Про відсутність ж пористості свідчить повна прозорість зразка під час спікання при 370-390 ° С. Навіть незначна пористість викликає каламутність зразка. Пористість, рівна приблизно 0,1-0,2%, помітно впливає на точність визначення щільності.
Дані про залежність питомої обсягу і щільності від температури для зразка із ступенем кристалічності 68% (щільність повільно охолодженого виробу) приведені нижче:
Питома обсяг, см 3 / г
Питома обсяг, cм 3 / г
* При нагріванні від 19,6 до 22 ° C подовжений обсяг збільшується на 0,74%
** При 327 ° С подовжений обсяг збільшується на 20%.
ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ФТОРОПЛАСТУ-4
Основні показники фізико-механічних властивостей фторопласту-4 приведені нижче:
Руйнівна напруга, кгс / см 2
- незакаленний зразок (кристалличность 05-08%)
- загартований зразок (кристалличность 50%)
- при 1% -ної деформації
Опору вигину (стріла прогину 6 мм)
Відносне подовження при розритий,%
Напруга при 10% -му подовженні, кгс / см 2
Модуль пружності, кгс / см 2
- при вигині при 20 ° С
Ударна в'язкість, кгс · см / см 2
100 (не ламається)
Ударне розтягнення, кгс · см / см 2 (DIN 53448)
(Подовження при 20 ° С - 20%, при 23 ° С - 30%)
по Брінеллю, кгс / мм 2
по Шору при 20 ° С
Твердість по Роквеллу
· В залежності від того, як вирізаний зразок: впоперек напрямку пресування-високі значення, вздовж напрямку пресування-малі.
Одним з найважливіших показників міцності є межа текучості при розтягуванні, тобто то напруга, при якому виникають залишкові деформації. Він залежить від ступеня кристалічності, швидкості розтягування і температури. При ступеня кристалічності 65% і швидкості розтягування 100 мм / хв залежність межі текучості від абсолютної температури Т (в К) описується емпіричною формулою (справедливої від 20 до 300 ° С):
lg # 963; T = 0,53166 + 483,64 / Т
Нижче наведені значення меж плинності для деяких температур, розраховані за цією формулою:
Температура, ° С. 25. 50. 75. 100. 150. 200. 250
Межа плинності, кгс / см2. 42,4. 106,9. 83,5. 67,2. 46,6. 35,5. 28,6
При тривалому впливі навантажень залишкові деформації виникають при менших напругах (40-50% від розрахованих за формулою).
При конструюванні виробів з фторопласту-4 слід враховувати повзучість. Повзучість (деформація при тривалій дії навантаження) розраховується за формулою:
lg # 947; t = lg # 947; 1 + a · lgt
де # 947; t - деформація за t добу; # 947; 1 - деформація за 1 добу; а - коефіцієнт, що залежить в основному від температури і в меншій мірі від навантаження, якщо вона не перевищує 40-50% межі текучості.
Значення коефіцієнта a і деякі дані про повзучості для зразків із ступенем кристалічності 50% приведені в таблиці. Деформація за 1 добу (# 947; 1) при інших навантаженнях і температурах визначається дослідним шляхом. При ступеня кристалічності 65-68% повзучість менше.
Навантаження, кгс / см 2
Антифрикційні властивості ФТОРОПЛАСТУ-4
Дані про залежність коефіцієнта тертя від навантаження [статичної та динамічної (при малих швидкостях) коефіцієнти тертя фторопласту-4 по сталі без мастила однакові] приведені нижче:
При наявності мастила він приблизно в 2 рази менше.
Динамічний коефіцієнт тертя фторопласту-4 по сталі без мастила при навантаженні
20 кгс / см2 залежить від швидкості ковзання:
Швидкість ковзання, см / c
Динамічний коефіцієнт тертя
У присутності наповнювача при малих швидкостях ковзання коефіцієнт тертя декілька вище, а при великих швидкостях - нижче, ніж коефіцієнт тертя чистого фторопласту-4 по сталі.
При 327 ° С (на поверхні тертя) коефіцієнт тертя фторопласту-4 по сталі різко зростає (у кілька разів), що призводить до катастрофічно швидкого зносу і руйнування підшипника.
Теплофізичних властивостей ФТОРОПЛАСТУ-4
Неспеченний фторопласт-4 (у вигляді порошку) має ступінь кристалічності 95 - 98%, після спікання - від 50% (загартований) до 68 - 70% (незагартована). Нижче 19,6 ° С елементарна осередок кристала фторопласту-4 складається з 13 груп CF2, вище 19,6 ° С - з 15 груп CF2. При 19,6 ° С тріклініческая упаковка переходить в менш впорядковану, гексагональную, що супроводжується збільшення обсягу кристаллитов на 0,0058 см3 / г (1,2 об'ємно.%), Або збільшенням обсягу зразка при ступені кристалічності 68% на 0,74% . При наявності зовнішнього тиску точка переходу знижується на 0,013 ° С на кожну атмосферу. При 30 ° С має місце другий перехід кристалічної структури, але зміна обсягу становить ледь 1/10 частина зміни обсягу при 19,6 ° С. Під високим тиском (4500 кгс / см2 при 70 ° С) виникає третій перехід.
Температура склування аморфних ділянок, визначена за температурі крихкості, коливається від -97 до -100 ° С, а по точці перегину кривої залежності модуля пружності складає -120 ° С. Температура переходу аморфного твердого тіла в переохолоджену рідина дорівнює 127 ° С.
При 327 ° С кристалітів фторопласта-4 плавляться, і він стає повністю аморфним, абсолютно прозорим (при відсутності пористості), високоеластичним, але не тече (в'язкість вище 1011 П). Обсяг зростає на 20%.
Точка плавлення залежить від зовнішнього тиску - на кожну атмосферу підвищується на 0,154 ° С. При охолодженні розплаву нижче 327 ° С зразок каламутніє і стає непрозорим - молочно-білим. Швидкість кристалізації залежить від температури (максимальна швидкість при 310-315 ° С), від тривалості витримки в розплавленому стані при 370-390 ° С (чим більше час спікання, тим швидше кристалізується зразок) і від середнього молекулярного ваги полімеру (чим нижче молекулярна вага полімеру, тим швидше він кристалізується). На цьому заснований метод непрямої оцінки молекулярного ваги фторопласту-4: зразок у вигляді диска завтовшки 2 мм спекают при 370 ° С протягом 13 год і охолоджують від 370 до 250 ° С протягом 5 ч. За щільністю отриманого зразка при 23 ° С можна оцінити молекулярну вагу: 2,16-2,19 г / см3-для високомолекулярного полімеру, 2,20-2,22 г / см3-для низькомолекулярного.
Нижче наведені деякі теплофізичні властивості фторопласта-4:
Теплостійкість за Віка (при навантаженні 5 кгс), ° С
Питома теплоємність, ккал / (кг · ° С)
Коефіцієнт теплопровідності, ккал / (м · год · ° С)
Термічний коефіцієнт лінійного розширення залежить від температури:
Термічний коефіцієнт лінійного розширення # 945; · 105, 1 / ° С
На практиці зручніше користуватися середніми значеннями термічного коефіцієнта лінійного розширення для певних інтервалів температур. Слід також враховувати, що при нагріванні виробів з фторопласту-4 в них часто виникає внутрішня напруга, що викликають необоротне зміна розмірів. Іноді замість очікуваного при нагріванні подовження зразка він скорочується.
Дані, наведені нижче, відносяться до зразків, в яких повністю відсутні внутрішні напруження:
Термічний коефіцієнт лінійного розширення # 945; · 105, 1 / ° C
Зміна розмірів вироби *,%
Термічний коефіцієнт лінійного розширення # 945; · 105, 1 / ° C
Зміна розмірів вироби *,%
* Від розміру при 25 ° С.
ЕЛЕКТРИЧНІ свойтсва ФТОРОПЛАСТУ-4
Показники електричних властивостей фторопласту-4 приведені нижче:
Питомий електричний опір:
-на повітрі з 100% -ою відносною вологістю
-об'ємне (до 150 ° С), Ом · см
-після тривалого перебування у воді не змінюється
Діелектрична проникність (при 60 - 1010 Гц)
Тангенс кута діелектричних втрат (при 60 - 1010 Гц)
Електрична міцність, кВ / мм:
-при товщині зразка 4 мм
-при товщині зразка 0,1 - 0,3 мм
-при товщині зразка 0005 - 0,02 мм
Дугостійкість, з (суцільного струмопровідного шару не утворюється)
Дані про залежність тангенса кута діелектричних втрат від частоти приведені нижче:
Діелектрична проникність фторопласта-4 аж до 1010 Гц не залежить від частоти, а залежить від щільності: є = 1 + 0,238 * d
2-0,119 * d
де d - щільність при даній ступеня кристалічності і температурі.
Тангенс кута діелектричних втрат залишається постійним при температурі від -60 до 250 о С.
Прогрівання при 300 ° С протягом 6 місяців не впливає на діелектричні властивості фторопласта-4.
ХІМІЧНІ ТА ІНШІ ВЛАСТИВОСТІ ФТОРОПЛАСТУ-4
Фторопласт-4 є найстійкішим із всіх відомих металів - пластмас, металів, скла, емалей, сплавів і т.п. На нього абсолютно не діють кислоти, окислювачі, луги, розчинники. На фторопласт-4 діють лише розплавлені лужні метали і їх комплексні сполуки з аміаком, нафталіном, пиридином, а також трехфтористого хлор і елементний фтор при підвищених температурах. При температурах вище 327 ос фторопласт набухає в рідких фторуглеродах, наприклад в перфторкеросіне. При 20 о С фторопласт-4 злегка набухає (3 - 9%) в фторхлорсодержащіх газах (фреонах).
Вище 350 ос фторопласт-4 реагує з щелочеземельнимі металами і їх з'єднаннями (оксидами і карбонатами), а також з оксидами деяких інших металів (свинцю, кадмію, міді).
Фторопласт-4 не змочується водою при короткочасному зануренні (кут змочування 126 о С), але змочується при тривалому перебуванні в дистильованої воді (15 - 20 діб). У солоній воді (наприклад, морський) на поверхні фторопласта-4 через 15 - 20 діб відкладається плівка солей, змивається дистильованою водою.
Водопоглинання за 24 години (і триваліший час) - нижче помилки зважування (0,00%).
Фторопласт-4 абсолютно стійок в тропічних умовах і не рухливий дії грибків (але і не пригнічує їх розвиток).
Вологопроникність при 20 о С дорівнює 3 · 10 -9 - 6 · 10 -9 г / (см · год · мм рт. Ст.); паропроникність при 20 о С становить 0,6 · 10 -9 - 1,2 · 10 -9 г / (см · год · мм рт. ст.).
Дані про газопроницаемости плівки з фтороплавта-4 (при відсутності пір) товщиною 0,1 мм при 20 о С [в см 3 / (см · з · мм рт. Ст.)] Приведені нижче:
При наявності пористості проникність може збільшуватися до 1000 разів.
Фторопласт-4 призначений для видимого світла тільки при малій товщині плівки:
Товщина плівки, мм
фторопласт виготовлення виробів з фторопласту по кресленнях замовника. Випуск фторопластових заготовок стрижні втулки кільця кубики стрічка ФУМ джгути з фторопласту Ф4 та композицій на його основі