Wraz z inżynierią mechaniczną i energetyką przemysł chemiczny odgrywa ogromną rolę w gospodarce kraju. W Rosji udział przemysłu chemicznego w całkowitej produkcji wynosi 9-10%, ale Rosja zajmuje tylko 11 miejsce w światowej produkcji produktów chemicznych z udziałem 2, 1%. Jednocześnie wielkość importu surowców chemicznych i towarów wynosi około 17%, a wielkość eksportu jest ponad 2 razy niższa - tylko 7, 4%.

Jednym z głównych sektorów przemysłu chemicznego jest produkcja polimerów, która w dużej mierze zależy od importu. Na przykład przy rocznej produkcji polietylenu około 1, 8 miliona ton i polipropylenu około 1, 3 miliona ton wielkość importu surowców dla ich różnych rodzajów wynosi od 20 do 80%.

Sektor produkcji polimerów zawierających fluor, nieporównywalny pod względem produkcji - tylko 7–8 tysięcy ton rocznie - wypada korzystnie w porównaniu z orientacją eksportową - do 73% surowców i produktów gotowych. Przyczyną takiego przełomu krajowych producentów tworzyw fluorowych na rynku światowym jest popyt i rosnące zapotrzebowanie rynku na te materiały, a warunkiem jest wiodąca pozycja rosyjskiej nauki i produkcji w sektorze fluoropolimerów.

Historia odkryć i rozwoju

Jedną z najbardziej niesamowitych właściwości fluoroplastiku jest jego obojętność chemiczna. Pod względem odporności chemicznej materiał przewyższa wszystkie metale szlachetne i istniejące materiały syntetyczne. Co zaskakujące, fluor nadał mu nazwę - najbardziej aktywny niemetal.

Odkrycie polimerów na bazie fluoru w 1938 r. Należy do kategorii losowej - gdy do gazu wstrzyknięto tetrafluoroetylen, doszło do nieoczekiwanego procesu polimeryzacji gazowej z utworzeniem pudrowo białego materiału o specyficznym zestawie właściwości chemicznych i fizycznych. W nadchodzących latach produkcja materiału opatentowanego pod marką Teflon została opanowana w USA na skalę przemysłową.

Równolegle w laboratoriach naukowych prowadzono aktywne prace w celu badania i otrzymywania związków chemicznych z wykorzystaniem innych związków organicznych zawierających fluor należących do grupy fluoroolefin. W rezultacie przemysł otrzymał do dyspozycji całą grupę nowych materiałów, zjednoczonych pod ogólną nazwą fluoroplastics lub fluorones.

W ZSRR materiał ten przybył podczas II wojny światowej jako część sprzętu wojskowego dostarczonego przez aliantów na potrzeby Lend-Lease. Okres rozwoju naukowego i przemysłowego trwał około 10 lat od 1947 do 1956 roku.

Historia rozwoju tworzyw fluorowych nie może być uważana za kompletną nawet dzisiaj. Przez wszystkie dziesięciolecia wiele materiałów fluoroplastycznych i kauczuków fluorowych było uzupełnianych i nadal jest uzupełniane poprzez modyfikację różnymi dodatkami, dodatkami i ulepszanie technologii produkcji.

Produkcja i główne rodzaje fluoropolimerów

Technologia produkcji fluorowanych polimerów składa się z kilku etapów. Na pierwszym ze związków organicznych zawierających chlor otrzymuje się wyjściowy monomer zawierający fluor. Sproszkowany lub granulowany materiał otrzymuje się z gazowych surowców w reaktorach chemicznych przez polimeryzację lub kopolimeryzację pod ciśnieniem w obecności emulgatorów i inicjatorów. Towar fluoroplastyczny w postaci gotowych części lub półfabrykatów wytwarza się przez tłoczenie na zimno z ostatecznym wypiekiem.

Obecnie nie ma jednego międzynarodowego systemu oznaczania polimerów zawierających fluor, Teflon (USA), Gostaflon (Niemcy), Soreflon (Francja), Algofon (Włochy) i tak dalej odpowiada rosyjskiemu oznaczeniu klasy - tworzywa fluoroplastyczne. Ogólnie producenci akceptują to, że dodatek do marki wskazuje, który fluoromonomer zastosowano jako surowiec.

Krajowe marki fluoroplastów są wytwarzane zarówno według norm państwowych, jak i warunków technicznych producentów. Oznaczenie typu zaczyna się od litery F. Dodatkowe litery wskazują cel lub technologię produkcji polimerów. Pierwsza cyfra wskazuje liczbę atomów fluoru w związku wyjściowym do syntezy, kombinacja liczb oznacza kopolimer.

Do produkcji fluoroplastów stosuje się głównie trzy początkowe związki zawierające fluor, a cała liczna liczba polimerów to modyfikacje lub kopolimery trzech głównych rodzajów:

  1. politetrafluoroetylen F-4 (skrót PTFE lub PTFE);
  2. politrifluorochloroetylen F-3 (PCTFE lub PTFE);
  3. polifluorek winylidenu F-2 (PVDF lub PVDF).

W porównaniu do metali i wielu tworzyw sztucznych fluoroplasty mają niższą wytrzymałość mechaniczną i miękkość, a zatem nie są przeznaczone do pracy pod obciążeniem. O ich zastosowaniu decydują inne cechy jakościowe - niski współczynnik tarcia, niska przewodność elektryczna i przyczepność, obojętność chemiczna.

Kompozyt uniwersalny F4

Ze względu na połączenie właściwości technicznych fluoroplast 4 ma największe zastosowanie w przemyśle i użytku domowego.

Gęstość ftoroplastu F4 wynosi 2, 12-2, 2 g / cm. sześcian Ma jeden z najniższych współczynników tarcia - 0, 04 dla stali, ale zwiększa się wraz ze znaczną żywotnością i wzrostem temperatury z powodu niskiej przewodności cieplnej. Fluoroplast nie jest stosowany jako niezależny element nośny lub łożyskowy, jego właściwości przeciwcierne są stosowane w kompozytowych materiałach fluoroplastycznych, z których wykonane są wkładki przeciwcierne, tuleje, taśmy lub w smarach z dodatkiem drobno zdyspergowanego fluoroplastu .

Ogranicz zakres PTFE i jego właściwości odporności na ciepło. Ф4 ma najszerszy zakres temperatur roboczych dopuszczalny dla fluoroplastów - od -270 ° С do + 260 ° С i maksymalną temperaturę topnienia + 327 ° С.

Zaletą fluoroplastiku są jego wysokie właściwości dielektryczne - rezystywność elektryczna, wytrzymałość dielektryczna i przenikalność. W elektrotechnice i elektronice F4 stosuje się do wykonywania izolacji z drutu, podłoży PCB, uszczelek dielektrycznych i izolatorów .

Najszerszy zakres zastosowań zapewnia fluoroplastyczna 4 charakterystyka odporności chemicznej i bezwładności. Wytrzymuje działanie każdego agresywnego środowiska, z wyjątkiem stopów metali alkalicznych, trifluorku chloru i fluoru elementarnego.

Do pracy z chemicznie agresywnymi substancjami stosuje się fluoroplasty lub wykładane rurociągi, zbiorniki i zbiorniki o dowolnej objętości, pompy i zawory z częściami roboczymi i elementami wykonanymi z fluoroplastiku.

Ze względu na połączenie odporności chemicznej, płynności i hydrofobowości, fluoroplast jest stosowany jako materiał uszczelniający - uszczelki, dławnice, uszczelnienia wargowe i uszczelnienia mieszkowe. Na potrzeby gospodarstwa domowego wielu zamiast tradycyjnego lnianego płótna od dawna używa taśmy FUM.

Gospodynie domowe również znają fluoroplastik, często nie zdając sobie sprawy z jego istnienia. Dla nich bardziej znanym materiałem jest teflon jako nieprzywierająca powłoka garnków, patelni, żelazek, palników i blatów kuchennych. Zastosowanie teflonu w przemyśle spożywczym jest ograniczone do maksymalnej temperatury 315 ° C, dlatego w żadnym wypadku nie należy dopuszczać do przegrzania naczyń lub urządzeń z powłoką teflonową. Ponadto powłoki te są bardzo wrażliwe na obciążenia mechaniczne i wymagają przestrzegania zasad pielęgnacji i czyszczenia zalecanych przez producenta.

Modyfikacje F4

Wraz z F4, jego liczne modyfikacje są również szeroko stosowane. Jako przykład możesz wziąć niektóre z nich:

  • Koks fluoroplast F4K20 zawierający 20% koksu o niższej gęstości ma większą twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość na ściskanie mechaniczne, co umożliwia wytwarzanie z niego pierścieni tłokowych do sprężarek.
  • Koksoftoroplast F4K15M5 z dodatkiem 5% disiarczku molibdenu i zwiększoną odpornością na zużycie nadaje się do pracy w zespołach i łożyskach ślizgowych.
  • Do 15% włókna szklanego zawiera modyfikacje tworzyw sztucznych F4C15 i F4C15M5. Ze względu na ich elastyczność i odporność na zużycie, materiały są stosowane jako uszczelnienia, a kompozycja F4S15M5 z dodatkiem 5% dwusiarczku molibdenu w wilgotnym środowisku.
  • Samosmarująca kompozycja przeciwcierna F4KS2 z dodatkiem stopowym niebieskiego kobaltu nadaje się do pracy w parach ciernych z brązem, gumą i wieloma stopami oraz w agresywnym środowisku.

Fluor ma wyjątkowe właściwości fizykochemiczne, które pozwalają na jego zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, a także w medycynie i gospodarstwie domowym.

Kategoria:

Technologia