Новый круглый стержень из чистого ПТФЭ, цельный стержень
Стержень из ПТФЭ (стержень из политетрафторэтилена) представляет собой белый (или более светлый цвет, в зависимости от модифицированной формулы) цилиндрический твердый пластиковый стержень, изготовленный из политетрафторэтиленовой (ПТФЭ) смолы методами формования или плунжерной экструзии. ПТФЭ — самая классическая разновидность семейства фторопластов, получаемая полимеризацией мономеров тетрафторэтилена (CF₂=CF₂). Его молекулярная цепная структура состоит из полностью симметричных повторяющихся углерод-фтористых (CF) единиц. Эта уникальная химическая структура принесла ПТФЭ репутацию «короля пластмасс» и делает его одним из материалов с наиболее уникальными комплексными свойствами среди всех пластиков.
Основные свойства стержней из ПТФЭ обусловлены его молекулярной структурой:
Энергия связи углерод-фтор (CF) чрезвычайно высока (приблизительно 485 кДж/моль), что намного превышает энергию связи углерод-водород (CH, примерно 413 кДж/моль) или углерод-углерод (CC, примерно 348 кДж/моль), в результате чего ПТФЭ практически не реагирует с какими-либо химическими веществами (чрезвычайно сильная стойкость к химической коррозии);
Молекулярные цепи плотно упакованы по спирали, при этом атомы фтора образуют плотную «защитную оболочку», окружающую углеродные цепи, что приводит к чрезвычайно низкой поверхностной энергии ПТФЭ (приблизительно 18-20 мН/м, всего 1/5 от энергии воды), таким образом, он обладает превосходными самосмазывающимися, антипригарными и гидрофобными свойствами;
Как неполярный полимер, он не зависит от межмолекулярных сил (таких как водородные связи или дипольные взаимодействия), поэтому демонстрирует чрезвычайно высокую электрическую изоляцию, не зависящую от частоты или температуры;
Высокая кристалличность (примерно 50–70%) придает материалу хорошую стабильность размеров и термостойкость.
Стандартный цвет стержней из ПТФЭ — белый (естественный цвет чистой смолы из ПТФЭ). Его не имеющие запаха, нетоксичные и инертные свойства позволяют широко использовать его в сценариях с повышенными требованиями к коррозионной стойкости, электроизоляции, низкому коэффициенту трения и термостойкости. Это ключевой инженерный пластиковый материал в химической, электронной, медицинской и механической промышленности.
Основные физические свойства
- Плотность: 2,2 г/см³ (чистый ПТФЭ составляет примерно 2,16 г/см³, немного выше после модификации наполнителя)
- Цвет: Белый (чистый ПТФЭ)
- Обработка поверхности: гладкая (полированная после формования), матовая (исходная поверхность), самосмазывающаяся на ощупь (скользкая на ощупь).
Механические свойства
- Прочность на разрыв: 20-35 МПа (значительно ниже, чем у конструкционных пластиков, таких как ПА6 (60-80 МПа) или ПОМ (70-90 МПа));
- Прочность на изгиб: 40-60 МПа (выдерживает только легкие изгибающие нагрузки, непригоден для несущих конструкций);
- Модуль упругости: 350-600 МПа (чрезвычайно низкая жесткость, легко деформируется, относится к категории «мягких пластиков»);
- Удлинение при разрыве: 200–400 % (чрезвычайно высокая пластичность, можно растягивать в 2–4 раза от первоначальной длины без разрушения);
- Твердость (по Шору D): 50-65 (очень мягкая, на ощупь похожа на резину, но без упругого восстановления).
Типичные области применения: стержни из ПТФЭ не подходят для компонентов конструкций, требующих высокой прочности или жесткости (например, опорных балок), но благодаря их гибкости и устойчивости к деформации их можно использовать в деталях, требующих «буферизации, уплотнения или посадки с низким коэффициентом трения» (например, прокладки и втулки подшипников).
Термические свойства
- Температура плавления: 327 ℃ (температура плавления кристаллизации, но при температуре выше 300 ℃ ПТФЭ постепенно разлагается, а не просто плавится);
- Непрерывная рабочая температура: от -200 ℃ до 260 ℃ (стабильная работа во всем диапазоне температур, кратковременная устойчивость до 300 ℃);
- Низкая температура (от -200℃ до 0℃): сохраняет гибкость (не становится хрупким, подходит для сред с жидким азотом);
- Высокая температура (ниже 260 ℃): механические свойства незначительно ухудшаются (прочность снижается примерно на 10–20%), но химическая стабильность и изоляция остаются практически неизменными;
- Коэффициент теплового расширения: примерно 11 × 10⁻⁵/℃ (выше, чем у большинства пластиков, склонных к расширению при нагревании, что требует учета конструкции с размерной компенсацией).
Основные преимущества: стержни из ПТФЭ — единственный пластик, который можно стабильно использовать во всем диапазоне температур от -200 ℃ (жидкий азот) до 260 ℃ (высокотемпературный пар), что делает их пригодными для герметизации или изоляции компонентов в условиях экстремальных температур (например, вакуумные уплотнения для аэрокосмического оборудования и втулки мешалок для высокотемпературных реакторов).
Химическая стойкость
ПТФЭ инертен ко всем известным химическим веществам (включая сильные кислоты, сильные основания, сильные окислители и органические растворители), слабо реагируя с некоторыми веществами при высоких температурах (такими как расплавленные щелочные металлы, трифторид хлора и газообразный фтор под высоким давлением). В частности, его свойства следующие:
- Кислоты: не вызывает коррозии после длительного погружения в сильные кислоты, такие как концентрированная серная кислота (98%), концентрированная азотная кислота (65%), царская водка (концентрированная соляная кислота + концентрированная азотная кислота) и плавиковая кислота (40%).
- Щелочи: он остается стабильным даже при температуре кипения в сильных щелочах, таких как гидроксид натрия (40%) и гидроксид калия (50%).
- Органические растворители: не растворяется и не набухает в органических растворителях (таких как ацетон, этанол, бензол, толуол, хлороформ и четыреххлористый углерод) (ниже 260 ℃).
- Окислители: Не реагирует с сильными окислителями, такими как озон, перекись водорода и перманганат калия.
- Единственное исключение: при температуре выше 300 ℃ он может реагировать с расплавленными щелочными металлами (такими как натрий и калий), трифторидом хлора или газообразным фтором под высоким давлением (но такие реакции происходят крайне редко).
Типичные области применения: стержни из ПТФЭ являются предпочтительным материалом для химического оборудования (например, уплотнений реакторов и облицовки труб), фармацевтического оборудования (коррозионностойкой трубопроводной арматуры) и компонентов изоляции электродов для гальванических резервуаров.
Электрические свойства
- Объемное сопротивление: >10¹⁸ Ом·см (значительно превышает значение других изоляционных материалов, таких как полиэтилен, примерно 10¹⁶ Ом·см);
- Диэлектрическая прочность: ≥18-25 кВ/мм (устойчив к высоковольтному пробою, подходит для высоковольтной изоляции);
- Диэлектрическая проницаемость: 2,0–2,1 (чрезвычайно низкая, что приводит к низким потерям при передаче сигнала);
Основное преимущество: на электрические изоляционные свойства ПТФЭ не влияют частота (от постоянного тока до высоких частот ГГц), температура (от -200 до 260 ℃) или влажность, что делает его незаменимым материалом для слоев изоляции высокочастотных печатных плат, оболочек высоковольтных кабелей и упаковки электронных компонентов.
Другие специальные свойства
- Самосмазывающийся: чрезвычайно низкий коэффициент трения (приблизительно 0,1–0,2 в необработанном виде, который может быть снижен до 0,04–0,1 после полировки или заполнения) и чрезвычайно низкая скорость износа (подходит для сценариев безмасляной смазки);
- Нелипкость: Чрезвычайно низкая поверхностная энергия, почти полное отсутствие адгезии к каким-либо твердым веществам (таким как жир, клей, порошок);
- Устойчивость к атмосферным воздействиям: не поглощает ультрафиолет, не стареет при длительном использовании на открытом воздухе (нет необходимости добавлять антиоксиданты или УФ-стабилизаторы);
- Биосовместимость: нетоксичный, неаллергенный, соответствует стандартам FDA по контакту с пищевыми продуктами (может использоваться в медицинских приборах или оборудовании пищевой промышленности).
Свяжитесь