Spolu s mechanickým inženýrstvím a elektrickým průmyslem hraje chemický průmysl v hospodářství země obrovskou roli. V Rusku je podíl chemického průmyslu na celkové produkci 9-10%, ale Rusko zaujímá na světové produkci chemických výrobků pouze 11. místo s podílem 2, 1%. Současně je objem dovozu chemických surovin a zboží přibližně 17% a objem vývozu je více než dvakrát nižší - pouze 7, 4%.
Jedním z hlavních odvětví chemického průmyslu je výroba polymerů, která je do značné míry závislá na dovozu. Například s roční produkcí polyethylenu asi 1, 8 milionu tun a polypropylenu asi 1, 3 milionu tun se objem dovozů surovin pro jejich různé typy pohybuje od 20 do 80%.
Sektor výroby polymerů s obsahem fluoru, co se týče produkce - pouze 7–8 tis. Tun ročně - je ve srovnání s vývozní orientací příznivý - až 73% surovin a hotových výrobků. Důvodem průlomu domácích výrobců fluorplastů na světovém trhu je poptávka a rostoucí poptávka po těchto materiálech na trhu a podmínkou je vedoucí postavení ruské vědy a výroby v odvětví fluoropolymerů.
Historie objevu a vývoje
Jednou z nejúžasnějších vlastností fluoroplastu je jeho chemická inertnost. Při chemické odolnosti překonává materiál všechny drahé kovy a stávající syntetické materiály. Překvapivě, fluor dostal jméno - nejaktivnější nekov.
Objev polymerů na bázi fluoru v roce 1938 patří do kategorie náhodných - když byl plyn vstříknut tetrafluorethylenem, nastal neočekávaný proces plynové polymerizace s vytvořením práškového bílého materiálu se specifickým souborem chemických a fyzikálních vlastností. V následujících letech byla výroba materiálu patentovaného pod teflonovou značkou v USA zvládnuta v průmyslovém měřítku.
Souběžně se ve vědeckých laboratořích prováděla aktivní práce za účelem studia a získání chemických sloučenin za použití jiných organických sloučenin obsahujících fluor, které patří do skupiny fluoroolefinu. Výsledkem bylo, že toto odvětví dostalo k dispozici celou skupinu nových materiálů spojených pod obecným názvem fluoroplasty nebo fluorony.
V SSSR tento materiál přišel během druhé světové války jako součást vojenského vybavení dodávaného Spojenci k zapůjčení. Období vědeckého a průmyslového rozvoje bylo asi 10 let od roku 1947 do roku 1956.
Historie vývoje fluoroplastů nelze považovat za úplnou ani dnes. Celá desetiletí byla doplněna řada fluorplastů a fluorpuberů, která se doplňují různými aditivy, aditivy a vylepšením technologie výroby.
Výroba a hlavní typy fluorpolymerů
Technologie výroby fluorovaných polymerů sestává z několika fází. Na první z organických sloučenin obsahujících chlor se získá výchozí monomer obsahující fluor. Práškový nebo granulovaný materiál se získává z plynných surovin v chemických reaktorech polymerací nebo kopolymerací pod tlakem v přítomnosti emulgátorů a iniciátorů. Komoditní fluoroplast ve formě hotových dílů nebo polotovarů se vyrábí lisováním za studena s konečným pečením.
V současné době neexistuje jednotný mezinárodní systém označování pro polymery obsahující fluor, Teflon (USA), Gostaflon (Německo), Soreflon (Francie), Algofon (Itálie) atd. Odpovídají ruskému označení třídy - fluoroplasty. Mezi výrobci se obecně uznává, že je navíc uvedeno, který fluoromonomer byl použit jako výchozí surovina.
Domácí značky fluoroplastů jsou vyráběny jak státními standardy, tak technickými podmínkami výrobců. Typové označení začíná písmenem F. Další písmena označují účel nebo technologii výroby polymeru. První číslice označuje počet atomů fluoru ve výchozí sloučenině pro syntézu, kombinace čísel označuje kopolymer.
Pro výrobu fluorplastů se používají hlavně tři výchozí sloučeniny obsahující fluór, celý počet polymerů jsou modifikace nebo kopolymery tří hlavních typů:
- polytetrafluorethylen F-4 (zkratka PTFE nebo PTFE);
- polytrifluorchloretylen F-3 (PCTFE nebo PTFE);
- polyvinylidenfluorid F-2 (PVDF nebo PVDF).
Ve srovnání s kovy a mnoha plasty mají fluoroplasty nižší mechanickou pevnost a měkkost, a proto nejsou navrženy pro práci pod zatížením. Jejich použití je určeno dalšími kvalitativními charakteristikami - nízkým koeficientem tření, nízkou elektrickou vodivostí a adhezí, chemickou inertností.
Univerzální kompozitní F4
Díky kombinaci technických charakteristik získal fluoroplastický materiál 4 největší uplatnění v průmyslu a v domácnosti.
Hustota ftoroplastu F4 je 2, 12-2, 2 g / cm. krychle Má jeden z nejnižších koeficientů tření - 0, 04 pro ocel, ale zvyšuje se s významnou životností a se zvýšením teploty v důsledku nízké tepelné vodivosti. Fluoroplast se nepoužívá jako samostatná nosná nebo ložisková jednotka, jeho protiváhací vlastnosti se používají v kompozitních fluoroplastických materiálech, z nichž se vyrábějí valivá vložka, pouzdra, pásky nebo v mazivech s přídavkem jemně dispergované fluoroplasty .
Omezte rozsah PTFE a jeho tepelně odolné vlastnosti. Ф4 má nejširší rozsah provozní teploty přijatelné pro fluoroplasty - od -270 ° С do + 260 ° С a maximální teplotu tání + 327 ° С.
Výhodou fluoroplastu jsou jeho vysoké dielektrické vlastnosti - elektrický odpor, dielektrická pevnost a permitivita. V elektrotechnice a elektronice se F4 používá k izolaci vodičů, PCB substrátů, dielektrických těsnění a izolátorů .
Nejširší rozsah aplikací je dán fluoroplastickými 4 charakteristikami chemické odolnosti a inertnosti. Odolává účinkům jakéhokoli agresivního prostředí, s výjimkou tavenin alkalických kovů, fluoridu chloru a elementárního fluoru.
Pro práci s chemicky agresivními látkami se používají fluoroplastické nebo lemované potrubí, nádoby a nádrže jakéhokoli objemu, čerpadla a ventily s pracovními částmi a komponenty z fluoroplastu.
Díky kombinaci vlastností chemické odolnosti, tekutosti a hydrofobicity se fluorplast používá jako těsnicí materiál - těsnění, ucpávky, těsnění na rty a vlnovcové těsnění. Pro potřeby domácnosti, mnoho místo tradičního povlečení prádla už dlouho používají pásku FUM.
Ženy v domácnosti jsou také obeznámeny s fluoroplasty, často aniž by si uvědomily svou existenci. Známým materiálem je pro ně teflon jako nepřilnavý povlak na hrnce, pánve, žehličky, hořáky a pracovní desky kamen. Použití teflonu v potravinářském průmyslu je omezeno na maximální teplotu 315 ° C, proto by v žádném případě nemělo být povoleno přehřívání nádobí nebo spotřebičů s teflonovým povlakem. Tyto povlaky jsou navíc velmi citlivé na mechanické namáhání a vyžadují dodržování pravidel péče a čištění předepsaných výrobcem.
Úpravy F4
Spolu s F4 se také hojně používá mnoho jeho modifikací. Jako příklad si můžete vzít některé z nich:
- Koks fluoroplast F4K20 obsahující 20% koksu při nižší hustotě má větší tvrdost, odolnost proti opotřebení a mechanickou pevnost v tlaku, což z něj umožňuje vyrábět pístní kroužky pro kompresory.
- Koksoftoroplast F4K15M5 s 5% přídavkem disulfidu molybdenu a zvýšenou odolností proti opotřebení je vhodný pro práci v jednotkách a ložiscích kluzných ložisek.
- Až 15% laminátu obsahuje modifikace plastů ze skleněných vláken F4C15 a F4C15M5. Vzhledem ke své pružnosti a odolnosti proti opotřebení se materiály používají jako těsnění a složení F4S15M5 s přídavkem 5% disulfidu molybdenu ve vlhkém prostředí.
- Samomazná protipěnivá kompozice F4KS2 s legovací přísadou modrého kobaltu je vhodná pro práci ve třecích párech s bronzem, gumou a mnoha slitinami a v agresivním prostředí.
Fluorový plast má jedinečné fyzikálně-chemické vlastnosti, které umožňují jeho použití v mnoha průmyslových odvětvích, stejně jako v lékařství a domácnosti.