холодная текучесть что это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Холодная текучесть

Холодная текучесть и неспособность к вулканизации ограничивают область-применения полиизобутиленов. [1]

Холодной текучестью называется способность термопластичного материала изменять свою форму под действием собственного веса при комнатной температуре. [2]

Из-за свойства холодной текучести ПСГ в качестве подслоя нельзя применять при футеровке высоких вертикальных поверхностей керамическими плитками и другими материалами, могущими вызвать своей тяжестью текучесть слоя ПСГ; броневая футеровка в таких случаях должна иметь статическую устойчивость. [3]

Полиизобутилен характерен значительной липкостью и склонностью к холодной текучести ; для устранения этих недостатков к полиизобутилену нередко примешивают более твердые полимеры. По стойкости к химическим реагентам и малой гигроскопичности близок к полиэтилену. Полиизобутилен применяют при изготовлении высокочастотных кабелей в виде добавки к полиэтилену, а также для изолирующих компаундов и клеев. Жидкий Полиизобутилен может применяться для целей пропитки. [12]

Необходимо учитывать ползучесть ( крип, или холодную текучесть ), проявляющуюся в том, что под влиянием напряжений сжатия деталь со временем деформируется. [13]

Листованный материал марки ПСГ из-за высокой пластичности и наличия холодной текучести не является подходящим уплотняющим материалом, пригодным для покрытия фланцевых разбортовок на трубах и аппаратах. Разбортовки из листов марки ПСГ после стягивания фланцевых соединений растекаются, становятся тоньше и в некоторых случаях склеиваются, что создает трудности при вскрытиях аппаратуры и лри разборке фланцевых соединений. Поэтому для изоляции фланцев необходимо применять особый прокладочный материал, изготовленный на основе полиизобутиленов, но свободный от недостатков, присущих листам марки ПСГ. [15]

Источник

Политетрафторэтиле́н, тефло́н или фторопла́ст

Промышленность и техника

В авиации, например, из фторопласта изготавливают гибкие металлопластиковые трубопроводы гидросистем, работающие под высоким давлением (более 200 кгс/см2) и с высокой температурой рабочей жидкости.

Из фторопласта марки Ф-4 можно изготовить: аппараты, ректификационные колонны, насосы, трубы, клапаны, сильфоны, облицовочные плитки, сальниковые набивки. Как диэлектрик, политетрафторэтилен успешно применяется в технике высоких и ультравысоких частот. Прокатанная фторопластовая плёнка используется при изготовлении высококачественных кабелей, проводов, конденсаторов, для изоляции катушек, пазов электрических машин. В качестве конструкционного материала политетрафторэтилен применяется при изготовлении различных деталей машин и аппаратов. Особенно широкое применение политетрафторэтилен находит при изготовлении подшипников, работающих без смазки, с ограниченной смазкой и при наличии коррозионной среды

Благодаря химической инертности, гидрофобности и текучести материал получил широкое распространение для уплотнения резьбовых и фланцевых соединений (лента ФУМ).

Фторопласт (тефлон) — великолепный антифрикционный материал с коэффициентом трения скольжения наименьшим из известных доступных конструкционных материалов (даже меньше, чем у тающего льда). Из-за мягкости и текучести цельные подшипники скольжения из фторопласта используют редко. В высоконагруженных узлах применяют металлофторопластовые подшипники-вкладыши и металлофторопластовые опорные ленты. Такой элемент скольжения выдерживает десятки килограммов на квадратный миллиметр и состоит из металлической основы на которую нанесено фторопластовое покрытие.

Известны смазки с введённым в их состав мелкодисперсным фторопластом. Их отличает то, что наполнитель, оседая на трущихся металлических поверхностях, позволяет в ряде случаев некоторое время работать механизмам с полностью отказавшей системой смазки, только за счёт антифрикционных свойств фторопласта.

Благодаря биологической совместимости с организмом человека политетрафторэтилен с успехом применяется для изготовления имплантатов для сердечнососудистой и общей хирургии, стоматологии, офтальмологии Тефлон считается наиболее пригодным материалом для производства искусственных кровеносных сосудов и сердечных стимуляторов. В 2011 году впервые применён для пластики поврежденных носовой перегородки и стенок околоносовых пазух вместо титановых сеток. Через 12–15 месяцев имплантат полностью растворяется и замещается собственной тканью пациента.

Из-за низкого трения и несмачиваемости насекомые не способны ползти по тефлоновой стене. В частности, тефлоновая защита применяется при содержании нелетающих насекомых, чтобы они не смогли вылезти наружу.

Пищевая промышленность и быт

Тефлон также используется в производстве других бытовых приборов. Тефлоновое покрытие в виде тончайшей плёнки наносят на лезвия бритв, что значительно продлевает срок их службы и облегчает бритьё.

Уход за посудой с тефлоновым покрытием

В производстве современной высокотехнологичной одежды применяются мембранные материалы на основе экспандированного политетрафторэтилена.

Путем физической деформации тефлона получается тонкая пористая пленка, которая наносится на ткани и используется при пошиве одежды. Мембранные материалы, в зависимости от особенностей изготовления, могут обладать как ветрозащитными так и водоизоляционными свойствами, при этом, нормированный размер пор мембраны из политетрафторэтилена позволяет материалу эффективно пропускать испарения тела человека.

Ви́ндсто́ппер ( англ. windstopper — ветронепроницаемый) — сленговое название материала из политетрафторэтилена на тканевой основе. Представляет собой мембранный материал, который пропускает воздух, но не пропускает ветер.

Источник

Фторопласт

Фторопласты характеризуются широким диапазоном механических свойств, хорошими диэлектрическими свойствами, высокой электрической прочностью, низким коэффициентом трения, низкими значениями износа, обладают исключительной химической инертностью по отношению практически ко всем агрессивным средам (за исключением расплавов щелочных металлов и трифторида хлора), атмосферо-, коррозионно- и радиационностойки, слабо газопроницаемы, не горючи или самозатухают при возгорании. Очень высокая нагревостойкость (до 300 °С). Материал обладает хладотекучестью.

Фторопласт (политетрафторэтилен) был открыт в апреле 1938 года 27-летним учёным-химиком Роем Планкеттом, который случайно обнаружил, что закачанный им в баллоны под давлением газообразный тетрафторэтилен спонтанно полимеризовался в белый парафиноподобный порошок. Патент на изобретение тефлона принадлежит американской компании DuPont.

Теплофизические свойства фторопласта

Теплостойкость по Вика (при нагрузке 5 кгс), °С

Удельная теплоемкость, ккал/(кг·°С)

Коэффициент теплопроводности, ккал/(м·ч·°С)

Термический коэффициент линейного расширения зависит от температуры:

Термический коэффициент линейного расширения α·105, 1/°С

На практике удобнее пользоваться средними значениями термического коэффициента линейного расширения для определенных интервалов температур. Следует также учитывать, что при нагревании изделий из фторопласта-4 в них часто возникают внутренние напряжения, вызывающие необратимое изменение размеров. Иногда вместо ожидаемого при нагревании удлинения образца он сокращается.
Данные, приведенные ниже, относятся к образцам, в которых полностью отсутствуют внутренние напряжения:

Термический коэффициент линейного расширения α·105, 1/°C

Изменение размеров изделия*, %

Термический коэффициент линейного расширения α·105, 1/°C

Изменение размеров изделия*, %

* От размера при 25°С.

Данные о зависимости коэффициента трения от нагрузки [статической и динамической (при малых скоростях) коэффициенты трения фторопласта-4 по стали без смазки одинаковы] приведены ниже:

При наличии смазки он примерно в 2 раза меньше.
Динамический коэффициент трения фторопласта-4 по стали без смазки при нагрузке

20 кгс/см2 зависит от скорости скольжения:

Скорость скольжения, см/c

Динамический коэффициент трения

При 327°С (на поверхности трения) коэффициент трения фторопласта-4 по стали резко возрастает (в несколько раз), что приводит к катастрофически быстрому износу и разрушению подшипника.

Удельное электрическое сопротивление:

-на воздухе со 100%-ной относительной влажностью

-объемное (до 150оС), Ом·см

-после длительного пребывания в воде не меняется

Электрическая прочность, кВ/мм:

-при толщине образца 4 мм

Дугостойкость, с (сплошного токопроводящего слоя не образуется)

Данные о зависимости тангенса угла диэлектрических потерь от частоты приведены ниже:

Химические и другие свойства

Данные о газопроницаемости пленки из фтороплавта-4 (при отсутствии пор) толщиной 0,1 мм при 20оС [в см3/(см·с·мм рт. ст.)] приведены ниже:

При наличии пористости проницаемость может увеличиваться до 1000 раз.
Фторопласт-4 предназначен для видимого света только при малой толщине пленки:

Фторопласт (тефлон) применяют в химической, электротехнической и пищевой промышленности, в медицине, в транспортных средствах, в военных целях, в основном в качестве покрытий. Наибольшую известность фторопласт (тефлон) получил благодаря широкому применению в производстве посуды с антипригарным покрытием.

Фторопласт (тефлон) широко используется в высокочастотной технике, так как, в отличие от близких по свойствам, полиэтилена или полипропилена, имеет очень слабо меняющийся с температурой коэффициент диэлектрической проницаемости, а также крайне низкие диэлектрические потери. Эти свойства, наряду с теплостойкостью, обусловливает его широкое применение в качестве изоляции проводов, особенно высоковольтных, всевозможных электротехнических деталей, а также при изготовлении высококачественных конденсаторов.

Фторопласт (тефлон) очень тугоплавок; провод в тефлоновой изоляции невозможно проплавить паяльником. Впрочем, недостатком тефлона является высокая холодная текучесть. Если держать провод во фторопластовой изоляции под механической нагрузкой (например, поставить на него ножку мебели), провод через некоторое время может оголиться.

Промышленность и техника

В различных отраслях промышленности волокна, полученные из политетрафторэтилена (тефлон, полифен), нашли широкое применение в качестве высокотемпературных мешочных фильтров, разных типов теплостойких прокладок, нитей для текстильных тканей, а также в автомобильном оснащении, промышленных фильтрах общего назначения, элементах запорных и регулирующих клапанов, мешалок и насосов, оборудования для фильтрации и разделения.

В авиации, например, из фторопласта изготавливают гибкие металлопластиковые трубопроводы гидросистем, работающие под высоким давлением (более 200 кг/см 2 ) и с высокой температурой рабочей жидкости. Широко используется бортовая проводка с изоляцией из фторопласта, стойкая к агрессивным средам, механическим повреждениям, высокой температуре — провода марки БПДО, ФТ и ряд других.

Из ф-4 можно изготовить: аппараты, ректификационные колонны, насосы, трубы, клапаны, сильфоны, облицовочные плитки, сальниковые набивки. Как диэлектрик, политетрафторэтилен успешно применяется в технике высоких и ультравысоких частот. Прокатанная фторопластовая плёнка используется при изготовлении высококачественных кабелей, проводов, конденсаторов, для изоляции катушек, пазов электрических машин. В качестве конструкционного материала политетрафторэтилен применяется при изготовлении различных деталей машин и аппаратов. Особенно широкое применение политетрафторэтилен находит при изготовлении подшипников, работающих без смазки, с ограниченной смазкой и при наличии коррозионной среды.

Благодаря биологической совместимости с организмом человека политетрафторэтилен с успехом применяется для изготовления имплантатов для сердечнососудистой и общей хирургии, стоматологии, офтальмологии. Фторопласт (тефлон) считается наиболее пригодным материалом для производства искусственных кровеносных сосудов и сердечных стимуляторов. В 2011 году впервые применён для пластики поврежденных носовой перегородки и стенок околоносовых пазух вместо титановых сеток. Через 12-15 месяцев имплантат полностью растворяется и замещается собственной тканью пациента.

Известны смазки со введённым в их состав мелкодисперсным фторопластом, их отличает то, что наполнитель, оседая на трущихся металлических поверхностях, позволяет в ряде случаев некоторое время работать механизмам с полностью отказавшей системой смазки, только за счёт антифрикционных свойств фторопласта.

Из-за низкого трения и несмачиваемости насекомые не способны ползти по тефлоновой стене. В частности, тефлоновая защита применяется при содержании нелетающих насекомых, чтобы они не смогли вылезти наружу.

Пищевая промышленность и быт

Благодаря низкой адгезии, несмачиваемости и термостойкости тефлон в виде покрытия широко применяется для изготовления экструзионных форм и форм для выпечки, а также сковород и кастрюль. Это инертный материал, который не реагирует с пищей, водой и с бытовой химией. При попадании в организм тефлон не оказывает вреда. Считалось, что при нагревании выше 300 градусов Цельсия тефлон выделяет токсичные и канцерогенные соединения. Однако последние европейские и американские исследования подтвердили безопасность посуды с антипригарным покрытием на основе политетрафторэтилена. К такому выводу также пришли французские эксперты, опубликовавшие в журнале «60 Millions of Consomateurs» результаты лабораторного исследования 13 образцов сковородок. В результате тестов была доказана полная безопасность сковород. Все образцы успешно прошли тест после тысячекратного натирания поверхностей абразивным материалом в течение двух циклов.

Фторопласт (тефлон) также используется в производстве других бытовых приборов. Тефлоновое покрытие в виде тончайшей плёнки наносят на лезвия бритв, что значительно продлевает срок их службы и облегчает бритьё.

В производстве современной высокотехнологичной одежды применяются мембранные материалы на основе экспандированного политетрафторэтилена.

Путем физической деформации тефлона получается тонкая пористая пленка, которая наносится на ткани и используется при пошиве одежды. Мембранные материалы, в зависимости от особенностей изготовления, могут обладать как ветрозащитными так и водоизоляционными свойствами, при этом, нормированный размер пор мембраны из политетрафторэтилена позволяет материалу эффективно пропускать испарения тела человека.

Виндстоппер (англ. windstopper — ветронепроницаемый) — сленговое название материала из политетрафторэтилена на тканевой основе. Представляет собой мембранный материал, который пропускает воздух, но не пропускает ветер.

Изделия, в производстве которых используется фторопласт (тефлон):

Опасность фторопласта (тефлона)

Возможное негативное влияние политетрафторэтилена на здоровье человека уже много лет является предметом спекуляций. Сам по себе полимер очень устойчив и инертен в обычных условиях. Политетрафторэтилен не вступает в реакцию с пищей, водой и бытовой химией. При попадании в организм политетрафторэтилен безвреден. В производстве посуды политетрафторэтилен используется, чтобы предотвратить взаимодействие как с другими веществами при приготовлении пищи, так и с веществами, присутствующими в пищеварительной системе. Данное свойство Тефлона гарантируется в температурном диапазоне от – 200 °C до + 260 °C.

Полемику о вреде тефлона спровоцировала независимая американская научная группа, объявившая, что перфтороктановая кислота (ПФОК, PFOA), которая известна также как С-8 и используется как катализатор при производстве антипригарного покрытия, при превышении допустимых значений приобретает канцерогенные свойства.

Между тем известно, что перфтороктановая кислота распадается при температуре 190ºС, тогда как технологический процесс спекания основы сковороды с антипригарным покрытием происходит при температуре 420ºС. Таким образом, согласно технологическому процессу производства, наличие ПФОК в готовой сковороде невозможно.

Всемирная организация здравоохранения обратилась с просьбой в Международную организацию борьбы с раком провести опыт на крысах, который показал, что при употреблении с пищей до 25% политетрофторэтилена он не оказывает никакого воздействия. Данное исследование было проведено в 60-х годах и повторно осуществлено в 80-х годах на распространенной популяции крыс, которые каждый день потребляли ПТФЭ в количестве, соответствующем 25% общего приема пищи.

Сообщения о влиянии тефлона на повышение уровня холестерина и триглицеридов у людей, а также повышение риска рака зарегистрированы в 80-х годах на фоне активного применения перфтороктановой кислоты (ПФОК, PFOA) при производстве посуды. Однако в январе 2006 г. фирма DuPont, единственный производитель PFOA в США, согласилась удалить остатки реагента со своих предприятий до 2015 г. По официальной информации компании, с января 2012 года DuPont не использует ПФОА в производстве посуды и форм для выпечки.

Независимые европейские исследования показали, что антипригарные покрытия не содержат PFOA в количествах, превышающих допустимые безопасные пределы. Китайская академия контроля качества, инспекции и карантина (GAQSIQ), датский технологический институт подтверждают, что воздействие PFOA, используемой при производстве посуды, не поддается количественному измерению.

Последние исследования французских экспертов, опубликовавших в журнале «60 Millions de Consomateurs» результаты лабораторного исследования 13 образцов сковородок, подтверждают безопасность антипригарного покрытия. Французский журнал сообщает, что в результате тестов была доказана полная безопасность сковород. Все образцы успешно прошли тест после тысячекратного натирания поверхностей абразивным материалом в течение двух циклов.

Продукты термического разложения тефлона

Однако эти токсичные вещества выделяются только при температуре свыше 450°C, которую в домашних условиях достичь невозможно.

Стиль «поп-арт» в интерьере означает оформление дома в стиле «popular art», «популярного искусство». В интерьере присутствует обилие ярких красок и причудливых решений. Если Вы хотите удивлять своих гостей, то смело оформляйте своё жилище в стиле «Поп-арт».

При нанесении краски на неподготовленную поверхность невозможно достичь желаемого качества покрытия. В этом случае трудно добиться однородности цвета и толщины слоя краски из-за чрезмерной пористости или влагоудерживающей способности материала.

Источник

Свойства и характеристики фторопласта

Свойства и характеристики фторопласта

Фторопласт создан в 1938 году. Он очень быстро стал популярным и востребованным материалом, который используется в самых разных отраслях – от медицины до военной промышленности. А все благодаря уникальным для полимеров свойствам. Чем же так хорош этот пластик? Предлагаем подробное описание свойств и физико-химических характеристик фторопласта, его преимуществ и недостатков.

Общие данные

Под названием «фторопласт» чаще всего имеется в виду Ф-4 (это самый распространенный и недорогой из всех фторопластов). Его химическая формула – (-C2F4-)n. В мире полимер известен по аббревиатуре PTFE (политетрафторэтилен, у нас ПТФЭ) и по многим фирменным названиям, которые прижились и стали общими (тефлон, галон, флубон, алгофлон, хостафлон, полифлон, гафлон, сорефлон).

Чистый фторопласт – это белый непрозрачный пластик, гладкий и скользкий на ощупь. Основные свойства, которые отличают его от других пластмасс:

Если дополнить эти характеристики еще и высокими диэлектрическими и антифрикционными показателями фторопласта, можно увидеть, что такое сочетание полезных свойств не встречается ни в одном другом материале. Но даже его можно улучшить. Поэтому сейчас, кроме чистого полимера, производят фторопласт с наполнителями (добавляют в композиции графит, стекловолокно, порошки металлов).

Популярные марки фторопласта Ф-4 (и область их применения):

Выпускают материал в виде готовых изделий, но чаще в форме заготовок – листов, пленок, втулок, стержней. Подробнее о разных марках полимера и особенностях его производства смотрите в нашей статье здесь.

Преимущества ПТФЭ:

Недостатки:

Физико-химические свойства

8–25Теплопроводность, ккал/м, ч·°С0,2Температура стеклования, °С-120Температура плавления, °С327Минимальная рабочая температура, °С-269Максимальная рабочая температура, °С260Водопоглощение за 24 часа0Теплостойкость по Вика, °С110Термостабильность при 415 °С, ч, не менее110Температура разложения, °СБолее 415Потеря массы при 420 °С за 5 часов, % за 3 часа0,2АтмосферостойкостьпревосходнаяХимическая стойкостьВсе минеральные и органические кислоты, щелочи, органические растворители, окислители, газы

Газопроницаемость ПТФЭ

Плавление и горение

Механические свойства

Предел прочности при растяжении, кгс/см 2

Предел прочности при сжатии, кгс/см 2

Модуль упругости при сжатии, кгс/см 2

Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см 2

Модуль упругости при изгибе (при 200 °С), кгс/см 2

Удельная ударная вязкость, кгс·см/см 2

Твердость по Бриннелю, кгс/мм 2

Физико-механические свойства фторопласта зависят от температуры. Вот так, например, меняются показатели нагрузки, необходимой, чтобы вызвать деформацию сжатия (в таблице приведены величины нагрузок в зависимости от температуры, кгс/см 2 ):

А вот так изменяется предел текучести при растяжении:

Предел текучести, кгс/см 2

Электроизоляционные свойства

Источник