Особенности тефлоновых покрытий
8 мая 2019
Тефлон (ПТФЭ, политетрафторэтилен) – это один из самых известных видов твердых смазочных материалов. Он обладает уникальными свойствами и применяется в самых различных сферах деятельности человека – начиная производством антипригарной посуды и заканчивая аэрокосмической промышленностью, где используются тефлоновые покрытия и смазки на основе данного вещества.
Краткая история ПТФЭ
Тефлон был изобретен случайно. В апреле 1938 года Рой Планкетт, сотрудник химической корпорации DuPont, обнаружил, что тетрафторэтилен, закаченный под давлением в баллоны, из газообразного состояния превратился в белый порошок. Полученное вещество назвали полимерным тетрафтоэтиленом (ПТФЭ).
Дальнейшие исследования показали, что этот материал не восприимчив к воздействию плесени, грибка, уксусной, азотной и серной кислотам, спиртам, фреонам, щелочам, бензину и эфирам. Он также стоек к УФ-излучению, обладает нулевой гигроскопичностью, негорючестью, не подвержен коррозии и имеет очень высокое сопротивление электрическому току.
Температура плавления ПТФЭ составляет +260 °C, но современные его разновидности могут выдерживать до +327 °C.
В 1941 году был зарегистрирован патент на полимерный тетрафторэтилен и началось массовое производство данного материала.
В последующие годы тефлон использовался в военной промышленности, а также для производства клапанов, подшипников, прокладок и других деталей общепромышленного назначения. Начиная с 1949 года политетрафторэтилен начали применять в пищевой промышленности. В 1955 году была выпущена первая в мире сковорода с антипригарным покрытием на основе тефлона, а через год появилась компания Tefal Corporation, продукция которой и сегодня пользуется огромной популярностью.
Но основное применение ПТФЭ – в качестве разделительного и защитного средства, которое образует на поверхностях практически бесцветную гибкую и эластичную пленку. Одним из главных преимуществ вещества перед другими твердыми смазками является очень низкий коэффициент трения, который сохраняется даже при низких температурах.
Область применения тефлона
Тефлоновые покрытия широко применяются в электротехнической, пищевой, химической промышленности, медицине и военной сфере.
В станкостроении ПТФЭ применяется для обработки подшипников и других узлов, работающих при высоких нагрузках. В химической промышленности политетрафторэтилен выстилает трубопроводы, служащие для перекачки химически агрессивных жидкостей. В строительной сфере используются пластины из фторопласта, которые являются элементами путепроводов, мостов и эстакад. Скольжение по тефлону позволяет конструкциям, состоящих из этого материала, откликаться на вибрации, что особенно важно в областях с повышенной сейсмической активностью. Поэтому пластины из ПТФЭ также используются в высотных зданиях в местах крепления балок перекрытия.
Благодаря текучести, гидрофобности и химической инертности политетрафторэтилен широко используется в уплотнительных материалах для резьбовых и фланцевых соединений.
Источник изображения: Ph.wittaya / www.shutterstock.com
Высокая термостойкость позволяет применять вещество при производстве аэрокосмической и высокочастотной техники.
В пищевой промышленности тефлоном покрывают сальники в насосах и трубопроводы, служащие для перекачки молока, растительных масел, эмульгаторов, жиров.
В текстильной промышленности ПТФЭ обрабатывают ткани. Это придает им прочность, грязеотталкиваюзие свойства и стойкость к моющим средствам. Из таких тканей производят ветровки, кухонные скатерти и т.д.
В медицине ПТФЭ применяется в сфере протезирования и имплантирования. Его используют для изготовления сердечных клапанов, искусственных сосудов и некоторых других важных составляющих организма.
Самое известное применение тефлона – в качестве антипригарного покрытия. Материал используется при производстве посуды: кастрюль, форм для выпечки, сковород, а также гладильных досок и утюгов. Его также наносят на лезвия бритв для облегчения скольжения и увеличения их срока службы.
Источник изображения: Serge Ka / www.shutterstock.com
Благодаря высокому напряжению пробоя и очень низким диэлектрическим потерям вещество служит для изоляции проводов в электротехнических приборах.
Смазочные материалы на основе тефлона
ПТФЭ обладает самым низким коэффициентом трения среди других твердых веществ. Поэтому это вещество активно используется производителями смазочных материалов. Оно входит в состав автомобильных масел, промышленных смазок, полиролей и антифрикционных покрытий. Материалы на основе мелкодисперсного фторопласта обеспечивают высокую прочность и износостойкость смазочного слоя.
Частицы политетрафторэтилена, оседая на взаимодействующих поверхностях, улучшают их скольжение, снижают фрикционный износ и трение. Тефлоновое покрытие в ряде случаев выполняет функцию аварийной смазки обеспечивая работоспособность узлов даже при полном отсутствии смазочного материала.
Отвержденные ПТФЭ-покрытия обладают исключительной химостойкостью, поэтому они не разрушаются под воздействием кислот, масле, растворителей и т.д.
Рассмотрим особенности ПТФЭ-покрытий на примере материалов российской компании "Моделирование и инжиниринг".
В линейку тефлоновых покрытий MODENGY входят следующие АФП.
MODENGY 1010 и MODENGY 1011 обладают высокой адгезией, антикоррозионными свойствами и устойчивы ко многим химически агрессивным средам. АТСП совместимы с эластомерами и пластмассами, работают в качестве аварийной смазки, предотвращают прерывистое движение и обеспечивают эстетичный внешний вид обработанных деталей.
Они применяются в направляющих автомобильной техники, гильзах пневмооборудования, пружинах, скобах, замках, подвижных уплотнениях с полимерными материалами, резьбовых соединениях в приборостроении и автомобильной технике, направляющих скольжения в печатном оборудовании и приборостроении, поверхностях скольжения оборудования по переработке полимеров (запаечных губках, калибраторах, охлаждающих столах).
MODENGY 1014 кроме тефлона содержит дисульфид молибдена, который увеличивает износостойкость и несущую способность материала, а также придает ему серый цвет. Это покрытие, как и два предыдущих, отверждается при нагреве. Оно используется в узлах трения скольжения, которые подвержены воздействию влаги, пыли, высоких температур и агрессивных химикатов.
Оно используется при обслуживании автомобильных механизмов (замков, петель, крепежных элементов), подшипников и направляющих скольжения, шлицевых и шпоночных соединений, авиационно-космической техники, нефте-газового оборудования. и других узлов с парами трения металл-металл.
Покрытие обладает отличной адгезией адгезией, прочностью на электрический пробой, высокими антикоррозионными свойствами и длительным сроком службы. Оно предотвращает скачкообразное движение и эффективно защищает детали от фреттинг-коррозии, повышая надежность деталей.
Выбор определенного покрытия зависит от поставленной задачи, конструкции обрабатываемых деталей и условий их эксплуатации.
Все перечисленные тефлоновые покрытия представляют собой сухую смазку, на которую после полимеризации не налипает пыль, абразивы и другие загрязнения.
Широкое распространение оно нашло при обслуживании автомеханизмов (замков, петель, крепежных элементов), подшипников и направляющих скольжения, шлицевых и шпоночных соединений, а также других узлов с парами трения металл-металл.
MODENGY 1014 применятся в авиационно-космической технике, а также на объектах нефте-газового комплекса.
Покрытие обладает прекрасной адгезией, прочностью на электрический пробой, высокими антикоррозионными свойствами и длительным сроком службы. Оно предотвращает скачкообразное движение и эффективно защищает детали от фреттинг-коррозии.
Помните, что при выборе покрытия следует учитывать поставленную перед ним задачу, конструкцию обрабатываемых деталей и условия их эксплуатации.