Тефлоновые покрытия: как и для чего они создаются?
История появления тефлона
Об уникальных свойствах тефлона известно многое. Изготовление антипригарной посуды – самая популярная сфера его применения в бытовых целях. Однако тефлон широко распространен и во многих промышленных областях: в медицине, приборостроении, электронике, текстильной промышленности и даже авиастроении.
Что это за материал и как он появился?
Тефлон – это зарегистрированный товарный знак политетрафторэтилена, которые был изобретен еще в 1938 году на химическом концерне DuPont. Один из его сотрудников, Рой Планкетт, случайно обнаружил, что тетрафторэтилен (ТФЭ), который был закачан в баллоны под давлением, изменил свое агрегатное состояние, превратившись из газа в порошок белого цвета.
Полученное вещество он назвал полимерным тетрафторэтиленом (ПТФЭ). Опытным путем было выявлено, что данный материал устойчив к ультрафиолету и химически агрессивным средам (кислотам, щелочам, спиртам, эфирам, бензину, фреонам). Он не способствует развитию плесени и грибка, не подвержен коррозии и не горюч, имеет нулевую гигроскопичность и очень высокое сопротивление электрическому току.
Температура начала плавления политетрафторэтилена составила, по проведенным измерениям, и составляет сегодня +260 °C. Современные разновидности ПТФЭ могут выдерживать и до +327 °С.
Полимерный тетрафторэтилен был запатентован в 1941 году, с тех пор началось его массовое производство.
В последующие годы тефлон широко применялся в качестве разделительного и защитного средства. Вначале – в военной сфере и промышленности: при производстве различных подшипников, клапанов и прокладок. С 1949 года – в пищевой отрасли.
В 1955 году была выпущена первая сковорода с тефлоновым покрытием, а уже через год свое существование начала компания Tefal Corporation, завоевавшая всемирную популярность своей продукцией с антипригарными свойствами.
Сферы применения ПТФЭ
Благодаря уникальным характеристикам политетрафторэтилен, а также смазки и антифрикционные покрытия на его основе широко применяются в самых различных отраслях промышленности.
Тефлоном покрывают внутренние поверхности трубопроводов, перекачивающих химически агрессивные жидкости. В станкостроении ПТФЭ используется для обработки подшипников и других узлов, испытывающих большие нагрузки. Пластины из фторопласта являются составными элементами эстакад, мостов и путепроводов. Скольжение по тефлону позволяет пролетам, из которых состоят эти конструкции, меньше подвергаться вибрациям, что особенно актуально в местах с повышенной сейсмоактивностью. По тем же причинам пластины из ПТФЭ используются в перекрытиях многоэтажных зданий.
Благодаря гидрофобности, химической инертности и текучести тефлон успешно применяется для уплотнения резьбовых и фланцевых соединений.
Отличная теплостойкость политетрафторэтилена позволяет использовать его при производстве аэрокосмической техники.
ПТФЭ покрывает трубопроводы и сальники в насосах, перекачивающих жидкие пищевые продукты: растительные масла, молоко, жиры, эмульгаторы.
Тефлон обладает высокой разделительной способностью, поэтому активно применяется для придания антипригарных свойств кухонной посуде, утюгам и гладильным доскам.
Тонкая пленка ПТФЭ на лезвиях бритв облегчает их скольжения и значительно продлевает срок службы.
Высокое напряжение пробоя и крайне низкие диэлектрические потери делают политетрафторэтилен отличным средством изоляции проводов в электротехнических приборах.
Тефлон широко используется в текстильной промышленности – в целях придания тканям особой прочности, устойчивости к моющим средствам, водо- и грязеотталкивающих свойств. Из материалов, пропитанных ПТФЭ, изготавливают ветро- и влагозащитную одежду, кухонные скатерти и другие изделия.
Успешные эксперименты по вживлению тефлона в тело человека позволили применять его в сфере имплантирования и протезирования: для изготовления искусственных сосудов, клапанов сердца и некоторых других частей организма.
Тефлон в составе смазочных материалов
Коэффициент трения политетрафторэтилена ниже, чем у тающего льда, и этим активно пользуются производители смазочных материалов.
ПТФЭ является компонентом автомобильных масел и полиролей, многих промышленных смазок и антифрикционных покрытий (АФП). Последние являются лучшими средствами для снижения трения и износа сопряженных поверхностей.
Покрытия на основе тефлона отличаются высокой прочностью и гладкостью смазочного слоя.
В ряде случаев они могут выполнять функцию аварийной смазки, позволяя механизмам работать даже при полном масляном «голодании».
Химическая стойкость политетрафторэтилена выше, чем у других синтетических материалов и благородных металлов, поэтому ПТФЭ-покрытия не разрушаются под воздействием кислот, растворителей, нефтепродуктов и других агрессивных сред.
Рассмотрим ПТФЭ-покрытия на примере материалов MODENGY.
Выбор конкретного АТСП зависит от поставленной задачи, конструкции обрабатываемых деталей и условий их эксплуатации.
Преимущества тефлоновых покрытий
ПТФЭ-покрытия, как и любые другие АТСП, создают на поверхностях сухую защитную пленку, на которую не налипает пыль и другие абразивные частицы.
Рис. Крепежные детали до и после нанесения покрытия MODENGY 1014
Кроме того, мельчайшие частицы политетрафторэтилена придают тефлоновым покрытиям ряд уникальных свойств:
Все эти качества позволяют назвать тефлоновые покрытия материалами XXI века. Их применение в различных отраслях дает возможность не только повышать качество продукции, но и существенно экономить на некоторых производственных процессах.
Тефлоновые ленты для запайщика. Как их можно заменить без потери качества упаковки
Приветствуем вас, уважаемые подписчики!
В этой статье поговорим о тефлоновых лентах для запайщиков упаковочного оборудования. Использование таких материалов – действенный, но отнюдь не единственный способ защитить нагревательные элементы от прилипания пленки. Хотите знать другие? Читайте дальше!
Ножи, матрицы и другие нагревающиеся элементы запаечного оборудования необходимо защищать от налипания расплавленной пленки.
Один из самых распространенных методов защиты – применение тефлоновых лент. В запайщиках и других упаковочных машинах их используют в качестве антипригарных материалов.
Рассмотрим подробнее, что представляет собой тефлоновая лента и есть ли у нее альтернативы.
Тефлоновая лента: что это?
Тефлоновую ленту начали использовать в упаковочной промышленности сравнительно недавно. Она выполняет роль антипригарного и антиадгезионного материала – предохраняет нагревательные элементы запайщиков от контакта с расплавленной пленкой.
Такая лента производится на основе стекловолокна, пропитанного тефлоном (ПТФЭ). Готовый продукт имеет светло-коричневый, коричневый или черный цвет. С одной стороны лента снабжена клеевым слоем из силикона или акрила.
По сути тефлоновая лента – это альтернатива заводскому тефлоновому покрытию. Со временем оно повреждается и требует замены – и тут на помощь приходят современные разработки.
Преимущества и недостатки тефлоновых лент
Тефлоновые ленты имеют свои преимущества и недостатки.
В числе достоинств можно отметить:
Главный минус таких лент – их недостаточная химическая стойкость и сравнительная недолговечность. Учитывая немалую стоимость изделий, это весьма существенные недостатки.
Альтернативы тефлоновым лентам
Самая «близкая» альтернатива тефлоновой ленте – тефлоновая ткань. Она изготавливается из того же стекловолокна, специальным образом пропитанного водной суспензией тефлона.
Каркас стеклоткани отвечает за ее высокие прочностные показатели. От ленты она отличается разве что большей шириной.
Вместо лент, скотчей, тканей для защиты запаечных элементов используют специальные антиадгезионные и антипригарные покрытия. В нашей стране они выпускаются компанией «Моденжи».
За счет включения твердых смазочных частиц антипригарные покрытия MODENGY 1007 и MODENGY 1014 устойчивее к износу и долговечнее, чем тефлон и материалы на его основе. Кроме того, составы можно наносить на поверхности любой формы и размеров. По термостойкости покрытия также выигрывают, поэтому их использование во многих случаях более оправданно.
Другие области применения тефлоновых лент
Тефлоновые ленты могут использоваться не только в упаковочном оборудовании. В сферу их применения входят:
Ленты, так же как тефлон и другие антипригарные покрытия, изолируют контактирующие поверхности и не дают им «свариваться».
А что вы знаете о тефлоновых лентах и покрытиях?
Еще больше интересных и познавательных статей можно найти на нашем сайте
Особенности тефлоновых покрытий
Т ефлоновые покрытия обладают уникальными характеристиками благодаря ПТФЭ (политетрафторэтилену) и широко применяются для решения различных производственных задач. В данной статье рассмотрим особенности и область применения данных материалов.
Тефлон (ПТФЭ, политетрафторэтилен) – это один из самых известных видов твердых смазочных материалов. Он обладает уникальными свойствами и применяется в самых различных сферах деятельности человека – начиная производством антипригарной посуды и заканчивая аэрокосмической промышленностью, где используются тефлоновые покрытия и смазки на основе данного вещества.
Краткая история ПТФЭ
Тефлон был изобретен случайно. В апреле 1938 года Рой Планкетт, сотрудник химической корпорации DuPont, обнаружил, что тетрафторэтилен, закаченный под давлением в баллоны, из газообразного состояния превратился в белый порошок. Полученное вещество назвали полимерным тетрафтоэтиленом (ПТФЭ).
Дальнейшие исследования показали, что этот материал не восприимчив к воздействию плесени, грибка, уксусной, азотной и серной кислотам, спиртам, фреонам, щелочам, бензину и эфирам. Он также стоек к УФ-излучению, обладает нулевой гигроскопичностью, негорючестью, не подвержен коррозии и имеет очень высокое сопротивление электрическому току.
Температура плавления ПТФЭ составляет +260 °C, но современные его разновидности могут выдерживать до +327 °C.
В 1941 году был зарегистрирован патент на полимерный тетрафторэтилен и началось массовое производство данного материала.
В последующие годы тефлон использовался в военной промышленности, а также для производства клапанов, подшипников, прокладок и других деталей общепромышленного назначения. Начиная с 1949 года политетрафторэтилен начали применять в пищевой промышленности. В 1955 году была выпущена первая в мире сковорода с антипригарным покрытием на основе тефлона, а через год появилась компания Tefal Corporation, продукция которой и сегодня пользуется огромной популярностью.
Но основное применение ПТФЭ – в качестве разделительного и защитного средства, которое образует на поверхностях практически бесцветную гибкую и эластичную пленку. Одним из главных преимуществ вещества перед другими твердыми смазками является очень низкий коэффициент трения, который сохраняется даже при низких температурах.
Область применения тефлона
Тефлоновые покрытия широко применяются в электротехнической, пищевой, химической промышленности, медицине и военной сфере.
В станкостроении ПТФЭ применяется для обработки подшипников и других узлов, работающих при высоких нагрузках. В химической промышленности политетрафторэтилен выстилает трубопроводы, служащие для перекачки химически агрессивных жидкостей. В строительной сфере используются пластины из фторопласта, которые являются элементами путепроводов, мостов и эстакад. Скольжение по тефлону позволяет конструкциям, состоящих из этого материала, откликаться на вибрации, что особенно важно в областях с повышенной сейсмической активностью. Поэтому пластины из ПТФЭ также используются в высотных зданиях в местах крепления балок перекрытия.
Благодаря текучести, гидрофобности и химической инертности политетрафторэтилен широко используется в уплотнительных материалах для резьбовых и фланцевых соединений.
Высокая термостойкость позволяет применять вещество при производстве аэрокосмической и высокочастотной техники.
В пищевой промышленности тефлоном покрывают сальники в насосах и трубопроводы, служащие для перекачки молока, растительных масел, эмульгаторов, жиров.
В текстильной промышленности ПТФЭ обрабатывают ткани. Это придает им прочность, грязеотталкиваюзие свойства и стойкость к моющим средствам. Из таких тканей производят ветровки, кухонные скатерти и т.д.
В медицине ПТФЭ применяется в сфере протезирования и имплантирования. Его используют для изготовления сердечных клапанов, искусственных сосудов и некоторых других важных составляющих организма.
Самое известное применение тефлона – в качестве антипригарного покрытия. Материал используется при производстве посуды: кастрюль, форм для выпечки, сковород, а также гладильных досок и утюгов. Его также наносят на лезвия бритв для облегчения скольжения и увеличения их срока службы.
Благодаря высокому напряжению пробоя и очень низким диэлектрическим потерям вещество служит для изоляции проводов в электротехнических приборах.
Смазочные материалы на основе тефлона
ПТФЭ обладает самым низким коэффициентом трения среди других твердых веществ. Поэтому это вещество активно используется производителями смазочных материалов. Оно входит в состав автомобильных масел, промышленных смазок, полиролей и антифрикционных покрытий. Материалы на основе мелкодисперсного фторопласта обеспечивают высокую прочность и износостойкость смазочного слоя.
Частицы политетрафторэтилена, оседая на взаимодействующих поверхностях, улучшают их скольжение, снижают фрикционный износ и трение. Тефлоновое покрытие в ряде случаев выполняет функцию аварийной смазки обеспечивая работоспособность узлов даже при полном отсутствии смазочного материала.
Отвержденные ПТФЭ-покрытия обладают исключительной химостойкостью, поэтому они не разрушаются под воздействием кислот, масле, растворителей и т.д.
Рассмотрим особенности ПТФЭ-покрытий на примере материалов российской компании «Моделирование и инжиниринг».
В линейку тефлоновых покрытий MODENGY входят следующие АФП.
MODENGY 1010 и MODENGY 1011 обладают высокой адгезией, антикоррозионными свойствами и устойчивы ко многим химически агрессивным средам. АТСП совместимы с эластомерами и пластмассами, работают в качестве аварийной смазки, предотвращают прерывистое движение и обеспечивают эстетичный внешний вид обработанных деталей.
Они применяются в направляющих автомобильной техники, гильзах пневмооборудования, пружинах, скобах, замках, подвижных уплотнениях с полимерными материалами, резьбовых соединениях в приборостроении и автомобильной технике, направляющих скольжения в печатном оборудовании и приборостроении, поверхностях скольжения оборудования по переработке полимеров (запаечных губках, калибраторах, охлаждающих столах).
MODENGY 1014 кроме тефлона содержит дисульфид молибдена, который увеличивает износостойкость и несущую способность материала, а также придает ему серый цвет. Это покрытие, как и два предыдущих, отверждается при нагреве. Оно используется в узлах трения скольжения, которые подвержены воздействию влаги, пыли, высоких температур и агрессивных химикатов.
Оно используется при обслуживании автомобильных механизмов (замков, петель, крепежных элементов), подшипников и направляющих скольжения, шлицевых и шпоночных соединений, авиационно-космической техники, нефте-газового оборудования. и других узлов с парами трения металл-металл.
Покрытие обладает отличной адгезией адгезией, прочностью на электрический пробой, высокими антикоррозионными свойствами и длительным сроком службы. Оно предотвращает скачкообразное движение и эффективно защищает детали от фреттинг-коррозии, повышая надежность деталей.
Выбор определенного покрытия зависит от поставленной задачи, конструкции обрабатываемых деталей и условий их эксплуатации.
Все перечисленные тефлоновые покрытия представляют собой сухую смазку, на которую после полимеризации не налипает пыль, абразивы и другие загрязнения.
Широкое распространение оно нашло при обслуживании автомеханизмов (замков, петель, крепежных элементов), подшипников и направляющих скольжения, шлицевых и шпоночных соединений, а также других узлов с парами трения металл-металл.
MODENGY 1014 применятся в авиационно-космической технике, а также на объектах нефте-газового комплекса.
Покрытие обладает прекрасной адгезией, прочностью на электрический пробой, высокими антикоррозионными свойствами и длительным сроком службы. Оно предотвращает скачкообразное движение и эффективно защищает детали от фреттинг-коррозии.
Помните, что при выборе покрытия следует учитывать поставленную перед ним задачу, конструкцию обрабатываемых деталей и условия их эксплуатации.