанов, работающих в различных агрессивных средах при высоких давлениях. По данным работы [113], клапаны с мягкими седлами из ПТФХЭ можно эксплуатировать в интервале температур от —200 до 200°С, при давлении до 40 МПа (400 кгс/см2). Уплотнения из ПТФХЭ в течение нескольких лет сопротивляются дымящей серной кислоте, они работоспособны в контакте с азотной, соляной кислотами при 90°С и повышенном давлении [114, с. 57].
Низкая газопроницаемость и хорошие прочнЪстные свойства позволяют использовать мембраны из ПТФХЭ в клапанах и' измерительных приборах. В частности, непористые мембраны из этого полимера применяют для выделения гелия из смесей, содержащих кислород, азот, окись углерода [59, с. 15].
В виде различных деталей (соединительных вставок, панелей радиоламп, каркасов катушек, электронных деталей) ПТФХЭ используют в электротехнике и электронике. Высокие значения объемного электрического сопротивления, электрической прочности и сохранность электрических свойств в условиях повышенной влажности позволяют применять его в качестве диэлектрика в особо ответственных назначениях. Изоляция из стекловолокна, пропитанного ПТФХЭ, может быть использована при производстве специальных кабелей для авиационной
