Фторопласты

СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ Фторопласты — это полимеры и сополимеры галогенпроизводных этилена и пропилена; их условно подразделяют на два больших класса, отличающихся свойствами и методами переработки. К первому классу относятся: политетрафторэтилен — фторопласт-4, продукт суспензионной полимеризации гетрафторэтилена,и фторопласт-4Д, продукт эмульсионной полимеризации тетрафторэтилена, а также модифицированный фторопласт-4ДМ. Они составляют более 90 % общего объема выпуска фторопластов и являются основными представителями фторполимеров. Эта группа фторопластов перерабатывается методами, близкими к методам производства изделий в порошковой металлургии. Ко второму классу относится довольно большая группа сополимеров, а также модифицированных полимеров, являющихся термопластичными фторполи-мерами или так называемыми плавкими фторопластами, которые перерабатываются традиционными методами переработки пластмасс. В промышленных масштабах в настоящее время освоено около 16 марок термопластичных фторполимеров (ТПФ), каждая из которых обладает своими уникальными свойствами, отличными от свойств политетрафторэтилена (ПТФЭ). Благодаря исключительной химической инертности по отношению практически к любым агрессивным средам, за исключением расплавов щелочных металлов и трифторида хлора, фторопласт-4 и фторопласт-4Д валяются незаменимыми материалами для изготовления деталей химичкой аппаратуры. Accessories Man Они используются в качестве трубопроводов для перекачки высокоагрессивных сред, футеровки реакторов, аппаратов циклонного типа, запорной арматуры, насосов, емкостей для хранения транспортирования химически активных сред, про кладочноу плотнительных деталей, контактирующих с агрессивными средами. Самый низкий коэффициент трения по сравнению с другими консгрукционными материалами, а также равенство статического и динамического коэффициентов трения фторопласта-4 и композиций на его ос-вове обусловливают широкое применение их в машиностроении — в узаах трения механизмов машин и приборов в качестве подшипниковых опор скольжения, подвижных уплотнений — поршневых колец, манжет. При этом использование фторопластов в узлах трения повышает жиежность и долговечность механизмов, обеспечивая их работу в условиях агрессивных сред, глубокого вакуума и при криогенных температурах. Высокая термостойкость в сочетаний с превосходными диэлектриками характеристиками материала позволяет применять его в электро- и радиотехнике в качестве изоляции проводов, кабелей, разъемов, изготовления печатных плат, пазовой изоляции электрических машин, а также в технике СВЧ, способом получают мелкодисперсный чистый порошок, но способ требует компрессорного оборудования и малопроизводителен [94]. Другой способ дробления термопластов состоит в интенсивном перемешивании их с поваренной солью, нагретой до 500 °С или охлажденной до —130 °С в зависимости от состава отходов. Womens Belstaff Blouson Установка для осуществления этого способа представляет собой вращающийся барабан, ось которого несколько наклонена, барабан имеет винтовые лопасти для лучшего перемешивания. В процессе перемешивания отходы, нагреваясь о кристаллики соли, истираются до мелких фракций либо, охлаждаясь, приобретают хрупкость и тоже разрушаются кристалликами соли на мелкие фракции [95]. Недостаток способа заключается в дополнительной операции очистки измельченных отходов от соли. Анализ различных способов и устройств, для переработки отходов фторопластов показал, что для получения дисперсного порошка с оптимальным размером частиц 200 мкм, необходимым для качественного изготовления вторичных изделий, и повышения производительности процесса измельчения наиболее приемлемым в настоящее время является измельчение на центробежных мельницах ударного типа конструкции Ивановского химико-технологического института. В основе процессов измельчения материалов лежит способ поcледовательного приложения статических или динамических нагрузок на материал с целью создания в нем таких напряжений, которые превышали бы внутренние силы сцепления частиц между собой и разрушали бы их. В настоящее время экспериментально установлено, что для измельчения пластичных материалов, каковыми является фторопласт, необходимо не статическое приложение нагрузок — сжатие, а динамическое — удар. В момент приложения динамических нагрузок в вязкоупругом фторопласте протекают одновременно два процесса — накопление потенциальной энергии деформации и рассеяние накопленной энергии. Для измельчения полимера необходимо, чтобы скорость накопления энергии деформации во много раз превышала скорость ее рассеяния, а это возможно только при высокоскоростных деформациях полимера, которые реализуются в мельницах ударного действия. Мельница такого типа состоит из трехступенчатого корпуса, внутри которого на горизонтальном валу расположен ступенчатый ротор с тремя последовательно увеличивающимися дисками, на которых закреплены била, а на внутренней периферии корпуса расположены отбойные плиты. В мельнице имеются загрузочный и разгрузочный патрубки, она может быть снабжена сепарирующим устройством для классификации измельченных частиц. В процессе отработки конструкции для повышения эффективности работы ряд узлов мельницы модернизирован [96—99]. Одним из определяющих параметров успешной работы центробежно-ударных мельниц, влияющих на дисперсность измельченных частиц, является линейная скорость вращения ротора. adidas gazelle soldes Поэтому на описанной выше мельнице был определен гранулометрический состав измельченных частиц фторопластовых отходов в зависимости от скорости вращения ротора (рис. 7.1). adidas yeezy boost Из кривых распределения скоростей видно, что дисперсность мелких фракций увеличивается с возрастанием линейной скорости ротора. Была также определена зависимость дисперсности измельченных частиц от числа циклов нагружения порошка — числа пропусков полимера через мельницу при различных скоростях ротора (рис. 7.2). В ходе проведения экспериментов было установлено оптимальное число циклов нагружения, равное 3, для производства измельченных частиц размером 200 мкм. Это значит, что для того, чтобы получить 80-90 % частиц размером 200 мкм, необходимо в мельнице-дробилке иметь трехступенчатый ротор. adidas zx flux homme Удельные энергозатраты на измельчение отходов возрастают с увеличением линейной скорости ротора и производительности процесса измельчения, поэтому с целью оптимизации энергозатрат производительность мельницы принимается в пределах 10—12 кг/ч. Процесс деформации и последующего разрушения частиц фторопласта сопровождается выделением большого количества теплоты, с увеличением скорости вращения ротора даже на холостом ходу температура воздуха в мельнице возрастает. В процессе измельчения фторполимера температура газодисперсного потока частиц в мельнице при линейной скорости нагружения НО м/с и производительности мельницы 15 кг/ч достигает 180 °С, а при скорости 150 м/с и той же производительности — 230—250 ° С. Таким образом, дисперсность измельчаемых частиц и производительность мельницы зависят от температуры среды в мельнице.   200 400 800 800 1000 гриу яометр нческ ни прессах в изделие, — переработка отходов фторопластов Ф-4 и Ф-4Д является сложной технической проблемой. Основная сложность заключается в том, что для получения высококачественных вторичных изделий, которые по физике-механическим свойствам приближались бы к изделиям из первичного фторопласта, необходима определенная степень измельчения отходов. Экспериментально было установлено, что размеры частиц измельченных отходов для изготовления вторичных изделий должны быть не более 200 мкм. Такая дисперсность обусловлена специфическими особенностями фторопласта-4; отсутствием перехода в вязко-текучее состояние, вые око эластическими свойствами полимера, сохраняющимися вплоть до криогенных температур (температура стеклования —130 °С). На протяжении нескольких последних лет отдельными предприятиями предпринимались попытки переработки отходов измельчением с целью регенерации фторопласта, однако из-за несовершенной технологии такие работы не нашли промышленного воплощения. Тем не менее накопленный опыт подсказал, что добиться тонины помола частиц фторопласта до 200 мкм можно только на специально разработанном для этой цели оборудовании, например мельницах-дробилках [85]. В настоящее время используются преимущественно два метода: криогенное измельчение отходов в среде жидкого азота или инертных газов и механическое измельчение отходов методом ударного действия. Выбор способа измельчения отходов фторопласта зависит от требований, предъявляемых к конечному продукту измельчения — порошку: его дисперсности, чистоте и размерам частиц, которые, как определено экспериментально, должны быть oi SO до 200 мкм [86]. Способ измельчения может также влиять на молекулярную массу и форму частиц порошка, определяя тем самым его дальнейшее использование для переработки в изделие. При выборе способа измельчения необходимо учитывать производительность процесса, энерго- и металлоемкость оборудования и другие экономические показатели, определяющие эффективность применения отходов в промышленности. В результате трудов многих исследователей, отечественных и зарубежных, в основном определена технология измельчения фторопластов в порошок с размером частиц до 200 мкм. Процесс включает следующие основные стадии: грубое дробление отходов на частицы размером до 3—5 мм, осуществляемое преимущественно на дробилках типа ИПР-300, или измельчение на ножевых мельницах; обработка полученного фторопласта с целью придания материалу достаточной хрупкости или изменения его молекулярной структуры с тем, чтобы облегчить дальнейший процесс измельчения; тонкое измельчение материала до размера частиц до 200 мкм; просев, при необходимости, измельченного порошка для отбора определенной фракции. Широко известный способ криогенного измельчения пластмасс заключается в том, что материал подвергается охлаждению хладагентами, такими, как, например, жидкий азот,—для придания ему хрупкости, после чего легко измельчается в дробилках различных конструкций. Преимущества способа криогенного измельчения в том, что получается мелкодисперсньтй порошок полимера с хорошей формой частиц — в основном сфероидальной, при этом сведена к минимуму возможность термодеструкции полимера и скорость процесса измельчения достаточно велика. Однако способ криогенного измельчения требует применения дорогостоящих материалов, специального оборудования, больших рабочих площадей или помещений для хранения хладагента, а также квалифицированного обслуживающего персонала и в связи с этим находит ограниченное применение, практически только в лабораторных условиях [87]. Так, иногда после криогенного измельчения фторопласт подвергают дополнительной обработке смесью водных паров серной и соляной кислот, в результате чего получают высококачественный мелкодисперсный порошок белого цвета [88]. В некоторых случаях перед измельчением отходы фторопласта подвергают облучению ионизирующим радиоактивным излучением мощностью дозы до S Мрац, после чего измельчают на механических дробилках. При облучении фторопласта его молекулярная масса снижается до 10 000. при измельчении получается мелкодисперсный порошок, из которого в дальнейшем изготавливаются волокна или смазки [89, 90]. Иногда облучение отходов сочетают с нагревом их, в этом случае отходы облучают дозой до 2 Мрад при температурах 200-300 °С, после измельчения получают порошок с размером частиц до 5 мкм [9!]. Вообще радиационное облучение отходов фторопласта нерентабельно, так как требует дорогостоящего оборудования, а те второсортные изделия, для которых предназначаются отходы, не оправдывают затрат на это оборудование. С целью уменьшения молекулярной массы ПТФЭ и облегчения его дробления на стандартном оборудовании — шаровых или роторно-ножевых мельницах прибегают к высокотемпературному нагреву полимера, который осуществляют при 390-410 «С в течение 1—3 ч. В процессе нагрева образуется порошкообразный монолит, который легко измельчается в порошок с размером частиц до 100 мкм [93]. Но, как уже указывалось, в результате радиационного облучения или высокотемпературного нагрева уменьшается молекулярная масса ПТФЭ, процесс измельчения облегчаете*, получается тонко дисперсный порошок. Вместе с тем полученный порошок обладает худшими свойствами, чем исходный полимер, и поэтому может быть использован лишь в качестве смазок, наполнителя в композит кш для изготовления неответственных изделий. | Укажем шва способа переработки отходов термопластичных фторполимеров, которые отличаются от традиционных способов переработки. По (иному из них измельчение отходов термопластов осуществляется в реэультате соударения частиц при транспортировании их встречными струями воздуха,. adidas gazelle pas cher формирование которых происходит в двух разгонных трубках, расположенных на одной оси навстречу друг другу.