Фторопласты - Пашнин Ю.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. II. 10. Зависимость разрушающего напряжения при растяжении (/) и относительного удлинения при разрыве (2) ПТФЭ от температуры.
Рис. II 11. Обобщенные кривые ползучести при 10 °С:
-образцы с большей степенью кристалличности;.....образды с меньшей степенью
кристалличности
Оптимальная жесткость ПТФЭ соответствует степени кристалличности 75—80% [72]. При исследовании деформации ПТФЭ при низких температурах особое внимание уделялось температурным переходам —97, 19 и 127 °С. Оказалось, что образцы с большей степенью кристалличности не обязательно
8
Время, сут Пористость, %
Рис. П. 12. Зависимость деформации растяжения ПТФЭ от времени при различных температурах и напряжениях растяжения:
; —100 °С; 2,75 МПа (27,5 кгс/см!): 2 —250 °С; 1,37 МПа (13,7 кгс/см»); 3 —140 °С, 2,06 МПа (20,6 кгс/смг); 4 — 200 °С, 1,37 МПа (13,7 кгс/смг); 5—40 "С, 2,75 МПа (27,5 кгс/см!).
Рис. II. 13. Зависимость электрической прочности ПТФЭ от пористости.
более стойки к деформации вблизи всех трех переходов. При небольших деформациях более кристаллические образцы имеют более высокую жесткость, чем менее кристаллические. С возрастанием деформации кривые напряжение — удлинение для образцов с разной степенью кристалличности пересекаются и ¦ сопротивление ползучести становится большим для образцов
50
с меньшей кристалличностью (рис. 11.11). Это явление объясняется тем, что сначала ориентируются аморфные области полимера, а затем разрушаются кристаллические образования [59, с. 432]. Поскольку менее кристаллический материал содержит домены меньших размеров, ориентация происходит при больших нагрузках.
Величина деформации под нагрузкой зависит от температуры и давления (рис. II. 12). Деформация при сжатии и растяжении имеет большое значение в начальном периоде (от нескольких часов до суток) и незначительно меняется в дальнейшем.
Диэлектрические свойства. Среди всех известных твердых изоляционных материалов ПТФЭ имеет самые низкие диэлектрическую постоянную и тангенс угла диэлектрических потерь. На эти показатели, как и остальные диэлектрические характеристики, мало влияют температура, давление, частота. Электрическая прочность практически не зависит от М и степени кристалличности полимера, но значительно падает (до 70%) при увеличении пористости образца (рис. 11.13).
Применение
ПТФЭ широко применяется в самых разнообразных отраслях промышленности.
Электротехническая промышленность и машиностроение потребляют основную долю фторполимеров [74]. В США до 50% ПТФЭ идет на электротехнические нужды, причем 80% из них расходуется на изоляцию проводов и кабелей. Ниже показано распределение потребления (%) ПТФЭ в США в электротехнической и электронной промышленности [53, с. 648]:
Провода ........................ 40
Коаксиальные провода.................. 12
Ленты для обвязки концов............... 11
Провода для компьютеров................ 10
Ленты для обмотки................... 9
Трубки и прочее применение .............. 18
'Провода и кабели с изоляцией из ПТФЭ можно эксплуатировать при температурах до 260°С, а кратковременно — и при более высоких температурах. Такие провода незаменимы при использовании в космической технике [75]. Кроме того, ПТФЭ широко применяется в электротехнике для получения различных деталей, соединительных устройств, фольгированных диэлектриков (для изготовления печатных плат), изолирующих элементов, уплотнений выводов, для монтажа проводов, нагревательных элементов и других многочисленных назначений.
В электротехнической промышленности в основном используются водные дисперсии ПТФЭ (табл. II. 6), производство их только по заводам фирмы «Дюпон» составляет 3200 т [76].
51
ТАБЛИЦА 11,4
Потребление различных марок ПТФЭ в промышленности США, % [53, с. 646]
Тип полимера Химическая промышленность Электротехника Машиностроение
Суспензионный 33 14 53
Дисперсионный (по- 18 , 82 0
рошок)
Дисперсии 30 39 31
Широкое применение ПТФЭ в машиностроении обусловлено, прежде всего, двумя уникальными свойствами: низким коэффициентом трения и отсутствием налипания других материалов, включая и адгезивы, к поверхности изделий из ПТФЭ. Немаловажное значение имеют для этой области такие свойства ПТФЭ, как высокая7 теплостойкость, возможность применения при криогенных температурах, стойкость к агрессивным средам и долговечность. Наибольшее количество ПТФЭ в машиностроении расходуется на производство уплотнителей и поршневых колец. Ниже приведены данные по потреблению (в %) ПТФЭ в машиностроении [53, с. 647]:
Уплотнители и поршневые кольца............ 24
Противоналипающие покрытия.............. 22
Заготовки........................ 21
Подшипники ...................... П
Ленты ......................... 10
Изделия со стекловолокном............... 7
Прочее.........................' 5
В химической промышленности использование ПТФЭ естественно обусловлено непревзойденной стойкостью к подавляющему большинству агрессивных сред и материалов, а также большим диапазоном рабочих температур. Особую ценность имеют такие свойства, как отсутствие налипания любых химических продуктов к ПТФЭ и прекрасные фрикционные свойства. Приведенные данные показывают структуру потребления (%) ПТФЭ в химической промышленности США [53, с. 648]:
