Фторопласты - Пашнин Ю.А.
Скачать (прямая ссылка):
Низкое значение ji сохраняется, если скорость не превосходит 0,66 м/мин, при повышении скорости происходит необратимое повышение ц. Коэффициент трения мало зависит от температуры в интервале 20—327°С. При температуре плавления значение р возрастает в 2 раза; ц. увеличивается также и при переходе от трущейся пары металл — ПТФЭ к паре ПТФЭ— ПТФЭ.
Коэффициент трения существенно снижается при возрастании нагрузки (рис. 11.9). При введении наполнителя коэффициент трения практически не зависит от нагрузки.
Низкая адгезионная способность ПТФЭ к любым материалам, в том числе к адгезивам, хорошо известна, и поэтому ПТФЭ широко применяется в технике. Слабые адгезионные силы объясняются малой поверхностной энергией и плохой смачиваемостью ПТФЭ. Адгезия к ПТФЭ может быть увеличена путем обработки поверхности изделий либо растворами или дисперсиями Na, либо тлеющим разрядом.
Механические свойства. ПТФЭ сохраняет механические свойства в широком интервале температур от —269 до 260 °С.
Прежде чем рассматривать особенности механических свойств ПТФЭ необходимо остановиться на фазовых переходах ПТФЭ. Различные методы определения дают, как правило, различные значения температур этих переходов, а иногда обнаруживают переходы, наличие которых не подтверждается другими методами исследований. При изучении механических свойств наиболее предпочтительны динамические методы (механический, электрический, ЯМР).
Большинство исследователей придерживается точки зрения, что ПТФЭ ниже точки плавления имеет один фазовый переход в кристаллических областях полимера и два перехода в аморфных. Наличие двух переходов в кристаллических областях, обнаруженное рентгеноструктурным анализом, не подтверждается динамо-механическим методом, который показывает лишь один переход при 30°С. За температуру стеклования ПТФЭ, как показано в [59, с. 419, 420], следует принимать температуру перехода при 127 °С, а не —97 °С — температуру второго фазового перехода в аморфной области, как это считали ранее. Предположение о молекулярной подвижности ПТФЭ при температуре значительно ниже 0°С противоречит данным рент-геноструктурного анализа о достаточно жесткой цепи ПТФЭ и жесткой кристаллической решетке.
48
Второй переход в аморфной области (—97°С) объясняется вращением цепи, подобно раскручиванию спирали в кристаллической решетке при 30 °С.
На механические свойства, а также такие свойства, как проницаемость и электрическая прочность, в значительной степени влияют свойства исходного ПТФЭ и методы его переработки. Выяснено, что многие механические свойства мало зависят от молекулярной массы полимера, если степень кристалличности и пористость образцов одинаковы [72]. Исключение составляют разрушающее напряжение при растяжении, предел текучести и удлинение при разрыве. Для первого значения максимальное отклонение за счет увеличения М составляет 25, для второго 50 и для третьего 20%. Следовательно, увеличение М приводит к повышению прочности при растяжении и снижению относительного удлинения. Однако влияние М на эти свойства всегда будет носить более сложный характер, поскольку одновременно с изменением М изменяется и степень кристалличности образцов, а иногда и их пористость.
Большинство механических свойств ПТФЭ с увеличением степени кристалличности ухудшается. На 70% снижается разрушающее напряжение при растяжении, в 15 раз уменьшается прочность к удару, в 100 раз падает прочность при изгибе, ухудшается прессуемость. С увеличением степени кристалличности в 5 раз увеличивается модуль упругости при изгибе, в десятки раз снижается проницаемость и на 100% увеличивается удлинение при разрыве (при степени кристалличности 85%>). Еще большее отрицательное влияние оказывает пористость ПТФЭ. При предельном увеличении пористости на 30% снижается модуль при изгибе, на 50% —разрушающее напряжение при растяжении, на 80%, — прочность к удару и относительное удлинение при разрыве и в 1000 раз-падает прочность при изгибе; проницаемость к С02 возрастает в 1000 раз и на 70% снижается электропрочность.
Анализ указанных закономерностей позволяет сделать вывод, что для достижения высоких эксплуатационных характеристик следует, как правило, стремиться получать изделия с минимальной степенью кристалличности и максимальной М. Исключение составляют области применения ПТФЭ, где требуются упругие свойства материала. Пористость изделий крайне нежелательна и должна быть предельно снижена. Она зависит прежде всего от размера и формы частиц, отчасти от М, а также от условий переработки порошка.
Зависимость механических свойств ПТФЭ от температуры приведена на рис. 11.10. ПТФЭ при температурах до 70°С менее жесткий полимер по сравнению с ПТФХЭ и ПВДФ. При наложении нагрузки на образец ПТФЭ вначале происходит упругая деформация, а затем, если нагрузка достаточно велика, начинается пластическая деформация, которая не исчезает при снятии нагрузки. В отличие от деформации полностью аморфных
4?
тел, -деформация ПТФЭ исчезает при прогреве образцов выше температуры плавления кристаллитов. Ползучесть ПТФЭ (крип) детально изучена и должна учитываться при эксплуатации изделий из ПТФЭ под нагрузкой.
