Наиболее важные свойства фторопластовой (тефлоновой) лакоткани

В данной статье мы пытались изложить некоторые специфические свойства покрытых фторопластом стеклотканей (далее по тексту фторлакоткани). Что такое фторопласт? Фторопласт (ПТФЭ, тефлон) является фторполимером и обозначается так наиболее широко признанным термином для антипригарных применений или применений для покрытий с низким коэффициентом трения.
Рисунок 1. Наглядный вид макромолекулы фторопласта (черным цветом обозначены атомы углерода, зеленым – атомы фтора).

Низкое трение или не прилипание?
Важно понимать, что низкое трение не всегда совпадает со свойствами не прилипания. Покрытие, которое обеспечивает хорошие низкие характеристики трения, не обязательно будет хорошим антипригарным покрытием и наоборот.

Низкое трение.
Трение-это сила, порожденная двумя поверхностями, движущимися относительно друг друга, существует два основных вида трения, которые применяются в технологии покрытий.
Первое - статическое трение. Это сопротивление к начальному движению между двумя поверхностями, которые находятся в контакте. Второе - динамическое трение - сопротивление продолжению движения между двумя поверхностями, которые находятся в контакте. Так как фторопласт имеет очень низкий коэффициент трения, то его применение, это идеальное решение, в изделиях, где трение вызывает проблемы.

Рисунок 2.
Поведение капли жидкости на материале подложки.

Антипригарные свойства.
Не прилипание - это функция низкой поверхностной энергии или тенденции поверхности отталкивать инородную поверхность. Это значение может быть измерено путем определения угла соприкосновения капельки жидкости на покрытой поверхности. Чем круче угол между плоскостью контакта и шариком воды, тем более низкая поверхностная энергия и поэтому значительные свойства отталкивания поверхности. Низкая поверхностная энергия является надежным свидетельством подтверждения хорошего антипригарного свойства.
Мы обычно ассоциируем антипригарные свойство с покрытием на посуде, которое помогает не пригорать пище во время и после процесса приготовления. Однако, не прилипание также очень важный фактор в промышленных процессах, таких как прессование резины, процессы формования, пресс-форма для впрыска, копировальные и печатные машины, прилипающие распределители или агрегаты. Хорошие свойства не прилипания имеют также большое значение в процессах, где происходит осаждение на поверхность посторонних частиц таких, как пыль, сажа, частиц еды или даже лед может закупорить или нарушить машины и обрабатывающее оборудование.

Что такое фторлакоткань?
Это композиционный материал, который состоит из основы, в качестве которой выступает электроизоляционная стеклоткань из Е-стекла, или конструкционных стеклотканей, и нанесенных на основу из стеклоткани нескольких мультислоев фторопласта.
В качестве основы наиболее широко используется Е-стекло, потому что оно обеспечивает оптимальные свойства в сочетании с низкой ценой. Равномерная толщина фторопласта, которая нанесена на текстуру основы стеклоткани устраняет мелкие трещины в покрытии, которые могут привести к преждевременному разрушению.
По технологии производства нанесение покрытия производится путем прохождения полотна стеклоткани через водный раствор фторопласта (суспензию). После нанесения слоя покрытия толщиной 10-15 мкм, он сушится при температуре 95°С и в последующем спекается при температуре 375°С. Так же производятся марки фторлакоткани, которые не проходят процесс спекания. Для получения необходимой толщины покрытия, процесс нанесения слоев многократно повторяется.

Некоторые наиболее важные свойства фторлакоткани.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Различные марки стеклотканей, которые используются в качестве подложки для фторопласта, придают отличную формо - устойчивость, прочность на растяжение и сопротивление на разрыв. Значения прочности при разрыве фторлакотканей находятся в интервале от 600 до 800 кгс/см2. Возможные удлинения при работе, очень малы 2-5%.
PTFE обеспечивает выдающиеся антипригарные свойства и самый низкий коэффициент трения для любых твердых веществ.

ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА.
Фторлакоткани обеспечивают большую прочность на растяжение и не изменяются после того, как подвергались воздействию высоких температур до 260°C в течение длительного времени. Они также могут работать при низких температурах, до минус 70°C не теряя своей гибкости. Тем не менее, тепловые свойства начинают ухудшаться при рабочей температуре выше 260°C, и не рекомендуется применять их при более высокой температуре, а при 400°C происходит частичное разложение фторопласта.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Покрытие из фторопласта обеспечивает отличную устойчивость к растворителям, кислотам, газам, погодным условиям, влаге, грибкам и химическим веществам. Фторлакоткани можно использовать в коррозионной среде и с коррозионными продуктами. Некоторые исключения составляют: высоко щелочные металлы, воздействие фтора при высоких температурах и некоторые сложные галогеновые соединения. Ниже приводится информация по химической стойкости фторлакоткани.
Испытания проводились в соответствии с методиками ГОСТ 12020-72.
Обозначения характеристик химической стойкости, приведенные в Таблице:
Отличная: +
Хорошая: /
Плохая: -
Испытания не проводились: н/д
Не стойкий: 0

таблица испытаний на химическую стойкость

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.
Фторлакоткани имеют превосходные электрические свойства, они могут сохранять свои диэлектрические свойства при высоких и низких температурах.
Электрическая прочность при переменном напряжении частотой 50 Гц колеблется от 10 до 30 кВ/мм в зависимости от вида фторлакоткани, при кратковременном воздействии. Коэффициент мощности составляет менее 7х10⁴ на весь ассортимент фторлакотканей и может доходить до 100 кГц.
Фторлакоткани имеют исключительное значение сопротивлению дуги, не происходит карбонизации в течение всего времени, пока держится дуга. Поверхностное сопротивление имеет значение порядка 1013 Ом/см, даже при 100% относительной влажности и оно выше, чем 1015 Ом/см, даже после погружения в воду.
Диэлектрическая проницаемость при частоте 1 МГц более 2,5. Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц менее 0,0007.

Марки производимых фторлакотканей.

СТАНДАРТНЫЕ МАРКИ.
Отличаются различным содержанием фторопласта, от 50 до 75%, разной толщиной от 100 до 450 мкм, разными механическими свойствами. Имеют гладкую поверхность и отличные свойства. Обычно марки для механических применений содержат меньшее количество фторопласта и применяются там, где требуется усиленная поверхностная структура.

ПОРИСТЫЕ МАРКИ.
Получают по специальной технологии путем нанесения покрытия из фторопласта на высокопрочную стеклоткань таким образом, чтобы гарантировать эффект дыхания. В то же время покрытие поддерживает уникальные антипригарные свойства. Эти пористые фторлакоткани с низким содержанием фторопласта 20-25% обладают контролируемой пористостью, которые позволяют обрабатывать продукты через ткань. Из-за их уникальных свойств эти ткани отлично подходят для использования в широком диапазоне применений, от производства полимеров до других применений.

АНТИ – СТАТИЧЕСКИЕ МАРКИ.
Получаются по отдельной технологии, путем добавления в суспензию фторопласта, используемую для нанесения слоев на основу, специализированных пигментов (в основном черного цвета), что придает фторлакоткани некоторой степени проводимости, так как ткань является изолятором. В большинстве случаев, это делают для того, чтобы создать путь для снятия статического электричества.

СЕТКИ, ПРОПИТАННЫЕ ФТОРОПЛАСТОМ.
Слегка покрытые фторопластом стеклосетки позволяют пропускать через себя летучие газообразные продукты. Они применяются в качестве лент при сушке материалов, которые пропускают через себя поток воздуха. Толщины лент для применения при сушке и фильтрации, начинаются от 100 микрон. Размер ячеи варьируется от 7x7 мм до 1x1 мм.
Основные области применения этих марок многогранны, фильтрация, очистка и снижение загрязнений, конвейерные ленты, вентиляторная сушка и процессы вулканизации.