Радиационно-модифицированный фторопласт АРФЛОН
Предлагаем рассмотреть возможность применения модифицированного фторопласта-4 ( АРФЛОН) полученного путем радиационно-термической обработки стандартных заготовок (втулок, стержней, дисков, пластин, листов) из политетрафторэтилена (ПТФЭ). Разработан совместно с радиофизиками и специалистами в области химии полимеров. Фторопласт-4 (политетрафторэтилен) широко применяется в авиакосмической и других отраслях промышленности благодаря комплексу уникальных свойств: широкому диапазону рабочих температур от -269 до +260°С, химической стойкости, высоким диэлектрическим, антиадгезионным и другим характеристикам.
АРФЛОН — инновационный материал, задающий новые стандарты в области уплотнений. Он находит применение в запредельных условиях, там, где обычные композиционные марки не выдерживают разрушительного влияния высокого давления, температур, трения или радиационного облучения.
Высокая однородность структуры и отсутствие пористости достигаются в материалах АРФЛОН благодаря использованию радиационной технологии.
Эти материалы рекомендуются для изготовления деталей уплотнительного, антифрикционного и электротехнического назначения, способных работать в средах нейтральных, химически и биологически агрессивных, под воздействием УФ- и ионизирующего излучения, в широком температурном диапазоне от -196 до +260 °С (кратковременно до 320 °С). Стойкость к радиации у материалов АРФЛОН превышает аналогичный показатель для ПТФЭ в 100–250 раз. Материалы не подвержены набуханию в углеводородах и воде, являются морозоустойчивыми и не поддерживают горение.
Улучшенными эксплуатационными свойствами по сравнению с обычным ПТФЭ обладают безнаполнительные марки AR100 и AR200. При переходе от AR100 к AR200 происходит увеличение плотности, модуля упругости, твердости, напряжения при заданной деформации, а также снижение скорости изнашивания, деформации под заданной нагрузкой, скорости ползучести и пористости. Их характеристики дают возможность существенно поднять предельно допустимые значения механических напряжений при повышенных температурах, а также давлений и скоростей скольжения в трибосопряжениях. Рост средних значений напряжений электрических пробоев связан со снижением пористости.
По сравнению с фторопластом Ф-4 и наполненными композициями на его основе, АРФЛОН демонстрирует повышенную на 1–3 порядка износостойкость при указанных параметрах трибоконтакта, а также остаточную деформацию после снятия нагрузки меньше в 16 раз. Это говорит о его повышенной эластичности, что особенно важно для использования в подвижных уплотнениях топливных, пневмо- и гидросистем.
Механические свойства при сжатии АРФЛОН при различных температурах:
Таблица 1.
| свойства | значения свойств при температуре испытаний, °С | |||||||
| -60 | -20 | +20 | +60 | +100 | +175 | +200 | +250 | |
| Модуль упругости при сжатии, МПа | 1960 | 1200 | 630 | 450 | 320 | 170 | 130 | 80 |
| Напряжение сжатия при деформации 10%, МПа | 61 | 42 | 25 | 18,5 | 16 | 9,4 | 7,5 | 5,8 |
| Остаточная деформация после снятия сжимающей нагрузки, % | 3,7 | 3,5 | 2,8 | 2,6 | 2,2 | 1,5 | 1,1 | 0,9 |
Таблица 2.
|
Наименование показателя |
Марка материала |
|||
|
Типичный ПТФЭ |
Арфлон AR100 |
Арфлон AR101 |
Арфлон AR200 |
|
|
Плотность по ГОСТ 15139 при 20±2 °С, г/см³ |
2.140-2.180 |
2.185-2.195 |
2.190-2.205 |
2.195-2.215 |
|
Модуль упругости при сжатии по ГОСТ 9550, МПа |
||||
|
20 °С |
250-400 |
450-500 |
550-600 |
600-700 |
|
100 °С |
150-160 |
230-260 |
270-290 |
280-330 |
|
150 °С |
30-40 |
70-85 |
120-140 |
150-170 |
|
200 °С |
20-25 |
60-80 |
100-120 |
120-130 |
|
250 °С |
10-15 |
40-50 |
60-70 |
70-80 |
|
Модуль упругости при растяжении по ГОСТ 9550, МПа |
||||
|
20 °С |
250-350 |
400-450 |
500-550 |
500-600 |
|
100 °С |
135-145 |
200-220 |
230-250 |
230-250 |
|
150 °С |
25-35 |
90-100 |
100-110 |
110-130 |
|
200 °С |
15-20 |
50-60 |
60-70 |
70-80 |
|
Напряжение при 10%-деформации на сжатие по ГОСТ 4651, МПа |
||||
|
20 °С |
12 |
19 |
22 |
25 |
|
100 °С |
4.1 |
12 |
14 |
16 |
|
150 °С |
3.5 |
8 |
10 |
11 |
|
200 °С |
2.4 |
5 |
7 |
9 |
|
250 °С |
1.6 |
3 |
5 |
7 |
|
Относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 11262, % |
||||
|
20 °С |
400-550 |
350-470 |
200-300 |
80-150 |
|
100 °С |
400-500 |
350-400 |
300-400 |
200-250 |
|
150 °С |
400-500 |
350-400 |
300-350 |
200-250 |
|
200 °С |
400-500 |
300-350 |
300-350 |
200-250 |
|
Твердость по Бринеллю, МПа D2240 – 05 |
25-28 |
30-35 |
38-40 |
40-42 |
|
Твердость по Шору D2240 – 05 |
58-60 |
59-60 |
60-61 |
61 |
|
Температура плавления, 0С ASTM D 4591 |
327 |
320 |
315 |
312 |
|
Влагопоглощение после 1000 часов выдержки в воде при 60 °С, %, не более ГОСТ 4650 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |