Насосы из фторопласта
Фторопласт - применяется для перекачивания любых жидкостей, в том числе самых химически агрессивных, при высоких температурах. Слабая стойкость к абразиву.
С проточной частью из фторопласта изготавливаются следующие насосы:
PTFE = Политетрафторэтилен.
Российский аналог = фторопласт-4.
Политетрафторэтилен обладает уникальной химической стойкостью к большинству агрессивных сред, это связано с высокой прочностью связи C-F, которая является наибольшей из всех известных в органической химии связей углерода с элементами.
Политетрафторэтилен обладает нерастворимостью во всех растворителях и имеет низкие адгезионные свойства к другим материалам.
Политетрафторэтилен можно эксплуатировать в агрессивных средах при температурах от -269°C до +260°C, причём верхний предел определяется не потерей стойкости к агрессивным средам, а снижением его физико-механических свойств. При температуре свыше 300°C политетрафторэтилен набухает в некоторых веществах, что объясняется заполнением пор, всегда имеющихся в образцах политетрафторэтилена.
Политетрафторэтилен не выдерживает лишь воздействия расплавленных и растворенных щелочных металлов, трёхфтористого хлора, газообразного фтора при 150°C и выше или при повышенном давлении.
По горючести политетрафторэтилен относится к группе трудно сгораемых материалов. При комнатной температуре политетрафторэтилен практически не горит даже в среде кислорода, также необходимо отметить очень низкую смачиваемость данного материала водой и органическими жидкостями.
Среди всех известных твёрдых изоляционных материалов политетрафторэтилен имеет самые низкие диэлектрическую постоянную и тангенс угла диэлектрических потерь. На эти показатели, как и остальные диэлектрические характеристики, мало влияют температура, давление, частота.
Из недостатков этого материала можно отметить высокую вязкость расплава, что в свою очередь исключает переработку этого полимера обычными для термопластов способами. Для получения готовых изделий из политетрафторэтилена разработаны специальные приёмы переработки, которые сводятся к существованию двух стадий: предварительное формование заготовки на холоде и последующее её спекание при 365-385°C.
Политетрафторэтилен, как в нашей стране, так и за рубежом находит очень широкое применение в самых разнообразных отраслях промышленности.
Машиностроение, электротехническая и химическая промышленности потребляют основную долю производящихся изделий из политетрафторэтилена.
PVDF = Поливинилиденфторид.
Российский аналог = фторопласт-2М.
Является основным и самым распространённым термопластичным фторопластом.
Сополимеры винилиденфторида синтезируют по различным технологиям при повышенном давлении в эмульсионном или суспензионном режиме с использованием оригинальных инициирующих систем и технологических добавок. Получаемый PVDF представляет собой белый, негорючий, сыпучий порошок, гранулы из которого легко перерабатываются в изделия литьем под давлением и экструзией.
PVDF отличается от других фторопластов самой большой прочностью, твердостью (до 90 МПа по Бринеллю), не хладотекуч под действием нагрузки, обладает повышенной упругостью, стойкостью к абразивному износу, истиранию, прорезанию, а также устойчивостью к воздействию ультрафиолетовой и ионизирующей радиации.
Ф-2М - трудногорючий материал. Диапазон рабочих температур – от -40°C до +150°C.
PVDF стоек к кислотам, щелочам, сильным окислителям, галогенам и большинству органических соединений. Исключение составляют олеум и другие сульфирующие агенты при высоких температурах, а также ацетон и другие полярные растворители (диметилформамид, диметилацетамид, диметилсульфоксид) и первичные амины (бутиламин и др.).
Разрушающее напряжение при растяжении плёнок PVDF после выдержки в течение месяца в концентрированных кислотах, щелочах, перекиси водорода, четырёхокиси азота, хлора и брома, триэтиламина, изооктана, трихлорэтилена и других растворителях почти не изменяется.
Из термопластичных фторполимеров PVDF является наиболее дешевым, он легко сваривается и перерабатывается из расплава всеми известными для термопластов способами при сравнительно невысоких температурах (от +180°C до +240°C).Материал идеально подходит для защиты от коррозии в химической, обрабатывающей отраслях промышленности и для применения в особо чистых производствах типа фармацевтического, пищевого, полупроводникового, атомной энергетике.
Очень широкое применение в промышленности находят листовые покрытия из PVDF, используемые для футеровки различных, особенно крупногабаритных химических объектов, реакторов, ёмкостей, фильтров и т.д.
ECTFE = Этилен-хлортрифтороэтилен.
Российских аналогов не имеет.
ECTFE обладает всеми свойствами PVDF, но, в отличие от него, имеет больший диапазон рабочих температур от -76°C до +160°C и более химически стоек, в особенности к высококонцентрированным продуктам.
Ниже приведём основные из его достоинств:
- Очень хорошая химическая стойкость, даже при использовании высококонцентрированных химических соединений
- Чрезвычайно низкая диффузионная проницаемость
- Достаточно большое относительное удлинение при разрыве (по сравнению с PVDF)
- Стабильность физических свойств материала даже при длительном контакте с хлором и хлорсодержащими материалам
- Рабочий диапазон температур от -76°C до +160°C
- Хорошие диэлектрические свойства
- Низкий показатель линейного расширения
Можно с уверенностью сказать, что после PVDF данный материал занимает второе место по объему применения его в качестве антикоррозионных покрытий для защиты химической арматуры и оборудования.
FEP = Тетрафторэтилен-гексафторпропилен.
Российский аналог = фторопласт-4МБ.
Фторопласт-4МБ (FEP) – полностью фторированный сополимер, обладающий превосходной химстойкостью в широком диапазоне изменения температуры и давления, исключения составляют расплавы щелочных металлов, фтор при повышенной температуре и фторирующих агентов типа ClF3 и OF2.
Высококонцентрированные кислоты, щелочи и окислители не вызывают набухания и изменения прочностных свойств сополимера. Диффузионная проницаемость газов и жидкостей через плёнку из фторопласта-4МБ (FEP) очень не значительна, меньше, чем у фторопласта-4, а также, необходимо отметить, что он нерастворим ни в одном из известных растворителей.
Фторопласт-4МБ (FEP) также отличается высокими диэлектрическими характеристиками, мало зависящими от температуры и частоты тока, достаточной прочностью, он существенно не отличается по механическим свойствам от фторопласта-4, но обладает меньшей хладотекучестью, имеет превосходную атмосферостойкость. Интервал рабочих температур от -190°C до +205°C
Материал поддаётся термоформованию и может быть легко сварен с помощью обычного оборудования для сварки полимеров.
Применяется для футеровки изделий работающих в особо агрессивных средах имеющих высокие температуры, при строительстве резервуаров и емкостей для которых применяются очень критические требования по срокам службы и наиболее чрезвычайные эксплуатационные режимы.
PFA = Перфторвинилэтер.
Российский аналог = фторопласт-50.
Ф-50 (PFA) – перфторированный сополимер, аналогичный по свойствам PTFE (Фторопласт-4), но обладающий, в отличие от него, способностью перерабатываться из расплава. По механической прочности при высоких температурах и радиационной стойкости Ф-50 превосходит Ф-4, при этом практически не уступает ему по химстойкости, диэлектрическим свойствам, имеет очень широкий диапазон рабочих температур (-196°C до +260°C).
Наряду с этим Ф-50 обладает эластичностью, стойкостью к многократным перегибам, но в тоже время нехладотекуч. Отличные диэлектрические свойства и высокая технологичность переработки делают Ф-50 незаменимым материалом для производства ряда литьевых изделий.
Надо отметить, что фторопласт-50 в России мало внедрён в производство по причине высокой стоимости изделий из него и используется в основном только там, где заменить его просто нечем.
Сводная таблица физический свойств
Единицы измерения | PVDF | PVDF Flex | ECTFE | FEP | PFA | PTFE | PP | PE | PVC | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Плотность | г/см3 | 1,78 | 1,78 | 1,69 | 2,15 | 2,15 | 2,12 | 0,9-0,92 | 0,95 | 1,42 |
Относительное удлинение при разрыве | % | 20-60 | 300-400 | 200 | 240-350 | 300 | 140-400 | 20-800 | 100–1000 | 20-30 |
Твёрдость по Шору (шкала D) | 77-80 | 70 | 75 | 55 | 55 | 55 | 73 | 65 | 80 | |
Коэффициент линейного термического расширения материала |
10-5 K-1 | 12,5-14 | 14 | 7 | 10 | 14 | 20 | 15 | 20 | 8 |
Температура плавления | оС | 175 | 155-160 | 240 | 275 | 305 | 165 | 130 | 160 | |
Удельное объёмное электрическое сопротивление |
Ом*см | 5*1014 | 2*1014 | 1015 | 1016 | 1018 | 1018 | 1017 | 1016 | 1015 |