ФОРМОПЛАСТ
Научные исследования, разработки и новые материалы

ФТОРОГИД- Ф-4У

Упрочненный нехладотекучий фторопласт для сопротивлению растяжению

ТУ 22.21-005-27408634-2018

Фторопласты и композиты на их основе благодаря своим уникальным свойствам применяются не только в условиях сжатия, а получили распространение и в различных конструкциях, где требуется высокая химическая стойкость в сочетании с высокими механическими характеристиками при растяжении. В качестве примера можно привести применение фторопласта-4 в стержневых системах подвесных потолков и подвески электрооборудования в цехах производства кислот и щелочей. Однако низкие прочностные характеристики и высокая деформативность при растяжении, особенно при повышенных температурах, не позволяют эффективно применять их в приведенных системах нагружения. Упрочнение фторопласта за счет введения высокотемпературных высокопрочных наполнителей не решает данную задачу. Наполнители в силу отсутствия адгезионного взаимодействия матрицы с наполнителем в подавляющем числе случаев лишь ухудшают работу материала при растягивающих нагрузках. На границе раздела наполнителя и фторопластовой матрицы упрочняющий наполнитель играет роль концентратора напряжений и инициатора образования трещин под нагрузкой. Такой композиционный материал не может использоваться при растягивающих нагрузках.

На нашем предприятии предпринята попытка создать стержневой фторопласт-4 с высокими прочностными и вязко-упругими характеристиками на растяжение. Мы применили принципиально новый подход к решению этой проблемы, а именно накопление интенсивных пластических сдвиговых деформаций (ИПД) под давлением в исследуемом стержневом материале. При определенных сочетаниях ИПД структура фторопласта-4 претерпевает кардинальное изменение. Исходные кристаллиты, состоящие из складчатых и скрученных ламеллей, трансформируются в фибриллярную структуру и перестраиваются так, чтобы обеспечить материалу наибольшее сопротивление растяжению. Структура становится ориентированной по направлению результирующего вектора пластических деформаций. Для стержневых систем ИПД подбирается так, чтобы это было осевое направление. В результате получен анизотропный материал, упрочненный вдоль оси с комплексом новых свойств. Мы производим его под торговым названием ФТОРОСАД. При высоких степенях накопленных деформаций материал не течет даже под очень большой нагрузкой. Предел прочности может достигать до 100 МПа. Это значительно выше, чем у обычного материала. В таблице представлены все необходимые сведения о материале ФТОРОГИД для применения его при растягивающих нагрузках.

Свойства

Таблица свойств

Свойства фторопласта-4

Исходный Ф-4

ФТОРОГИД Ф-4У

Модуль упругости при растяжении, МПа

300–350

600–700

Условный предел текучести при растяжении, МПа (при 10% деформации)

10–14

30–40

Напряжение при растяжении при скорости 5 мм/мин и при деформации
10%
15%

12
17

30–33
35–37

Напряжение разрыва, МПа

27

55

Деформация ползучести при растяжении под нагрузкой 14 МПа за 24 часа, %

16

Не более 8

Плотность, г/см³

2.11–2.18

2.16–2.2

Электрическая прочность, кВ/мм

Не менее 65

Не менее 120

Диэлектрическая проницаемость, Гц

2.1 х 10-9

2.2 х 10-9

Диэлектрические потери, Гц

2 х 10-4

2.1 х 10-4

Допустимая рабочая температура, °C

270

270

Химическая стойкость (конц. кислоты, щелочи, органические растворители, морская вода)

стоек

стоек

Коэффициент трения

0.04

0.04

Газовыделение, % (ГОСТ 50109)

Не менее 0.01

Не менее 0.01