Полимер о котором пойдет речь в этой статье обладает уникальными свойствами, которые позволили использовать его и внутри организма человека и внутри атомной бомбы и даже в качестве покрытия посадочного лунного модуля. Перечислим эти необычные свойства:
- работает в широком интервале температур от -269°C до +253°C;
- по химической стойкости и инертности превосходит золото, платину, кварц, графит и все синтетические материалы, ему не страшно кипячение в смеси азотной и соляной кислот, в так называемой «царской водке»;
- отличается аномально низкой сцепляемостью (адгезией) - простым языком: этот пластик очень скользкий, коэффициент трения даже ниже чем у тающего льда – наименьший среди всех доступных на сегодня антифрикционных материалов, так же обладает эффектом «самосмазывания»;
- обладает высоким электрическим сопротивлением, великолепный диэлектрик и изоляционный материал;
- гидрофобный – способен отталкивать воду, совершенно не впитывает воду;
- биологически инертен – пластик не подвержен повреждениям микроорганизмами, не взаимодействует с человеческими тканями, устойчив к ультрафиолету, радиации, морской воде, маслам и тд;
На самом деле мы используем изделия из этого материала в своем обиходе практически ежедневно. Вот лишь небольшой перечень вещей из нашего постоянного окружения, которые содержат в своем составе в том или ином виде этот полимер:
- покрытие лезвий для бритв (для лучшего скольжения);
- элементы запорной арматуры (шаровые краны, задвижки);
- лак для ногтей, средства для волос;
- покрытия для обуви и одежды, пропитка тканей изделий для туризма, спорта и активного отдыха (ткани после пропитки становятся водонепроницаемыми, грязеотталкивающими и ветрозащитными, при этом они прочные, легкие и удобные, а главное – паропроницаемые, то есть дышащие их еще называют «мембранные»);
- ювелирные украшения (серьги, украшения для пирсинга - такое покрытие снижает риск развития инфекции в месте прокола);
- коврики для выпекания, подошва утюгов, антипригарное покрытие для кухонной посуды, покрытие гладильных досок и даже стенки домиков для нелетающих насекомых;
- так же мы ходим и проезжаем по мостам и живем в домах, в конструкции которых есть этот полимер.
Секретные материалы
Удивительно, но открыт этот материал был совершенно случайно и не целенаправленно. PTFE (ПТФЭ) –политетрафторэтилен – синтетический полимер, спонтанно открытый 27-летним химиком, Роем Планкетом, работающим в исследовательской лаборатории компании DuPont в Нью-Джерси в 1938 году. Он работал над хладагентами и в ходе неудачного эксперимента обратил внимание на образовавшийся осадок в одном из баллонов с хладогентом. Осадок могли и не заметить и не придать ему значения, но по правилам проведения химических опытов, его необходимо было изучить, чем в последствии и занялся молодой химик и был крайне поражён полученными результатами. Полимер не подвергался воздействию едких кислот даже при нагреве, он не растворялся в растворителях, он мог подвергаться воздействию температур до -269°С, не становясь хрупким, и до +253°С без ухудшения свойств, а при нагреве до 500°С не воспламенялся и не обугливался. Планкетт также заметил, что на ощупь материал очень скользкий, что и привело его в дальнейшем к коммерческому успеху. К 1941 году PTFE был запатентован и запущен в массовое производство под торговой маркой «Тефлон».
Мирный и не очень мирный атом
В США в те годы активно шла работа по разработке атомного оружия в рамках Манхэттенского проекта. Уникальные эксплуатационные свойства нового полимера сразу оценили военные, и данные о способах его получения долгое время были засекречены. В силу своей инертности к радиации и крайней устойчивости к агрессивным средам, новый материал нашел применение в атомной бомбе в качестве прокладок, клапанных уплотнений, футеровок реакторов и труб, так же тефлон использовался для диффузионных мембран для обогащения урана непосредственно в бомбе.
Так же тефлоновую оболочку наносят на пули и орудийные снаряды, низкое трение этого покрытия увеличивает ресурс работы стволов, а пули получаются с повышенной проникающей способностью.
Что лучше купить фторопласт или тефлон?
Первые фторполимеры попали в СССР на американской военной технике, поставлявшейся по лендлизу из США в годы Второй Мировой войны в составе различных уплотнений и подшипников а также вместе с американскими танками, фторполимерная прокладка применялась там вместо смазки в механизме поворота башни. Все попытки узнать или даже выкупить технологию изготовления тефлона советским ученым у американцев оставались безуспешными — технология имела стратегическое значение и тщательно оберегалась. Советским химикам понадобилось несколько лет, чтобы изобрести собственный способ производства «фторопласта» – такое название получил тефлон в СССР. Процесс сопровождался многими трудностями и даже опасностями: с исходными веществами приходилось работать под большим давлением, что было чревато взрывами. Однако, в 1947 в Научноисследовательском институте пластических полимеров (НИИПП) получили первый отечественный политетрафторэтилен, который назвали «фторопластом-4» (цифра в конце означает количество фтора в звене полимерной цепи). В 1949 году заработало первое опытное производство, были выпущены первые заготовки из фторопласта-4, изготовленные методом формования и последующего спекания. К слову существует еще фторопласт-3, его отличает высокая оптическая прозрачность и повышенная стойкость к химически агрессивным веществам. Из фторопласта-3 изготавливают смотровые стекла и глазки, уплотнители и мембраны, прозрачные элементы насосного и измерительного оборудования. Резюмируем: купить фторопласт или купить тефлон – это в итоге приобрести один и то-же материал!
А как связан фторопласт и землятресения и при чем здесь рыболовные снасти?
Новый материал начал активно заполнять многие сферы жизни человека. Так, французский инженер-химик применял тефлон для изготовления своих рыболовных снастей, материал был очень скользкий и снасти можно было легко распутывать, однако его жена, равнодушная к рыбалке подумала, что более интересное и полезное применение такого гладкого и непачкающегося материала как тефлон – не дать пище пристать к поверхности сковороды и кастрюли. Это одна из версий, как появилась посуда с антипригарным слоем из тефлона. В 1956 году выпустили первую пробную партию сковородок с антипригарным покрытием, получившим столь известный ныне бренд «Тефаль». Название Тефаль (Tefal) является сочетанием первых слогов слов «ТЕФлон» и «АЛюминий». Кстати, до сих пор не известно, опасно ли это покрытие для здоровья человека, в интернете, можно найти информацию, о том, что в ряде стран тефлоновое покрытие вообще запрещено, даже снят фильм на это тему.
Предельно низкий коэффициент трения у фторопласта помог создать менее восприимчивые к землятресениям здания. Сейсмоизолирующий скользящий пояс выполняется в виде ряда опор, расположенных между фундаментом здания и надземными конструкциями, как правило, в местах пересечения продольных и поперечных стен. Каждая опора имеет две пластины — из нержавеющей стали и фторопласта. Данный пояс позволяет поглотить вибрации земной коры.
От сердечных клапанов до конденсаторов
Фторопласт инертен по отношению к человеческим тканям и не вызывает отторжения, поэтому подходит для изготовления имплантатов, например, сердечных клапанов, протезов, искусственных сосудов. Широко применяются тефлоновые контейнеры для хранения крови и плазмы, а также элементы систем переливания крови. В хирургии – элементы костей и суставов, которые ранее изготавливали из титана.
В пищевой промышленности фторопластовые покрытия наносят на внутренние поверхности трубопроводов для перекачивания растительных масел, животных жиров, молочных продуктов. Они защищают трубы от налипания пищи, облегчают мытье технологических линий. С этой же целью тефлоновую защиту наносят при изготовлении экструзионных форм (для мучных, макаронных, кондитерских изделий). Тефлоновый слой используется в качестве антипригарного покрытия в емкостях и оборудовании для термической обработки продуктов. Эта технология также широко используется на пекарнях (формы для выпечки), в общественном питании и быту (сковороды, кастрюли, противни, мешалки).
Коэффициент трения у фторопласта крайне низкий. Это уникальное свойство делает тефлон востребованным у производителей смазочных материалов. Наряду с другими компонентами ПТФЭ входит в состав антифрикционных покрытий. Новый материал активно добавляется в различные смазки. А в ряде случаев тефлоновые покрытия могут выполнять функцию аварийной смазки, позволяя механизмам работать даже при полном масляном «голодании».
Не обошел фторопласт и строительство, наряду с сейсмопоясом, о котором было сказано выше, тонкая уплотнительная тефлоновая лента "ФУМ" – это надежный и долговечный вариант для уплотнения резьбовых соединений в трубопроводных коммуникациях (водопровод, отопление, газ).
Благодаря уникальным диэлектрическим свойствам, фторопласт с успехом применяется в электротехнике, электронике, кабельной промышленности и приборостроении. Изоляционные материалы используются в различного рода конденсаторах, платах и катушках. Особенно важно, что примененные частей и изделий из фторопласта позволяют использовать узлы приборов в различных атмосферных условиях и противостоять воздействию агрессивных сред.
Флубон или углефторопласт
В нашей следующей статье мы более подробно рассмотрим диэлектрические свойства фторопласта и различные формы его выпуска промышленностью, чтобы купить фторопласт для любых целей, а так же узнаем, что такое флубон.
В компании ООО «Диэлектрик» Екатеринбург можно всегда выгодно купить фторопласт высокого качества в виде листов, стержней или ленты "ФУМ".