Фторополимеры: премиальный выбор для химически стойких пластиков

Ищете группу исключительно химически стойких пластиков? Обратите внимание на фторополимеры. Эти фторуглеродные пластики состоят из множества сильных углерод-фторных связей. Эта углерод-фторная связь, кратко «C-F», — одна из самых сильных одинарных связей, известных науке. Множество C-F связей в фторополимерах даёт этим пластикам необыкновенную устойчивость к растворителям, кислотам и щелочам.

Фторополимеры впервые случайно открыты в 1938 году, когда Рой Планкет в DuPont экспериментировал с тетрафторэтиленовым газом. Он случайно получил ПТФЭ (политетрафторэтилен), известный как Тефлон®. С того удачного дня разработано множество фторополимеров, включая ПВДФ (поливинилидендифторид); ЭТФЭ (полиэтилентетрафторэтилен); ФЭП (фторированный этиленпропилен); ПФА (перфторокси); ЭКТФЭ (этиленхлортрифторэтилен) и ПКТФЭ (полихлортрифторэтилен).

Даже неспециалисты по пластикам, вероятно, видели Тефлон® в действии, даже если не осознают, так как материал обычно используется для покрытия антипригарной посуды. С высокой термостойкостью, отличной химической стойкостью и очень низким коэффициентом трения этот пластик отлично подходит для этого. (Хотя Тефлон® впечатляет, я советую не увлекаться посудой. Как автор лично испытал, Тефлон-шпатели и ложки расплавятся, если оставить над открытым пламенем. Скажем, открытым пламенем газовой плиты. Но это история на другой день…) Но фторополимеров история гораздо шире кастрюль и сковородок.

Фторопластики устойчивы к обширному списку химикатов при температурах 20 °C/68 °F – 212 °C/100 °F, включая:

Некоторые конкретные химикаты, которым устоивают фторополимеры:

И их много больше. Выдающаяся химическая стойкость фторополимеров делает их идеальными для многих инженерных применений, включая:

Фторополимеры также имеют очень низкий коэффициент трения, делая их естественно очень скользкими. Действительно, ПФА, как говорят, единственный материал, к которому геккон не может прилипнуть. Из-за низкого коэффициента трения фторополимеры известны как трудносклеиваемые. Существует даже фторополимерная краска, заставляющая насекомых скользить с поверхностей. Эта скользкость и непоростость делают фторополимеры естественно антимикробными и хорошим выбором для медицинских применений.

Кроме того, фторополимеры гидрофобны: ни вода, ни водосодержащие вещества не смочают их. У них также рейтинг горючести UL94 V-0, поэтому они самоугасающие. Фторополимеры также имеют отличные диэлектрические свойства, делая их отличными изоляторами.

Фторополимеры также известны непрерывной службой в экстремальных температурах. ПФА работает до 260 °C/500 °F, ФЭП удерживает 200 °C/393 °F. ЭТФЭ имеет значения 150 °C/302 °F. Многие фторополимеры выдерживают криогенные температуры. ПТФЭ выдерживает -240 °C/-400 °F до 260 °C/500 °F. ЭКТФЭ также имеет отличные криогенные свойства и работает в диапазоне -76 °C/-105 °F до 150 °C/302 °F, тогда как ПВДФ терпит -30 °C/-22 °F до 150 °C/302 °F. ПКТФЭ работает в диапазоне -240 °C/-400 °F до 204 °C/400 °F.

Негативная сторона фторополимеров — они не такие прочные. С прочностью на разрыв 7800 psi/53,8 МПа ПКТФЭ — один из самых прочных вместе с ЭКТФЭ (тоже 7800 psi/53,8 МПа). ЭТФЭ следующим — 7500 psi/51,7 МПа. ПВДФ имеет предельную прочность 4000-6000 psi/27,6-41,4 МПа, ПФА — 4300 psi/24 МПа. Предельная прочность ПТФЭ 2500-4000 psi/17,2-27,6 МПа, ФЭП — 3000 psi/20,7 МПа. Но если нужны экстремальная химическая стойкость, скользкость или низкая горючесть, а прочность на разрыв не критична — фторополимеры ваш выбор.

Ищете больше информации о химически стойких пластиках? Посмотрите наш Материальный Гайд!