1527

Способы переработки фторполимеров

методом прямого прессования приведены в таблице 4.8.2. При изготовлении деталей методом прямого прессования на изделиях могут образовываться дефекты. Перечень возможных дефектов, а так же причины их возникновения см таблицу 4.8.3.

Метод гидростатического прессования заготовок заключается в получении изделий в специальных пресс-формах,

вкоторых давление на фторопласт передается через специальную оболочку, и величина этого давления одинаковая по всей площади прессования изделий. Давление в специальной оболочке создается при помощи жидкости. При гидростатическом прессовании порошок фторопласта не подвергается предварительному рыхлению. Порошок небольшими порциями помещается в пресс-форму и подпрессовывается специальными приспособлениями. После заполнения прессформы в специальную оболочку подается жидкость.

Прессование производится при температуре 23±20С. Примерные технологические параметры изготовления изделий методом гидростатического прессования приведены

втаблице 4.8.4. При использовании для изготовления данных заготовок методом двухстороннего прямого прессования параметры ведения технологического процесса могут отличаться от указанных в таблице 4.8.4. Спекание производится аналогично спеканию заготовок. При изготовлении деталей методом гидростатического прессования на изделиях могут образовываться дефекты. Перечень возможных дефектов, а так же причины их возникновения приведены

втаблице 4.8.5.

Фторопласт-4НМ в основном используется для получения термогранулированного порошка (фторопласта-4ТГ). Производство основано на измельчении термообработанного предварительно спрессованного (брикетированного) фто- ропласта-4 марки «НМ» удельным давлением 30 кгс/см2. Термообработка производится в печах с принудительной циркуляцией воздуха. Скорость набора температуры составляет 40÷900С/час. Температура спекания + 375±100С. Выдержка при температуре спекания 3,5÷4,5 часа. Охлаж-

- 111 -

Глава 14.

дение до температуры +1800С производится в печи со скоростью 40÷600С/час. Дальнейшее охлаждение происходит с печью или под вытяжной вентиляцией.

Далее фторопласт направляется на специальную мельницу, где измельчается и классифицируется. Порошок Ф-4ТГ имеет следующие характеристики: средний размер частиц от 400 до 1000 мкм, насыпная плотность 500 – 800 г/дм3, индекс текучести - 12 – 16 сек. При получении порошка Ф-4ТГ в процессе его изготовления могут образовываться дефекты. Перечень возможных дефектов, их причин и способов их устранения приведены в таблице 4.8.6. Свойства Ф-4ТГ приведены в таблице 4.8.7.

Метод плунжерной RAM-экструзии заключается в получении изделий из Ф-4ТГ на плунжерных экструдерах. В зависимости от размера и типа выпускаемых изделий применяется специальная оснастка. При изготовлении экструзионных изделий порция порошка направляется плунжером в спекательную камеру, в которой происходит разогрев частиц фторполимера от комнатной температуры до температуры от +3600С до +395 0С. За счет температурного расширения фторполимера в спекательной камере создается давление, позволяющее на выходе получать готовые изделия. Длина спекательной камеры подбирается в зависимости от размера и типа выпускаемого изделия и изменяется от 1000 до 1600мм. Для обеспечения равномерности разогрева камера разбивается на зоны. Температура в каждой зоне обогрева подбирается для каждого типа изделия. Допускается для увеличения сыпучести дополнительное охлаждение порошка перед проведением операции экструзии. Параметры переработки порошка Ф-4ТГ на имеющемся заводском оборудовании приведены в таблице 4.8.8. При изготовлении деталей методом плунжерной экструзии на изделиях могут образовываться дефекты. Перечень возможных дефектов, а так же причины их возникновения приведены в таблице 4.8.9.

- 112 -

Основные сферы применения фторполимеров

Глава 15.

ОСНОВНЫЕ СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ФТОРПОЛИМЕРОВ

Следует отметить, что уникальные свойства фторполимеров порой находят самое неожиданное простое решение сложных инженерных задач, о чём мы расскажем в третьем разделе книги. Здесь коротко покажем применение ФП.

Фторполимеры в электроэнергетике.

Совершенствования конструкций генераторов, маслонаполненных трансформаторов, выключателей и другого силового электрооборудования с целью повышения его эксплуатационной надежности и экологической безопасности невозможно без применения фторполимеров. Термодинамические и физические свойства ряда негорючих диэлектрических теплопроводных фторорганических жидкостей с температурой кипения от 100 до 1800С позволяют использовать их в качестве эффективных переносчиков тепла в силовых трансформаторах взамен горючего углеводородного трансформаторного масла. Эффективно использование надежных обмоточных и монтажных проводов и кабелей во фторопластовой изоляции, уплотнений из резины на основе фторкаучуков, фторполимерных антикоррозионных покрытий оборудования и металлоконструкций в изделиях военной и другой ответственной техники. Применение теломеров для обработки проводов воздушных ЛЭП позволяет избежать обрывов проводов от гололёда.

Фторполимеры в химической, нефтяной и газовой промышленности.

Освоение промышленного плавких фторопластов и фторкаучуков позволило осуществить промышленный выпуск фторопластовых аппаратов, труб, арматуры, насосов, уплотнений, конструкционных материалов и изделий для антикоррозионной защиты технологического оборудования. Фторполимеры существенно превосходят полиэтилен, рези-

- 113 -

Глава 15.

ны, лаки, герметики, применяемые в газовой промышленности для антикоррозионной защиты и уплотнения трубопроводов, компрессоров, емкостного оборудования, арматуры и приборов, по химической стойкости, тепло- и морозостойкости, атмосферостойкости, диэлектрическим свойствам и сроку службы. К примеру, фторопласт-1 обладает высокой механической прочностью, гибкостью, стойкостью к истиранию и многократным перегибам, хорошей адгезией к различным материалам, превосходной атмосферостойкостью и стойкостью к радиации. В нефтяной и газовой, как и химической промышленности ФП – покрытия могут быть использованы для антикоррозионной защиты насосов, запорной арматуры, трубопроводов и цистерн для транспортировки и хранения агрессивных жидкостей; в качестве антиадгезионных покрытий металлоконструкций. Ф-1 и Ф-2М могут с успехом заменить полиэтилен при антикоррозионной защите газопроводов, емкостного и другого оборудования в газовой промышленности. Работы могут производиться как в заводских условиях при изготовлении оборудования, так и в полевых условиях монтажа и ремонта оборудования.

Фторполимеры в медицине.

Фторполимеры эффективно используются в медицине в качестве конструкционных материалов и изделий медицинской техники. Инженерами КЧХК совместно с Институтом сердечнососудистой хирургии им. академика А.Н. Бакулева были разработаны, освоены в производстве и клинической практике фторопластовые протезы кровеносных сосудов, трикотажная ткань, медицинский фетр, капилляры, катетеры, фильтры, диффузионные мембраны. Промышленное производство протезов кровеносных сосудов из пористого (экспандированного) политетрафторэтилена освоил научно-производственный комплекс «Экофлон» (Санкт-Петербург). Из-за неудовлетворительных условий хранения страна ежегодно теряет более 100 000 литров компонентов крови. ОАО «ГалоПолимер Кирово-Чепецк» совместно с Кировским научно-исследовательским инсти-

- 114 -

Основные сферы применения фторполимеров

тутом гематологии и переливания крови были разработаны и испытаны с положительными результатами комплекс фторопластовых изделий для криомедицины: криоконтейнеры, криопробирки, фильтры, катетеры, трубки, сосуды, соединительные и уплотнительные элементы для стационарных и переносных установок переливания компонентов крови и костного мозга. Разработан нетоксичный, безотмывочный криопротектор для стволовых кроветворных клеток костного мозга, периферической крови, тромбоцитов и лейкоцитов. О применение ПФД в качестве кровезаменителя мы подробно рассказали в первом разделе книги. Высокоэффективно его применение при лечении ожогов и т.п.

Примеры современного применения фторполимеров в строительстве и архитектуре приведены в разделе 3 данной книги. Подчеркнём, что с применением материала ЕTFE могут создаваться: игровые центры, конференц-за- лы, места для парковки автомобилей, торговые и пресс центры. Покрытия, выполненные из прочных фторопластовых пленок с применением дисперсионных красок и подсветки, способны украсить многие сооружения и являются новым словом в градостроительстве.

Основные области применения фторполимеров приведены в таблице 4.8.10 приложения 4.

- 115 -

Глава 16.

Глава 16. ХАРАКТЕРИСТИКА СОВРЕМЕННОГО РЫНКА

ФТОРПОЛИМЕРНОЙ ПРОДУКЦИИ

Если представить мир полимеров как некую эфемерную пирамиду, в которой свойства и характеристики продуктов возрастают к вершине такой пирамиды, то можно смело отнести фторопласты к пластикам специального назначения которые займут в иерархии полимеров одно из основных мест (см. рис.1). При этом фторполимеры нельзя отнести к пластикам массового производства как полиэтилен и ПВХ. Фторопласты – это высокотехнологичные полимеры специального назначения.

Рис. 1. Иерархия рынка полимеров

- 116 -

Характеристика современного рынка фторполимерной продукции

Мировой рынок фторполимеров

Рынок фторполимеров активно развивается. Спрос на уникальные высокотехнологичные продукты растет во всем мире в среднем на 5- 7% в год (см. рис.2).

Рис. 2. Динамика производства фторполимеров в мире, тыс. тонн в год.

Мировая промышленность фторполимеров может быть охарактеризована структурой с тремя рядами. Первый ряд занят компанией «DuPont»; второй ряд включает пять других главных участников рынка фторполимеров: «Solvay», «Daikin», «Dyneon», «Asahi Glass» и «Arkema Inc.» и российского производителя фторполимеров - ОАО «ГалоПолимер»; третий ряд включает растущее число производителей в таких странах как Китай, Индия.

Основными отраслями применения фторполимерных материалов являются химическая и нефтехимическая промышленность, машиностроение и электроэнергетика, архитектура и строительство (см. рис. 3).

- 117 -

Глава 16.

Рис. 3. Основные отрасли потребления фторполимеров

В производстве фторполимеров лидеров не много: из крупных компаний: DuPont, Daikin, Solvay. Существенную долю здесь занимают также компании Китая, где в настоящее время производство фторированных полимеров развивается наиболее стремительно, драйвер - увеличивающийся спрос на фторполимерную продукцию. Не последнюю роль в этом процессе играют значительные запасы флюорита в стране. Пока здесь производится в основном ПТФЭ, доля которого в общем объеме производства фторполимеров в Китае составляет 85%.

На начало 2012 года мощности по производству ПТФЭ в Китае составили 55 тыс. тонн в год при загруженности 60%. Избыток ПТФЭ в Китае наблюдается лишь в сегменте низших сортов этого продукта. Производство высококачественного ПТФЭ – пока на низком уровне, даже не смотря на то, что спрос на него высокий, в особенности со стороны стремительно развивающихся в этой стране информационных и коммуникационных технологий. Поэтому

- 118 -

Характеристика современного рынка фторполимерной продукции

существенную долю ПТФЭ высокого качества соответствующие производители вынуждены импортировать из других стран. Спрос на ПТФЭ и другие фторполимеры высок и в других странах и регионах мира. Естественно, в большей степени это касается развитых стран, где уровень развития современных технологий и качество жизни достаточно велики. Так, например, в EC различные отрасли промышленности потребляют около четверти производимого в мире ПТФЭ (см. рис. 4).

Рис. 4. Потребление ПТФЭ по регионам в 2011 году

Специалисты предполагают, что средний ежегодный темп роста рынка фторполимеров до 2020 года составит 5,7-6%. Главными отраслями, обеспечивающими высокий темп роста потребления, являются производства кабеля, проводов, автомобилей, архитектурных покрытий, которые используют преимущественно ПТФЭ, ФЭП, ЭТФЭ и

- 119 -

Глава 16.

ПВДФ (см. рис. 5). Эти фторопласты на сегодняшний день являются наиболее широко применяемыми в мире из всего класса фторполимеров.

ПТФЭ - доминирующий фторполимер, спрос на него составляет 60% мирового потребления фторполимеров (см. рис. 5). Также к числу наиболее потребляемых фторполимеров относится ПВДФ, чья доля составляет около 20% мирового потребления фторполимеров, и ФЭП, потребление которого составляет около 15% мирового потребления фторполимеров. Анализ тенденций развития мирового рынка позволяет рассчитывать на то, что существенная часть российских фторполимеров в период до 2020 года будет экспортироваться.

Рис. 5. Марочная Структура потребления фторполимеров

Россия на мировом рынке фторполимеров

Россия по объему производства фторполимеров до 1980-х годов занимала второе место после США, выпуская около 30% мирового объема этой продукции. Ассортимент разработанных в России фторопластов превосходил суммарный ассортимент всех зарубежных фирм. Машиностроение, особенно производство вооружения, полностью бази-

- 120 -