Фторопласты - Пашнин Ю.А.
Скачать (прямая ссылка):
Подшипники из композиций ПТФЭ в виде лент, колец, шайб, втулок, пластин, тканей применяются в самых различных областях техники. Наиболее целесообразны подшипники из ПТФЭ там, где недопустима или трудноосуществима смазка, используются агрессивные среды, требуется равенство статического и динамического коэффициентов трения.
Композиции из ТФП. При модификации термопластичных фторсодержащих полимеров (ТФП) наполнителями получают материалы со специфическим комплексом свойств для конкретных применений с целью улучшения ряда свойств ТФП (ползучести, жесткости, теплостойкости, износостойкости, абразиво-стойкости и др.). Публикации по наполненным ТФП относятся главным образом к сополимерам ТФЭ—Э, ТФЭ—ГФП и к ПВДФ. Наполнители в сополимеры ТФЭ—Э и ТФЭ—ГФП
219
вводят так же, как и в ПТФЭ, перемешиванием порошкообразных компонентов в сухом виде, а также в расплаве (при экструзии), вальцеванием и другими методами.
В наполненных композициях сополимера ТФЭ—Э со стекловолокном высокая прочность адгезионной связи между сополимером и порошком стекловолокна приводит к значительному повышению температуры термической деформации, прочности, твердости, модуля сдвига, стабильности размеров, сопротивления ползучести и деформации под долговременной нагрузкой, устойчивости к электрической дуге.
Ниже приведены свойства ненаполненного (I) и усиленного 25% (масс.) стекловолокна (II) сополимера ТФЭ—Э [45]:
i п
Температурный коэффициент
линейного расширения, "С-1 9-108—1,4-10» 1,7-105—3,2 . 10» Разрушающее напряжение,
МПа (кгс/см2)
при растяжении..... 45,5 (455) 84 (840)
при сжатии . . . . . . . 50 (500) 70(700)
Относительное удлинение при
разрыве, %........ 200 8
Модуль упругости, МПа (кгс/см2)
при растяжении..... 840 (8 400) 8 400(84 000)
при изгибе....... 1 400 (14 000) 6 650 (66 500)
Твердость по Роквеллу ... 50 74
Температура деформации под нагрузкой, °С
0,46 МПа (4,6 кгс/см2) . . 104 265 1,85 МПа (18,5 кгс/см2) . 74 210 Диэлектрическая проницаемость (60-10б Гц)..... 2,6 3,4
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом -см Выше 101в 101в Тангенс угла диэлектрических потерь
при 103 Гц....... 0,0008 0,002
при 10б Гц....... 0,005 0,005
Электрическая прочность,
МВ/м или кВ/мм..... 16 13,2
Дугостойкость, с....... 75 ПО
Водопоглощение, %..... 0,029 0,022
Усадка, %.......... 1,5-2,0 0,2-0,3
Стеклоусиленный сополимер ТФЭ—Э применяют в условиях частых ударных нагрузок, особенно для изготовления различных конструкционных узлов, в подшипниках, работающих без смазки, при значениях Pv = 0,53. По данным [45], сополимер ТФЭ—Э даже с 50% стекловолокна перерабатывается литьем под давлением.
Получены антифрикционные коррозионностойкие композиции сополимера ТФЭ—Э (фторопласт-40П), наполненного графитом (Ф40Г20), дисульфидом молибдена (Ф40М30), ситаллом и молибденом (Ф40С15М1.5), бронзой (Ф40Б70), сухим смешением порошков сополимера и наполнителя [19, 20, 46]. При со-
220
держании 20—30% (масс.) наполнителей или их смесей прочностные свойства композиций мало отличаются от свойств чистого сополимера, коэффициент трения по стали и интенсивность массового износа, особенно со смазкой водой, снижаются (табл. VII. 10) [46], твердость несколько увеличивается, а ударная вязкость уменьшается.
ТАБЛИЦА VII. 10
Свойства наполненных композиций на основе фторопласта-40
Показатели Фторо- Марка композиции
пласт-40
Ф40Г20 Ф40М30 Ф43Б70 Ф40С15М1.5
Коэффициент трения 0,66 0,60 0,64 0,30 0,25
0,06 0,038 0,036 0,072 1Щз
Интенсивность износа И • 108, г/см3 5,61 1,37 1,56 2,42 1,37
0,556 0,50 0,556 0,70 0,562
Допускаемое удельное 0,45 0,5 0,5 2 1,5
давление, МПа 5,5 11,5 10,0 7 15,0
Скорость скольжения, 0,5 1 1 1 1 .
м/с 4 5 5 7 7
Примечание. Испытания проводили при трении образцов по стали XI8HI0T, в числителе —данные при сухом трении, в знаменателе—при смазке водой.
Получены металлизированные термопласты на основе сополимера ТФЭ—Э с порошкообразной медью. Изделия из таких композиций выдерживают многократное нагревание в кипящей воде и температуру паяния 180°С [47]. Известны также композиции сополимера ТФЭ—Э с фторидами кальция, бария, нитридом бора, никелем, кобальтом, торием, имеющие повышенную стойкость к электрической дуге. Изделия из биполимер-ных композиций сополимера ТФЭ—Э и ПТФЭ (1—10%) имеют улучшенные антифрикционные свойства и пониженную прилипаемость к пресс-формам [47]. Получена литьевая композиция из фторопласта-40ЛД и рубленого стекловолокна (Ф40С15) и литьевые изделия из нее, которые после радиационной модификации 60Со [доза излучения 0,1—0,6 МДж/кг (10— 60 Мрад)] обладают повышенными теплостойкостью, жесткостью и сопротивлением ползучести [47].
Наполненные композиции ПВДФ с сажей, окисями хрома и ' цинка, стекловолокном имеют повышенную износостойкость и менее склонны к термодеструкции. Биполимеры на основе ПВДФ и полиметилметакрилата (ПММА) совместимы и прозрачны в широком диапазоне концентраций. В таких смесях кристаллический ПВДФ является жестким и прочным пластификатором по отношению к аморфному и хрупкому ПММА. В биполимерной композиции ПВДФ и насыщенных полиэфиров
