Фторопласты - Пашнин Ю.А.
Скачать (прямая ссылка):
ФК-33 Антифрикционные и антиадгезионные с интерва-
лом рабочих температур от —260 до 260 "С (кратковременно до 400°С)
Покрытия из лаков растворимых полимеров
Фторопласт-42Л Атмосферостойкие, антикоррозионные, антифрик-
ционные, тропикостойкие
Фторопласт-32Л Влагозащитные, антикоррозионные, электроизо-
ляционные, прозрачные к ИК- и УФ-лучам
Фторопласт-23 и 26Л Высокоэластичные атмосферостойкие, электроизо-
ляционные, тропикостойкие, стойкие к радиации
Фторопласт-4Н Покрытия, сохраняющие эластичность при глубо-
ком холоде
Покрытия из фторопласто-эпоксидных лаков ЛФЭ-23х, 26х, 23г Химически стойкие, атмосферостойкие, антнадге-
зиониые с высокой адгезией к субстрату ЛФЭ-32х, 32г Влагозащитные, химически стойкие, электроизо-
ляционные, атмосферостойкие ЛФЭ-42х, 42г Антифрикционные, антиадгезионные, химически
стойкие с высокой адгезией
НАПОЛНЕННЫЕ КОМПОЗИЦИИ
Композиции из ПТФЭ. Одним из основных достоинств ПТФЭ являются его прекрасные антифрикционные свойства, позволяющие использовать ПТФЭ в качестве подшипников без смазки. Однако ненаполненный ПТФЭ имеет низкую твердость, обладает ползучестью, имеет недостаточную износостойкость и обычно пригоден лишь для подшипников, работающих при малой скорости скольжения. Чистый ПТФЭ широко используется в качестве опорных подшипников для мостов и трубопроводов большого диаметра, где высокие нагрузки и малые скорости делают его предпочтительным перед наполненными сортами в связи с самым низким коэффициентом трения чистого ПТФЭ [38].
Введение в ПТФЭ таких наполнителей, как стекловолокно, графит, бронза, коксовая мука, дисульфид молибдена, углеродное волокно, силициды металлов, теплостойкие полимерные материалы, позволяет в 200—1000 раз снизить износ подшипников, в несколько раз увеличить теплопроводность, в 5—10 раз увеличить прочность при сжатии и твердость [39]. Количество вводимых наполнителей обычно составляет 10—40% (об.).
Наибольшее распространение в СССР имеют композиции ПТФЭ с 15% измельченного стекловолокна (Ф4С15), 20% коксовой муки (Ф4К20) и 15% коксовой муки и 5% MoS2 (Ф4К15М5) * (табл. VII. 8).
* Цифры в марке композиции означают: первая — марку фторопласта, последующие — содержание наполнителей.
217
216
ТАБЛИЦА VII
Свойства наполненных композиций ПТФЭ
Показатели
Ф4С15
Ф4К20
Плотность, г/см3
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа (кгс/см2)
Относительное удлинение при разрыве, %
Напряжение при деформации сжатия 10%, МПа (кгс/см2)
Модуль упругости при сжатии, МПа (кгс/см2)
Твердость по Бринеллю, МПа (кгс/мм2)
Коэффициент трения по стали
9X18 (сухое трение) Интенсивность износа на 1 км пути
(через 3 ч), мм Предельное значение Pv при различных скоростях скольжения, МПа • м/с 5 м/с 50 м/с 500 м/с
2,15-2,18 12(120) 2,12-2,17 13(130) 2,18 14(140)
200 120 150
20(200) 21,5 (215) 20 (200)
520 (5200) 805(8050) 800 (8000)
40 (4,0) 50 (5,0) 50 (5,0)
0,15 0,14 0,13
0,05 0,03 0,02
— 0,5 0,7 0,4 —
Влияние условий трения на значение коэффициента трения для композиции ПТФЭ с наполнителями приведено в табл. VII. 9 [40].
ТАБЛИЦА VII, 9
Коэффициент трения для наполненных композиций ПТФЭ
Композиция Статический коэффициент трения при нагрузке 3,4 МПа Динамический коэффициент при различных скоростях
3,048 м/мин 30,48 м/мин 304,8 м/мин
Ненаполненный ПТФЭ Наполненный ПТФЭ стекловолокном, 25% (масс.) графитом, 15% 0,05—0,08 0,10-0,13 0,08-0,10 0,10 0,17—0,21 0,12-0,16 0,13 0,26-0,29 0,20-0,26 0,30-0,45 0,30-0,31
(масс.) бронзой, 60% (масс.) стекловолокном, 20% (масс), и графитом, 5% (масс.) стекловолокном, 15% (масс), и бронзой, 5% (масс.) 0,08-0,10 0,08-0,10 0,08-0,10 0,14-0,22 0,12-0,15 0,12-0,13 0,35-0,50 0,24-0,50 0,32—0,35 0,16-0,24 0,24-0,37 0,19-0,24
218
Смешение ПТФЭ с наполнителями проводят либо в сухом состоянии на скоростных смесителях, либо в воде с добавкой поверхностно-активных веществ.
Для получения оптимальных свойств композиций необходимо использовать тонкодисперсные марки ПТФЭ (размер частиц меньше 200 мкм, предпочтительно 20—50 мкм) и твердый наполнитель с размерами частиц менее 10 мкм. Для приготовления композиций с бронзой спекание необходимо проводить в инертной атмосфере во избежание окисления бронзы. *;| ~
Большое внимание уделяется получению композиций с теплостойкими полимерами (полиимиды, полифениленсульфиды, поли-арилсульфиды). Композиция ПТФЭ со смолой эконол (США) имеет прочность при изгибе до 3,85 МПа и модуль упругости при изгибе 7• 103 МПа, коэффициент трения 0,12 [41].
Для получения композиций используется в основном суспензионный ПТФЭ, но можно применять и дисперсионный. Такие композиции готовят в виде водных и органических дисперсий для получения антифрикционных покрытий [42], а также в виде густых паст.
Большой интерес представляют металлофторопластовые подшипники, состоящие из металлической основы с бронзовым ме-таллокерамическим слоем, пропитанным либо суспензией дисперсионного ПТФЭ, либо, пастой ПФМ-75 [43]. Пасту ПФМ-75 изготовляют путем механической коагуляции полимера органическими растворителями в присутствии MoS2. Содержание ПТФЭ в пасте составляет 75% (об.), MoS2 24—25%. Паста вкатывается в бронзовый пористый слой, нанесенный на стальную ленту, и затем спекается при 370—390 °С. Из ленты прессуют подшипники, способные работать без смазки в наиболее жестких условиях по нагрузке и скорости. Известен способ получения металлофторопластовых листов накатыванием композиции из ПТФЭ, графита и стекловолокна на металлическую (бронзовую) сетку [44]. Такой материал удобен для формования различных втулок, полусфер, используемых как элементы подшипников без смазки.
