Файл: Зыбин Ю.А. Наполненные фторопласты.pdf

КИЕВ 1965

НЕКОТОРЫЕ

СВЕДЕНИЯ

О ФТОРОПЛАСТАХ

г+лторопласты являются полимерами фторпроизвод- ,"*ных углеводородов алифатического ряда. Среди них следует выделить ненасыщенные полимеры фторпроизводных этилена: политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен, поливинилиденфторид и поливинилфторид, которые обладают высокой химической и тер­ мической стойкостью. В состав макромолекул этих полимеров входит фтор, с увеличением содержания кото­ рого повышается эластичность, теплостойкость и др. В наибольшей степени это характерно для фторопла­

ста-4.

Фторопласт-4 (—СР2—СР2—) в промышленности по­ лучают полимеризацией тетрафторэтилена, который представляет собой газ с температурой перехода в жид­ кую фазу — 76° С и в твердую— 102,5° С. Вначале хло­ роформ СНС1з обрабатывают фтористым водородом, в результате чего образуется дифторхлорметан СНР2С1. При пиролизе последнего выделяется тетрафторэтилен (СР2—СР2), который легко полимеризуется в присутст­ вии катализаторов перекисного типа. Процесс полиме­ ризации мономера сопровождается выделением тепла (до 25000 кал на 1 моль СР2—СР2). Чтобы предотвра­

5

тить распад тетрафторэтилена на углерод и тетрафторметан, полимеризацию целесообразно проводить в при­ сутствии воды или органических растворителей. Водно­ эмульсионную полимеризацию тетрафторэтилена прово­ дят в автоклаве при начальном давлении около 50 ат,

ческой фазы и около 30% аморфной. В зависимости от условий изготовления полимера можно изменять соот­ ношение кристаллической и аморфной фазы в широких пределах. Степень кристалличности различных образ­ цов фторопласта-4 характеризуется величиной плотнос­ ти. Плотность образцов технического фторопласта-4 ко­ леблется от 2,1 до 2,3 г!смг. На рис. 1 приведена кривая зависимости между плотностью и степенью кристаллич­ ности непористых образцов фторопласта-4 [60].

6

Скорость кристаллизации фторопласта-4 меньше скорости кристаллизации всех известных полимеров. При комнатной температуре степень кристалличности его практически не изменяется. Однако при температу­ рах 250—310°С скорость кристаллизации заметно возрастает и после длительной выдержки полимера' при этих температурах степень кристалличности по­ вышается до 80—85%. При степени кристалличности выше 85% полимер теряет упругость и становится хрупким.

Под воздействием внешних нагрузок происходит хо­ лодное течение (рекристаллизация) фторопласта-4. При нагрузках выше 30 кГ/см2 и температуре до 80—100° С появляются необратимые остаточные деформации [23].

и прокаткой можно получать различной толщины пла­ стины и пленки. Вследствие ориентации кристаллов в направлении приложенной нагрузки предел прочности фторопласта-4 увеличивается в 3 раза по сравнению с первоначальным, а относительное удлинение снижает­ ся до 20—30%.

При нагревании деформированного образца фторо­ пласта-4 до 327° С (температура плавления кристалли­ тов) полностью восстанавливается его первоначальная форма. В результате плавления кристаллитов при тем­ пературе выше 327° С полимер превращается в высоко­ упругое аморфное вещество. При этом непрозрачная масса становится прозрачной. Быстрым охлаждением можно в значительной степени сохранить в полимере аморфную структуру. Этот метод называется «закал­ кой». Закаленные изделия становятся более мягкими, эластичными и прочными.

7

Ниже приводятся данные [23] о физико-механиче ских свойствах закаленного и незакаленного фторо пласта-4.

Физико-механические свойства фторопласта-4

8

Фторопласт-4 сохраняет высокие физико-механиче­ ские свойства в широком диапазоне температур от

стойкость большинства других полимеров. Изделия из него очень долго могут находиться в работе при тем­ пературах до 260° С, а кратковременно — до темпера­ туры фазового перехода 327° С. При 415°С происходит

* Сплошного проводящего слоя не образуется.

9