Ciężar właściwy fluoroplastu. Rodzaje fluoroplastu i ich charakterystyka
Fluoroplast, bardziej znany konsumentom pod nazwą „teflon”, został odkryty przez amerykańską firmę Kinetic Chemicals w 1938 roku. Tetrafluoroetylen w stanie gazowym przypadkowo odkrył chemik Roy Plunkett. Gdy gaz wtłoczono do cylindra pod ciśnieniem, w procesie polimeryzacji powstał biały proszek o wyjątkowych właściwościach.
Charakterystyka i obszar zastosowania fluoroplastu
Jego podstawowe przeznaczenie wynikało z unikalnych właściwości dielektrycznych. Jednocześnie dodatkowe cechy, takie jak:
-
niewielki ciężar właściwy fluoroplastu,
-
duży zakres tolerowanych temperatur,
-
plastyczność,
-
wytrzymałość,
-
odporność na wilgoć,
-
niska adhezja powierzchni, czyli możliwość samooczyszczania,
-
odporność na promieniowanie ultrafioletowe i jonizujące,
-
odporność na zużycie i działanie ścierne,
-
bioobojętność,
-
prostota obróbki
umożliwiły stosowanie materiału w bardzo różnych sferach. Jest powszechnie używany w życiu codziennym, przemyśle spożywczym, motoryzacji, medycynie i innych gałęziach produkcji. Z fluoroplastu wykonuje się wiele otaczających nas wyrobów. Są to między innymi:
-
izolacja przewodów, węże, rury, różne pojemniki i żyłki,
-
nietkane materiały niepalne, tkaniny techniczne i folie ochronne,
-
membrany odporne na temperaturę, łożyska, elementy części samochodowych,
-
części pomp i stacji mieszających, zawory, komponenty wodociągowe,
-
elementy stosowane przy produkcji instalacji kablowych i kondensatorów,
-
rurociągi wysokociśnieniowe do chemicznie aktywnych środowisk i inne wyroby.
Przy dopuszczalnych warunkach eksploatacji fluoroplast nie szkodzi organizmom żywym. Do negatywnych cech można zaliczyć:
-
konieczność użycia drogiego sprzętu do spajania form,
-
potrzebę silnej wentylacji wyciągowej podczas obróbki materiału,
-
po przekroczeniu granicznie wysokich temperatur polimer staje się niebezpieczny dla zdrowia człowieka.
Rodzaje fluoroplastu
Wyróżnia się kilka marek tego polimeru w zależności od liczby monomerów łańcucha i rozmiaru cząsteczek. Ciężar właściwy, czyli gęstość fluoroplastu, wynosi od 1700 do 2240 kg/m³ w zależności od rodzaju. Wyróżnia się następujące rodzaje fluoroplastu:
-
F4 - materiał maksymalnie gęsty, małoporowaty, hydrofobowy, odporny na temperatury do +260 °C.
-
F3 - mniej odporny chemicznie i termicznie, ale gęstszy niż F4; topi się, co pozwala wygodniej wykorzystywać go w procesie odlewania i prasowania, ma dobrą adhezję do metali i często jest stosowany jako powłoka antykorozyjna.
-
F2 - odporny na ścieranie, nie zawiera plastyfikatorów, jest wytrzymały, stosowany do agresywnych środowisk oraz produkcji rur i pojemników.
-
F40 - wytrzymały, odporny na wrzące kwasy i niektóre rozpuszczalniki, nie pali się, nie przepuszcza promieniowania UV ani promieniowania jonizującego.
| Właściwości | F2 | F3 | F4 | F40 | |
| Ciężar właściwy (kg/m³) | 1780 | 2090-2160 | 2150-2240 | 1700 | |
| Naprężenie niszczące, MPa | Rozciąganie | 44-45 | 35-43 | 16-35 | 27-50 |
| Ściskanie | - | 55-60 | 10-12 | 50 | |
| Zginanie | - | 60-80 | 14-18 | 34 | |
| Temperatura, °C | Topnienie | 150-175 | 210-215 | 270-327 | 265-275 |
| Zeszklenie | -30...-20 | 50 | 127 | -90 | |
| Rozkład | 400 | 320 | 425 | 400 | |
| Eksploatacja | -45...+150 | -195...+190 | -260...+260 | -200...+200 | |
| Rezystywność (Ω*m) | 1010-1013 | 1015-1017 | 1017-1018 | 1016 | |
Formy fluoroplastów mogą być bardzo różnorodne. Należą do nich kręgi, płyty, arkusze, folie, pręty, granulaty i proszki.
Najbardziej rozpowszechnione są:
-
Fluoroplast arkuszowy. Masa arkusza o wymiarach 1000 mm x 1000 mm i grubości 1 mm wynosi 2,5 kg.
-
Fluoroplast w prętach jest wygodnym półfabrykatem do wykonywania różnych części. Orientacyjna masa fluoroplastu w postaci pręta o długości 1000 mm i średnicy 10 mm wynosi 0,18 kg.
Najczęstsze pytania
Ile waży 1 m³ fluoroplastu?
W zależności od gatunku 1 m³ waży około 1700-2240 kg. Dla F4/PTFE często przyjmuje się około 2150-2240 kg/m³.
Dlaczego PTFE jest cięższy od wielu tworzyw?
Ma wysoką gęstość z powodu składu chemicznego i struktury polimeru. Jest cięższy od polietylenu, polipropylenu i wielu innych tworzyw.
Czy można nagrzewać PTFE powyżej temperatury pracy?
Nie. Przy przegrzaniu może się rozkładać i wydzielać niebezpieczne produkty, dlatego trzeba przestrzegać zakresu temperatur konkretnego gatunku.