Вред фторопласта для здоровья человека

Фторопласт: его свойства и влияние на здоровье человека

Популярность такого распространенного материала как фторопласт с каждым годом только растет. Полимер с белым оттенком, содержащий в своем составе фтор, широко применяется при изготовлении трущихся деталей машин и других подвижных элементов конструкций. Этот материал также востребован в легкой промышленности (в пищевой отрасли), где без фторопластового сырья невозможно представить производство посуды, тары, контейнеров и других изделий для хранения, обработки и перевозки продуктов.

Для домашнего мастера фторопласт — идеальный материал для изготовления прокладок, втулок, деталей подшипников и массы других деталей, которые в процессе эксплуатации должны проявлять прочность, температурную и химическую устойчивость, минимальное трение.

Особенности фторопласта как сырья

Причины, объясняющие большую популярность фторопласта, связаны с привлекательными техническими характеристиками этого материала. Некоторые из них перечислены ниже:

устойчивость к механическим деформациям и прочность на разрыв;

хорошие показатели по влагостойкости, устойчивости к органическим растворителям и ультрафиолету, и возможность использования в широком диапазоне температур (сохраняет эластичность в диапазоне от -70 до +270 градусов по шкале Цельсия);

повышенная стойкость к химическим реактивам, щелочам и агрессивным кислотам (самая высокая среди полимерных материалов и выше, чем у золота, платины);

легкость обработки сверлением, точением, шлифованием, фрезерованием;

экологическая, физиологическая и биологическая безопасность.

Именно этими свойствами материала объясняется высокий спрос на фторопласт при производстве бытовой посуды, включая сковороды с антипригарным покрытием.

Мифы о вредности фторопласта

Слухи о якобы вредном влиянии фторопластовых бытовых изделий на здоровье человека очень живучи и постоянно муссируются на страницах различных изданий. Поэтому следует внимательно изучить их причину и разобраться с источниками. Начнем с того, что современная хозяйка не может представить свою кухню без сковород, сотейников или кастрюль высокого качества. Каждая из них стремится приобрести изделия, на которых бы пища совсем не пригорала.

Учитывая это, промышленность освоила выпуск недорогих сковород со специальным антипригарным политетрафторэтиленовым покрытием. При их изготовлении первоначально использовалась перфтороктановая кислота (ПФОК), широко применяемая и в других производствах. Отмечается, что по мере роста популярности новых изделий появилась информация о том, что эта составляющая покрытия обладает канцерогенным действием.

Постепенно со временем сформировался негативный стереотип, основанный на слухах о вредности фторопласта. При этом не учитывалась одна важная деталь, заключающаяся в следующем. Еще на этапе становления производства сковород вредная составляющая покрытия (ПФОК) была полностью заменена новым компонентом на основе перфторполиоксиэтиленкарбоновой кислоты. Она получила название ПОЭК и совершенно безопасна для здоровья (не содержит канцерогенов).

Таким образом современные кухонные изделия с антипригарным полимерным покрытием не причиняют человеку абсолютно никакого вреда. Купить заготовки материала для технических нужд вы можете на нашем сайте по вполне приемлемой цене и в нужном количестве.

Марки фторопласта

На сегодняшний день предприятия химической промышленности выпускают три основные марки фторопласта — гомополимеры поливинилиденфторид (Ф2), политрифторхлорэтилен (Ф3) и политетрафторэтилен (Ф4), а также их сополимеры, представляющие собой комбинацию из цепочек гомополимеров Ф2, Ф3 и Ф4 (в состав может также входить пропилен). Марки материала различаются по ряду параметров: тепло- и электропроводности, рекомендуемому температурному режиму эксплуатации, плотности, степени растворимости в кислотах и щелочах.

Наиболее востребованным материалом является фторопласт Ф4, изделия из которого изготавливают методом прессования, после чего запекают при высокой температуре (360–370 °C). На производстве используется также метод экструзии. Технология заключается в подаче в экструдер полимерного порошка под большим давлением, спекания и получении на выходе изделий большой длины (до 5 метров). Довольно часто для придания материалу определенных свойств или их усиления в состав сырья вводятся дополнительные компоненты — модификаторы. Это может быть кокс, стекловолокно, кобальт и т.п. В этом случае к маркировке фторопласта добавляются буква «М» и число, показывающее количество добавок, присутствующих в составе материала.

Заготовки из фторопласта

Стоит отметить, что по обеим описанным выше технологиям изготавливаются либо заготовки для дальнейшей обработки, либо готовые изделия с простейшей геометрией — стержни, трубки, пластины. Последующую механическую обработку заготовки из фторопласта проходят на металлорежущих станках.

Типоразмеры стандартных изделий следующие:

пластины квадратной формы 250х250, 300х300 и 500х500 мм;

втулки и кольца с внешним диаметром от 50 до 360 мм для изготовления оболочек, прокладок, манжет, уплотнительных колец;

стержни по методу горизонтального прессования длиной до 500 мм;

стержни по методу вертикального прессования длиной не более 110 мм (имеют более высокие физико-механические свойства).

Из заготовки в виде втулки в домашних условиях можно изготовить линейные подшипники для принтера. Фторопластовая прокладка впускного коллектора, изготовленная своими руками из пластины, значительно уменьшает температуру в нём. Из того же материала автомобилисты изготавливают прокладку дросселя, представленную на фотографии выше. Довольно часто трубки из фторопласта используются в автомобильных мастерских для восстановления амортизационных стоек.

Источник

Свойства и характеристики фторопласта

Фторопласт создан в 1938 году. Он очень быстро стал популярным и востребованным материалом, который используется в самых разных отраслях – от медицины до военной промышленности. А все благодаря уникальным для полимеров свойствам. Чем же так хорош этот пластик? Предлагаем подробное описание свойств и физико-химических характеристик фторопласта, его преимуществ и недостатков.

Общие данные

Под названием «фторопласт» чаще всего имеется в виду Ф-4 (это самый распространенный и недорогой из всех фторопластов). Его химическая формула – (-C2F4-)n. В мире полимер известен по аббревиатуре PTFE (политетрафторэтилен, у нас ПТФЭ) и по многим фирменным названиям, которые прижились и стали общими (тефлон, галон, флубон, алгофлон, хостафлон, полифлон, гафлон, сорефлон).

Чистый фторопласт – это белый непрозрачный пластик, гладкий и скользкий на ощупь. Основные свойства, которые отличают его от других пластмасс:

высочайшая химическая инертность – устойчивость к кислотам, щелочам, нефтепродуктам, растворителям (выдерживает даже кипячение в «царской водке»);
устойчивость к воздействию водяного пара, полная неспособность к водопоглощению;
стойкость к воздействию высоких и низких температур (начинает плавиться при 327 °С, но не переходит в текучее состояние).

Если дополнить эти характеристики еще и высокими диэлектрическими и антифрикционными показателями фторопласта, можно увидеть, что такое сочетание полезных свойств не встречается ни в одном другом материале. Но даже его можно улучшить. Поэтому сейчас, кроме чистого полимера, производят фторопласт с наполнителями (добавляют в композиции графит, стекловолокно, порошки металлов).

Популярные марки фторопласта Ф-4 (и область их применения):

ПН (электротехника, изделия повышенной надежности);
О (изделия общего назначения);
Т (толстостенные изделия);
А (изостатическое и компрессионное прессование при производстве изделий точного размера);
С (специальные изделия высокой надежности).

Выпускают материал в виде готовых изделий, но чаще в форме заготовок – листов, пленок, втулок, стержней. Подробнее о разных марках полимера и особенностях его производства смотрите в нашей статье здесь.

Преимущества ПТФЭ:

малая пористость;
практически нулевое водопоглощение;
низкая адгезия;
низкий коэффициент трения;
химическая инертность;
биологическая инертность;
огнестойкость;
высокая электрическая прочность;
сохранение свойств даже при критических изменениях температуры;
низкая электропроводность (материал – диэлектрик, отличный электроизолятор);
простота механической обработки.

Недостатки:

низкая износостойкость;
высокая холодная текучесть;
способность образовывать летучие соединения, вредные для здоровья (правда, фторопласт выделяет их только при нагревании свыше 300 °С);
материал не поддается склеиванию (это следствие низкой адгезии).

Физико-химические свойства

Плотность, г/см 3

2,14–2,26 Теплоемкость, кал/г·°С 0,25

Коэффициент теплового линейного расширения 1·10 -5 °С

8–25 Теплопроводность, ккал/м, ч·°С 0,2 Температура стеклования, °С -120 Температура плавления, °С 327 Минимальная рабочая температура, °С -269 Максимальная рабочая температура, °С 260 Водопоглощение за 24 часа Теплостойкость по Вика, °С 110 Термостабильность при 415 °С, ч, не менее 110 Температура разложения, °С Более 415 Потеря массы при 420 °С за 5 часов, % за 3 часа 0,2 Атмосферостойкость превосходная Химическая стойкость Все минеральные и органические кислоты, щелочи, органические растворители, окислители, газы

Пластик не смачивается водой и не поддается ее воздействию даже при длительных испытаниях. Он также устойчив к поглощению других веществ, на нем не образуются отложения.
Отлично переносит эксплуатацию в тропических условиях, не повреждается грибками и бактериями.
Химическая и биологическая инертность дают возможность использовать ПТФЭ в медицине и пищевой промышленности. Он совершенно не опасен, в обычных условиях не взаимодействует с физиологическими жидкостями и не выделяет вредных соединений.
Температурная устойчивость позволяет фторопласту сохранять стабильность и работоспособность в диапазоне -269…+260 °С.
Химически разрушить материал можно, только используя расплавы щелочных металлов, элементарный фтор, трехфтористый хлор (при высокой температуре).
Необычайно высокая химическая стойкость фторопластов – это результат высокого экранирующего эффекта, которым обладают электроотрицательные атомы фтора.
Полимер способен пропускать ультрафиолетовые лучи, он устойчив к окислению и гидролизу.
Высокая устойчивость к старению позволяет предоставлять длительный гарантийный срок хранения фторопласта без снижения качества – 20 лет и более.

Газопроницаемость ПТФЭ

Плавление и горение

При температуре плавления (327 °С) материал теряет кристаллическую структуру, становится аморфным и прозрачным. Но вплоть до начала термического разложения (415 °С) он остается в высокоэластичном состоянии, не переходя в вязкотекучее.
Материал горит только при доступе кислорода и наличии открытого огня (как только вытащить его из пламени, он потухнет). Фторопласт при горении не расплавляется, а обугливается и выделяет очень мало тепла – в 10 раз меньше, чем горящий полиэтилен. Во время горения в обычных условиях выделяются соединения фтора, который вреден для живых организмов (но в вакууме их выделения не происходит).
Полимер начинает разлагаться при температуре выше 415 °С.

Механические свойства

Предел прочности при растяжении, кгс/см 2

Предел прочности при сжатии, кгс/см 2

Модуль упругости при сжатии, кгс/см 2

Предел прочности при статическом изгибе, кгс/см 2

Модуль упругости при изгибе (при 200 °С), кгс/см 2

Удельная ударная вязкость, кгс·см/см 2

Твердость по Бриннелю, кгс/мм 2

Характеристика	Значение
Воздух	200–300
Удлинение при разрыве, %:	300–350
относительное	350–500
остаточное	250–350
3–4
Твердость по Шору при 20 °С:	–
шкала С	85–87
шкала D	55–59
Твердость по Роквеллу (шкала I)	80–95
Коэффициент Пуассона	0,45
Коэффициент трения по стали	0,2

Низкая поверхностная адгезия материала – это следствие его исключительно низкой поверхностной энергии.
При определенных условиях и без того низкий коэффициент трения может снижаться до 0,02.
Одно из важных эксплуатационных преимуществ фторопласта – возможность легко обрабатывать его механически. Он режется, сверлится, шлифуется.

Физико-механические свойства фторопласта зависят от температуры. Вот так, например, меняются показатели нагрузки, необходимой, чтобы вызвать деформацию сжатия (в таблице приведены величины нагрузок в зависимости от температуры, кгс/см 2 ):

Деформация, %	-50 °С	0 °С	25 °С	50 °С	100 °С	150 °С	200 °С
1	203	157	62	49	31	17,5	11
2	304	210	92	66	39	27	20
3	350	236	105	77	48	33	27
4	374	251	120	85	59	39	31
5	390	262	127	92	62	44	35

А вот так изменяется предел текучести при растяжении:

Предел текучести, кгс/см 2

Температура, °С	25	50	75	100	150	200	250
42,4	106,9	83,5	67,2	46,6	35,5	28,6

Электроизоляционные свойства

не менее 25·10 6

Характеристика	Значение
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см
Удельное поверхностное сопротивление, Ом
Диэлектрическая проницаемость при частоте 103 Гц	1,9–2,2
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 103 Гц	0,0002–0,0003
Дугостойкость, сек	250

Высокие диэлектрические показатели фторопласта обусловлены тем, что полимер не полярен.
При испытании на образцах миллиметровой толщины электрическая прочность составляет минимум 55 кВ/мм.

Источник