свойства фторопласта
ФТОРОПЛАСТОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МОСКВЕ - ФТОРОПЛАСТ И ВСЕ О НЕМ
О компании
Контакты
Справочник
Техническая приемка
Cтатьи
(499) 357-8200
(495) 518-5718

ЗАО Фторопластовые технологии – переработка фторполимеров и изготовление изделий из фторопласта : фторопластовые стержни, пластины, втулки, ФУМ, ленты и пленки Ф4, фторопластовые трубы и трубки, готовые изделия из фторопласта (кольца, манжеты, уплотнения, изоляторы).

+7 (499) 357-8200; (495) 518-5718




Фторопластовые изделия
Инженерные пластики

закрыть
товар заказан заказ

Побед в тендерах

0
 
Электронные закупки

 

Фторопласт в Москве теперь в любом виде вы можете приобрести и заказать у нас на сайте
См. ptfe и тефлон


Блог фторопластовых технологий

Фторопласт- изменение физико-технических показателей от изменения температуры, нагрузки и условий эксплуатации

 

  

Степень кристалличности, %

Плотность при
23°С, г/см3

Степень кристалличности, %

Плотность при
23°С, г/см3

40.0

2.12

69.4

2.21

43.2

2.13

72.8

2.22

46.5

2.14

75.2

2.23

49.7

2.15

78.0

2.24

53.0

2.16

80.7

2.25

56.3

2.17

82.6

2.26

59.7

2.18

85.2

2.27

63.1

2.19

89.0

2.28

66.5

2.20

-

-

   Об отсутствии же пористости свидетельствует полная прозрачность образца во время спекания при 370-390°С. Даже незначительная пористость вызывает мутность образца. Пористость, равная примерно 0,1-0,2%, заметно влияет на точность определения плотности.
   Данные о зависимости удельного объема и плотности от температуры для образца со степенью кристалличности 68% (плотность медленно охлажденного изделия) приведены ниже:

Температура, °С

Удельный объем, см3

Плотность, г/см3

Температура, °С

Удельный объем, cм3

Плотность, г/см3

-50

0.440

2.27

175

0.4769

2.10

-25

0.443

2.26

200

0.482

2.08

0

0.447

2.24

225

0.488

2.05

+25

0.453*

2.21

250

0.495

2.02

+50

0.456

2.19

275

0.503

1.99

+75

0.459

2.18

300

0.514

1.95

+100

0.463

2.16

325

0.534

1.88

+125

0.467

2.14

327

0.640**

1.57

+150

0.471

2.12

350

0.655

1.53

* При нагревании от 19,6 до 22°C удлиненный объём увеличивается на 0,74%
** При 327°С удлиненный объём увеличивается на 20%.


                                ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФТОРОПЛАСТА-4

Основные показатели физико-механических свойств фторопласта-4 приведены ниже:

Разрушающее напряжение, кгс/см2 Значения
при растяжении: -
- незакаленный образец (кристалличность 05-08%) 140-350*
- закаленный образец (кристалличность 50%) 160-315*
при сжатии: -
- при 1%-ной деформации 100
- 10%-ной деформации 185
Сопротивлению изгибу (стрела прогиба 6 мм) 185
Относительное удлинение при разрыт, % 250-500
Остаточное удлинение, % 250-350
Напряжение при 10%-ном удлинении, кгс/см2 110-120
Модуль упругости, кгс/см2 -
- при изгибе при 20°С 4700-8500
- сдвиге 2700 2700
Ударная вязкость, кгс·см/см2 100 (не ломается)
Ударное растяжение, кгс·см/см2 (DIN 53448) -
- при 20°С 650
- 23°С 680
(удлинение при 20°С - 20%, при 23°С - 30%) -
Твердость: -
по Бринеллю, кгс/мм2 3-4
по Шору при 20°С -
- шкала С 85-87
- шкала D 55-59
Твердость по Роквеллу -
- шкала I 80-95

· В зависимости от того, как вырезан образец: поперек направления прессования-высокие значения, вдоль направления прессования-малые.

Показатели

Температура, °С

-

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- незакаленный образец

-

350

325

300

200

180

-

135

115

-

- закаленный образец

-

500

440

330

250

240

-

200

190

-

Относительное удлинение при разрыве, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- незакаленный образец

-

70

100

150

470

650

-

600

540

-

- закаленный образец

-

100

160

190

400

500

-

500

480

-

Модуль упругости, кгс/см2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при сжатии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- незакаленный образец

18000

17000

15000

11000

7000

4500

3300

2400

1700

-

при сжатии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- незакаленный образец

27800

23900

23300

18100

8500

5100

4800

3800

-

2450

- закаленный образец

13200

11300

9800

7400

4700

4000

2900

2180

-

1100

   Данные о зависимости физико-механических свойств фторопласта-4 от температуры приведены ниже.

Физико-механические свойства фторопласта-4 при низких температурах

Показатели

Температура, °С

 

-93

-123

-153

-193

-223

-269

Разрушающее напряжение при сжатии *, кгс/см2

350

-

980

1260

1554

1750-1960

Модуль упругости при сжатии, кгс/см2

-

52500

-

-

-

70000

* Разрушающее напряжение при сжатии равно напряжению, при котором деформация составляет 0,2%.

Зависимость деформации фторопласта-4 при сжатии от температуры:
 

Деформация, %

Нагрузка, вызывающая деформацию, кгс/см2

-

-50°С

 0°С

 25°С

50°С

100°С

150°С

200°С

1

203

157

62

49

31

17,5

11

2

304

210

92

66

39

27

20

3

350

236

105

77

48

33

27

4

374

251

120

85

59

39

31

5

390

262

127

92

62

44

35

    Одним из важнейших прочностных показателей является предел текучести при растяжении, т.е. то напряжение, при котором возникают остаточные деформации. Он зависит от степени кристалличности, скорости растяжения и температуры. При степени кристалличности 65% и скорости растяжения 100 мм/мин зависимость предела текучести от абсолютной температуры Т (в К) описывается эмпирической формулой (справедливой от 20 до 300°С):
                                          lgσT= 0,53166+483,64/Т
   Ниже приведены значения пределов текучести для некоторых температур, рассчитанные по этой формуле:
Температура, °С ........................ 25.........50.........75......100.......150......200......250
Предел текучести, кгс/см2 ....... 42,4.....106,9.....83,5.....67,2.....46,6.....35,5.....28,6

   При длительном воздействии нагрузок остаточные деформации возникают при меньших напряжениях (40-50% от рассчитанных по формуле).
   При конструировании изделий из фторопласта-4 следует учитывать ползучесть. Ползучесть (деформация при длительном действии нагрузки) рассчитывается по формуле:
                                        lgγt=lgγ1+a·lgt
где γt - деформация за t сут; γ1 - деформация за 1 сут; а - коэффициент, зависящий в основном от температуры и в меньшей степени от нагрузки, если она не превышает 40-50% предела текучести.
   Значения коэффициента a и некоторые данные о ползучести для образцов со степенью кристалличности 50% приведены в таблице. Деформация за 1 сут (γ1) при других нагрузках и температурах определяется опытным путем. При степени кристалличности 65-68% ползучесть меньше.

   Ползучесть фторопласта-4

Температура, °С

Нагрузка, кгс/см2

Деформация, %

Коэффициент а

Сжатие

1 сут (γ1)

4 сут (γ4)

-

20

33

6,00

6,25

0,030

20

21

3,05

3,19

0,032

Растяжение

1 сут (γ1)

4 сут (γ4)

-

40

28

2,72

2,87

0,038

100

28

5,58

5,90

0,040

140

21

4,67

4,94

0,042

200

14

4,08

4,50

0,048

250

14

5,17

5,58

0,055

   
                                           АНТИФРИКЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ФТОРОПЛАСТА-4

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

Нагрузка, кгс/см2 1 3 10 20
Коэффициент трения 0,4 0,1 0,06 0,05

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 4 8 20 40 80 160
Динамический коэффициент трения 0,05 0,1 0,15 0,23 0,24 0,27

    В присутствии наполнителя при малых скоростях скольжения коэффициент трения несколько выше, а при больших скоростях - ниже, чем коэффициент трения чистого фторопласта-4 по стали.
   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.

                                  ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФТОРОПЛАСТА-4

   Неспеченный фторопласт-4 (в виде порошка) имеет степень кристалличности 95 - 98%, после спекания - от 50% (закаленный) до 68 - 70% (незакаленный). Ниже 19,6°С элементарная ячейка кристалла фторопласта-4 состоит из 13 групп CF2, выше 19,6°С - из 15 групп CF2. При 19,6°С триклиническая упаковка переходит в менее упорядоченную, гексагональную, что сопровождается увеличение объема кристаллитов на 0,0058 см3/г (1,2 объемн. %), или увеличением объема образца при степени кристалличности 68% на 0,74%. При наличии внешнего давления точка перехода понижается на 0,013°С на каждую атмосферу. При 30°С имеет место второй переход кристаллической структуры, но изменение объема составляет едва 1/10 часть изменения объема при 19,6°С. Под высоким давлением (4500 кгс/см2 при 70°С) возникает третий переход.
   Температура стеклования аморфных участков, определенная по температуре хрупкости, колеблется от -97 до -100°С, а по точке перегиба кривой зависимости модуля упругости составляет -120°С. Температура перехода аморфного твердого тела в переохлажденную жидкость равна 127°С.
   При 327°С кристаллиты фторопласта-4 плавятся, и он становится полностью аморфным, совершенно прозрачным (при отсутствии пористости), высокоэластичным, но не течет (вязкость выше 1011 П). Объем возрастает на 20%.

   Точка плавления зависит от внешнего давления - на каждую атмосферу повышается на 0,154 °С. При остывании расплава ниже 327 °С образец мутнеет и становится непрозрачным - молочно-белым.   Скорость кристаллизации зависит от температуры (максимальная скорость при 310-315 °С), от продолжительности выдержки в расплавленном состоянии при 370-390 °С (чем больше время спекания, тем быстрее кристаллизуется образец) и от среднего молекулярного веса полимера (чем ниже молекулярный вес полимера, тем быстрее он кристаллизуется). На этом основан метод косвенной оценки молекулярного веса фторопласта-4: образец в виде диска толщиной 2 мм спекают при 370 °С в течение 13 ч и охлаждают от 370 до 250 °С в течение 5 ч. По плотности полученного образца при 23 °С можно оценить молекулярный вес: 2,16-2,19 г/см3-для высокомолекулярного полимера, 2,20-2,22 г/см3-для низкомолекулярного.

Ниже приведены некоторые теплофизические свойства фторопласта-4:

Теплостойкость по Вика (при нагрузке 5 кгс), °С 110
Удельная теплоемкость, ккал/(кг·°С) -
при 0°С 0,23
при 50°С 0,25
Коэффициент теплопроводности, ккал/(м·ч·°С) 0,20

Термический коэффициент линейного расширения зависит от температуры:

Температура, °С от -60 до -10 19,6 30 40 200 300
Термический коэффициент линейного расширения α·105, 1/°С 8 54 28 11 25 64

   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:

Температура, °C

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

Изменение размеров изделия*, %

Температура, °C

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

Изменение размеров изделия*, %

от -193 до +25

8,6

-1,85

от +25 до +100

12,4

+0,93

от -150 до +25

9,6

-1,68

от +25 до +150

13,5

+1,59

от -100 до +25

11,2

-1,40

от +25 до +200

15,1

+2,64

от -50 до +25

13,5

-1,01

от +25 до +250

17,4

+3,92

 от 0 до +25

20,0

-0,50

от +25 до +300

21,8

+5,99

от +25 до +50

12,4

+0,31

от +25 до +300

21,8

+5,99

     * От размера при 25°С.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТСВА ФТОРОПЛАСТА-4

Показатели электрических свойств фторопласта-4 приведены ниже:

Удельное электрическое сопротивление:  
-поверхностное, Ом >1017
-на воздухе со 100%-ной относительной влажностью >1012
-объемное (до 150оС), Ом·см 1017 - 1020
-после длительного пребывания в воде не меняется 1,9-2,2
Диэлектрическая проницаемость (при 60 - 1010 Гц)  
Тангенс угла диэлектрических потерь (при 60 - 1010 Гц) <1·1017
Электрическая прочность, кВ/мм:  
-при толщине образца 4 мм 25-27
-при толщине образца 0,1 - 0,3 мм 40-80
-при толщине образца 0,005 - 0,02 мм 200-300

Дугостойкость, с (сплошного токопроводящего слоя не образуется)

250-700

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

Частота, Гц 60 103 104 105 106 107
tgδ·104 0,5 0,3 0,4 0,7 0,7 0,7


Диэлектрическая проницаемость фторопласта-4 вплоть до 1010 Гц не зависит от частоты, а зависит от плотности: є= 1+0,238*d
                         2-0,119*d 
где d - плотность при данной степени кристалличности и температуре.
Тангенс угла диэлектрических потерь остается постоянным при температуре от -60 до 250оС.
Прогрев при 300оС в течение 6 месяцев не влияет на диэлектрические свойства фторопласта-4.

ХИМИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СВОЙСТВА ФТОРОПЛАСТА-4

Фторопласт-4 является самым стойким из всех известных металлов - пластмасс, металлов, стекол, эмалей, сплавов и т.п. На него совершенно не действуют кислоты, окислители, щелочи, растворители. На фторопласт-4 действуют только расплавленные щелочные металлы и их комплексные соединения с аммиаком, нафталином, пиридином, а также трехфтористых хлор и элементный фтор при повышенных температурах. При температурах выше 327оС фторопласт набухает в жидких фторуглеродах, например в перфторкеросине. При 20оС фторопласт-4 слегка набухает (3 - 9%) в фтор- хлорсодержащих газах (фреонах).
Выше 350оС фторопласт-4 реагирует с щелочеземельными металлами и их соединениями (окислами и карбонатами), а также с окислами некоторых других металлов (свинца, кадмия, меди).
Фторопласт-4 не смачивается водой при кратковременном погружении (угол смачивания 126оС), но смачивается при длительном пребывании в дистиллированной воде (15 - 20 суток). В соленой воде (например, морской) на поверхности фторопласта-4 через 15 - 20 суток отлагается пленка солей, смываемая дистиллированной водой.
Водопоглощение за 24 часа (и более продолжительное время) - ниже ошибки взвешивания (0,00%).
Фторопласт-4 абсолютно стоек в тропических условиях и не подвижен действию грибков (но и не подавляет их развитие).
Влагопроницаемость при 20оС равна 3·10-9 - 6·10-9 г/(см·ч·мм рт. ст.); паропроницаемость при 20оС составляет 0,6·10-9 - 1,2·10-9 г/(см·ч·мм рт. ст.).
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:

Воздух 1,1*10-9
Азот 0,7*10-9
Кислород 2,3*10-9
Водород 6,3*10-9
Двуокись углерода 4,8*10-9


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

 
Толщина пленки, мм 0,05 0,10 0,15 1,00
Пропускание, % 88

 

 

Смотрите также в разделе Справочник

Фторопласт-4 Композиции на основе фторопласта-4
Фторопласт - свойства Фторопласт- изменение физико-технических показателей от изменения температуры, нагрузки и условий эксплуатации
Техническая документация Конструкционные пластмассы


Новости компании
Справочник
Фторопласт