Поливинилфторид, поливинилиденфторид и сополимеры винилиденфторида

ПВФ — прозрачный термопластичный кристаллический полимер, выпускаемый в виде белого порошка с температурой плавления 190-198 "С. Этот полимер сочетает высокую прочность (см. табл. 8.2) с отличной стойкостью к атмосферным воздей­ствиям и с хорошей адгезией к металлам, дереву, пластмассам, строительным мате­риалам. Диэлектрические показатели его хуже, чем у других фторопластов. Чаще всего ПВФ применяют в виде пленочного материала в химической промышленности и в строи­тельстве для антикоррозионной и декоративной отделки наружных и внутренних стен зданий, промышленных сооружений, общественных учреждений, вагонов, само­летов. Пленку готовят методом экструзии и методом полива из раствора полимера в диметилсульфоксиде, бутиролактоне или диметилфталате.

ПВДФ — прозрачный термопластичный полимер, выпускаемый в виде тонкого или волокнистого порошка белого цвета, а также в виде суспензий в смеси спирта с диметилформамидом. По сравнению со всеми другими фторопластами он обладает наиболее высокими механическими свойствами (см. табл. 8.2) и наилучшей перера- батываемостью в изделия методами литья под давлением и экструзии. ПВДФ пла­вится при 170-171 "С, степень его кристалличности достигает 60-65 %. Благодаря прочности, износостойкости, жесткости и устойчивости к ползучести, стабильности размеров изделий в широком интервале температур, хорошей радиационной и хими­ческой стойкости ПВДФ используется для изготовления труб и деталей трубопро­водов для транспортировки агрессивных жидкостей, облицовочных материалов для емкостей, насосов, вентилей, клапанов, электроизоляции приводов и защитных по­крытий для электротехнического оборудования, лакотканей в производстве слоистых материалов и пленок для упаковки реактивов, медикаментов и других препаратов.

Термостойкий и химически стойкий полимер, сочетающий эластичность с высо­кой прочностью и хорошей растворимостью, получают сополимеризацией ВДФ с ГФП. Его применяют для получения термостойких лаковых покрытий, а также пле­нок методом полива 15-20 %-ного раствора в кетонах или сложных эфирах. Пленки и покрытия предназначены для изоляций проводов, изготовления мембран, прокладок и других изделий.

Марочный ассортимент фторопластов

Ассортимент фторопластов, выпускаемых промышленностью, чрезвычайно ши­рок. Разработаны фторопласты с разнообразным сочетанием физико-механических, электрических, термических, химических, реологических свойств.

На основе ПТФЭ выпускают фторопласты следующих марок; фторопласт-4, -4Д, -4ДП, -4ДПТ, -4ДМ и др. — это термостойкие, устойчивые к агрессивным средам материалы. Они обладают исключительно высокими диэлектрическими показателя­ми, высокими антифрикционными свойствами. В связи с тем что фторопласт-4 не может переходить в высокоэластическое и вязкотекучее состояние, его переработка в изделия проводится методом предварительного формования заготовки на холоду с последующим спеканием.

Разработаны плавкие фторопласты, которые могут подвергаться многократному высокотемпературному формованию, не претерпевая термодеструкции и не изменяя основных свойств. Это фторонласт-4МБ, -40,42, -3,4Н, -ЗМ, -30, -32Л, -2, -2М и др. Плавкие фторопласты уступают фторопласту-4 по теплостойкости, диэлектрическим, антифрикционным и антиадгезионным свойствам, однако они надежны в работе при высоких механических нагрузках, повышенной радиации, которых фторопласт-4 не выдерживает. Плавкие фторопласты могут быть получены в виде концентрирован­ных суспензий. Покрытия из таких суспензий отличаются повышенной адгезией к металлам. Покрытия можно получать методом порошкового напыления.

Некоторые плавкие фторопласты (Ф-26, -23, -42, -4Н, -2, -2М, -1) обладают изби­рательной растворимостью в органических растворителях. Их применяют для полу­чения пленок, покрытий, лакотканей, волокон.

Гомологический ряд фторированных полимеров включает фторопласт-1 (поли- винилфторид), фторопласт-2 (поливинилиденфторид), фторопласт-3 (политриф- торэгилен) и фторопласт-4 (политетрафторэтилен). С уменьшением количества фто­ра в полимере снижается плотность полимера, что позволяет снижать массу изделия, его стоимость.

Разработаны различные разновидности фторопластов, позволяющие расширять области практического использования и создавать материалы и изделия с комплек­сом необходимых эксплуатационных характеристик.

Например, фторопласт-2М отличается от Ф-2 большей эластичностью и более низкой температурой плавления. Фторопласты-2Б и -2МБ обладают более высокими электрическими свойствами. Фторопласт-2БА превосходит все марки фтороплас­тов на основе ПВДФ по адгезии и обладает повышенными цвето- и светостабилыю- стыо. Фторопласт-2МЭ пригоден для изготовления микропористых фильтров с вы­сокой проницаемостью, применяемых для ультрафильтрации агрессивных сред.

Модификацией фторопласта-3 получен фторопласт-ЗМ, отличающийся меньшей скоростью кристаллизации, меньшим размером образующихся при кристаллизации сферолитов и более высокой молекулярной массой. Изделия из фторопласта-ЗМ более прозрачны, чем изделия из фторопласта-3. По физико-механическим свой­ствам он мало отличается от фторопласта-3, но более эластичен.

Фторопласт-4МБ обладает почти всеми свойствами фторопласта-4, но способен перерабатываться в изделия обычными для термопластов методами экструзией, ли­тьем под давлением, прессованием. Эта способность фторопласта-4 МБ обусловлена пониженной вязкостью его расплава (10³-10⁵ Па • с при 300 °С) по сравнению с вязко­стью расплава фторопласта-4 (10¹⁶ Па • с при 370 °С).

Фторопласт-4МБ-2 — разновидность фторопласта-4 МБ. Он отличается лучшей термостабильностыо, более высокими диэлектрическими показателями. Фторопласт-4 МД выпускается в виде концентрированной водной суспензии и применяется для получения антикоррозионных, антиадгезионных, электроизоляционных, анти­фрикционных покрытий, лакотканей и свободных пленок.

Фторопласт-40 по сравнению со фторопластом-4 имеет более высокую прочность, твердость, износостойкость и способен перерабатываться в изделия обычными для термопластов методами. Изменяя условия полимеризации, можно получить поли­мер с различной молекулярной массой и вязкостью расплава 10³-10⁸ Па • с.

Фторопласт-400 имеет высокие оптические характеристики. Оптическая про­зрачность: светопропускание в видимой части спектра составляет 90-95 %, светорас­сеяние 5-8% и не зависит от толщины образца (до 10 мм). Высококачественные опти­ческие изделия можно получать методами прессования и экструзии без закалки. Изделия сохраняют свою прозрачность до 150 °С при выдержке в течение 3 ч. При 100-120 °С фторопласт-400 сохраняет высокую прочность при растяжении (24,5 МПа) и не утрачивает эластичность при низких температурах.

134