Popri strojárstve a elektrickom priemysle hrá chemický priemysel v ekonomike krajiny obrovskú úlohu. V Rusku je podiel chemického priemyslu na celkovej produkcii 9-10%, ale Rusko zaujíma na svetovej produkcii chemických výrobkov iba 11. miesto s podielom 2, 1%. Zároveň je objem dovozu chemických surovín a tovaru asi 17% a objem vývozu je viac ako dvakrát nižší - iba 7, 4%.
Jedným z hlavných odvetví chemického priemyslu je výroba polymérov, ktorá je do veľkej miery závislá od dovozu. Napríklad pri ročnej výrobe polyetylénu približne 1, 8 milióna ton a polypropylénu približne 1, 3 milióna ton sa objem dovozu surovín pre rôzne druhy pohybuje v rozmedzí od 20 do 80%.
Sektor výroby polymérov s obsahom fluóru, z hľadiska výroby neporovnateľne - iba 7 - 8 tisíc ton ročne - sa porovnáva s vývoznou orientáciou - až 73% surovín a hotových výrobkov. Dôvodom prelomu domácich výrobcov fluórplastov na svetovom trhu je dopyt a rastúci dopyt po týchto materiáloch na trhu a podmienkou je vedúce postavenie ruskej vedy a výroby v odvetví fluórpolymérov.
História objavu a vývoja
Jednou z najúžasnejších vlastností fluórplastu je jeho chemická inertnosť. Z hľadiska chemickej odolnosti prekonáva materiál všetky drahé kovy a existujúce syntetické materiály. Prekvapivo to dal fluór pomenovanie - najaktívnejší nekov.
Objav polymérov na báze fluóru v roku 1938 patrí do kategórie náhodných - keď bol plyn vstreknutý tetrafluóretylénom, k neočakávanému procesu polymerizácie plynu došlo pri vzniku práškového bieleho materiálu so špecifickým súborom chemických a fyzikálnych vlastností. V nasledujúcich rokoch bola výroba materiálu patentovaného pod teflónovou značkou v USA zvládnutá v priemyselnom meradle.
Paralelne sa vo vedeckých laboratóriách vykonávala aktívna práca s cieľom študovať a získavať chemické zlúčeniny pomocou iných organických zlúčenín obsahujúcich fluór patriacich do skupiny fluórfefínov. V dôsledku toho priemysel dostal k dispozícii celú skupinu nových materiálov spojených pod všeobecným názvom fluórplasty alebo fluóny.
V ZSSR tento materiál prišiel počas druhej svetovej vojny ako súčasť vojenského vybavenia dodávaného spojencami na zapožičanie. Obdobie vedeckého a priemyselného rozvoja bolo asi 10 rokov od roku 1947 do roku 1956.
Dejiny vývoja fluórplastov nemožno považovať za úplné ani dnes. Celé desaťročia sa množstvo fluórplastov a fluórovaných húb doplnilo a pokračuje v doplňovaní rôznymi prísadami, prísadami a zlepšovaním výrobnej technológie.
Výroba a hlavné typy fluórpolymérov
Technológia výroby fluórovaných polymérov pozostáva z niekoľkých stupňov. Pri prvej z organických zlúčenín obsahujúcich chlór sa získa východiskový monomér obsahujúci fluór. Práškový alebo granulovaný materiál sa získava z plynných surovín v chemických reaktoroch polymerizáciou alebo kopolymerizáciou pod tlakom v prítomnosti emulgátorov a iniciátorov. Komoditný fluórplast vo forme hotových častí alebo prírezov sa vyrába lisovaním za studena s konečným pečením.
V súčasnosti neexistuje jednotný medzinárodný systém označovania pre polyméry obsahujúce fluór, teflón (USA), gostaflon (Nemecko), Soreflon (Francúzsko), Algofon (Taliansko) a tak ďalej zodpovedá ruskému označeniu triedy - fluórplasty. Výrobcovia sa všeobecne uznávajú, že okrem značky sa uvádza, ktorý fluoromonóm sa použil ako východisková surovina.
Domáce značky fluórplastov sa vyrábajú podľa štátnych noriem aj podľa technických podmienok výrobcov. Typové označenie začína písmenom F. Ďalšie písmená označujú účel alebo technológiu výroby polyméru. Prvá číslica označuje počet atómov fluóru vo východiskovej zlúčenine pre syntézu, kombinácia čísel označuje kopolymér.
Na výrobu fluórplastov sa používajú hlavne tri počiatočné zlúčeniny obsahujúce fluór, celý počet polymérov sú modifikácie alebo kopolyméry troch hlavných typov:
- polytetrafluóretylén F-4 (skratka PTFE alebo PTFE);
- polytrifluórchlóretylén F-3 (PCTFE alebo PTFE);
- polyvinylidénfluorid F-2 (PVDF alebo PVDF).
V porovnaní s kovmi a mnohými plastmi majú fluórplasty nižšiu mechanickú pevnosť a mäkkosť, a preto nie sú určené na prácu pod zaťažením. Ich použitie je určené inými kvalitatívnymi charakteristikami - nízky koeficient trenia, nízka elektrická vodivosť a priľnavosť, chemická inertnosť.
Univerzálny kompozitný F4
Vďaka kombinácii technických charakteristík získal fluórplastik 4 najväčšie uplatnenie v priemysle a domácnosti.
Hustota ftoroplastu F4 je 2, 12-2, 2 g / cm. cu. Má jeden z najnižších koeficientov trenia - 0, 04 pre oceľ, ale zvyšuje sa so značnou životnosťou a so zvýšením teploty v dôsledku nízkej tepelnej vodivosti. Fluoroplast sa nepoužíva ako samostatné nosné alebo ložiskové jednotky, jeho protiváhacie vlastnosti sa používajú v kompozitných fluórplastových materiáloch, z ktorých sa vyrábajú valivé vložky, púzdra, pásky alebo v mazadlách s pridaním jemne dispergovanej fluórplastu .
Obmedzte rozsah PTFE a jeho vlastnosti odolnosti voči teplu. Ф4 má najširší rozsah prevádzkovej teploty prijateľnej pre fluórplasty - od -270 ° С do + 260 ° С a maximálnu teplotu topenia + 327 ° С.
Výhodou fluórplastu sú jeho vysoké dielektrické vlastnosti - elektrický odpor, dielektrická pevnosť a permitivita. V elektrotechnike a elektronike sa F4 používa na výrobu izolácie drôtov, PCB substrátov, dielektrických tesnení a izolátorov .
Najširšiu škálu aplikácií poskytujú fluórplastické vlastnosti 4 chemickej odolnosti a inertnosti. Odoláva účinkom každého agresívneho prostredia, s výnimkou tavenín alkalických kovov, fluoridu chlóru a elementárneho fluóru.
Na prácu s chemicky agresívnymi látkami sa používajú fluórplastické alebo lemované potrubia, nádoby a nádrže akéhokoľvek objemu, čerpadlá a ventily s pracovnými časťami a komponentmi z fluórplastu.
Vďaka kombinácii chemickej odolnosti, tekutosti a hydrofóbnosti sa fluórplast používa ako tesniaci materiál - tesnenia, upchávky, tesnenia pier a vlnovcové tesnenia. Pre potreby domácnosti už mnohí namiesto tradičného ľanu používali pásku FUM.
Ženy v domácnosti sú tiež oboznámené s fluórplastom, často bez toho, aby si uvedomili jeho existenciu. Známejší materiál je pre nich teflón ako nelepivý povlak hrncov, panvíc, žehličiek, horákov a pracovných dosiek kachlí. Použitie teflónu v potravinárskom priemysle je obmedzené na maximálnu teplotu 315 ° C, preto by v žiadnom prípade nemalo byť povolené prehrievanie riadu alebo zariadení s teflónovou vrstvou. Tieto povlaky sú navyše veľmi citlivé na mechanické namáhanie a vyžadujú dodržiavanie predpisov o starostlivosti a čistení predpísaných výrobcom.
Úpravy F4
Spolu s F4 sa tiež často používa mnoho modifikácií. Ako príklad si môžete vziať niektoré z nich:
- Koks fluórplast F4K20 obsahujúci 20% koksu pri nižšej hustote má väčšiu tvrdosť, odolnosť proti opotrebeniu a mechanickú pevnosť v tlaku, čo z neho umožňuje vyrábať piestne krúžky pre kompresory.
- Koksoftoroplast F4K15M5 s 5% prídavkom disulfidu molybdénu a zvýšenou odolnosťou proti opotrebeniu je vhodný pre prácu v jednotkách a ložiskách klzných ložísk.
- Až 15% laminátu obsahuje modifikácie plastov zo sklenených vlákien F4C15 a F4C15M5. Vďaka svojej elasticite a odolnosti proti opotrebeniu sa materiály používajú ako tesnenia a zloženie F4S15M5 s prídavkom 5% disulfidu molybdénu vo vlhkom prostredí.
- Samomazacia protipenivá zmes F4KS2 s legujúcou prísadou modrého kobaltu je vhodná na prácu v trecích pároch s bronzom, gumou a mnohými zliatinami av agresívnom prostredí.
Fluórový plast má jedinečné fyzikálno-chemické vlastnosti, ktoré umožňujú jeho použitie v mnohých priemyselných odvetviach, ako aj v medicíne a domácnosti.