НОВОСТИ О ФТОРОПЛАСТАХ

 

Новые интересные применения появляются для поливинилиденфторида (ПВДФ) по словам представителей фирмы Аркема (США, штат Пенсильвания). Разработка стеклонаполненного фторполимера имеет значение для специальных применений, в которых должны использоваться большие прочность, жесткость, а также более высокая жаропрочность фторполимера, наряду с другими исключительными свойствами ПВДФ. Фирма представила линейку продуктов, сочетающих стекловолокно и фторполимер - серию Kynar UHM.

Химически стойкий материал по отношению ко многим агрессивным средам ПВДФ, по сообщениям, также самый стойкий к ползучести под нагрузкой коммерческий фторполимер и очень стойкий к истиранию. Он имеет долгосрочную ультрафиолетовую стабильность и поддерживает при 150 ^оС тепловой индекс РТИ. Несмотря на его долгое и широкое использование в качестве покрытия при контактах с жидкими компонентами и недавнему, более крупному росту применения на наружных металлических частях строительных компонентов зданий, очень мало работы было сделано в области ПВДФ, направленной на увеличение его прочности и жесткости для применения там, где пластмассы продолжают находить конструктивные ниши, которые традиционно обслуживаются металлами.

"Составы ПВДФ, использующие углеродные волокна были разработаны несколько лет назад, и в то время как они обеспечивают новые улучшения производительности, прочности и стабильности, существует проблема высокой стоимости продукта, связанной с технологией," говорит Дэвид Зайлер, - менеджер и глобальный консультант по фторполимерам ф. Аркема. В отличие от многих других полимеров, которые предлагаются в стеклонаполненных марках, технология получения стеклонаполненного ПВДФ не была достаточно хорошо разработанной до сих пор, объясняет он.

Изделия, в настоящее время изготавливаемые из ПВДФ, могут быть дополнительно улучшены с помощью стеклянного наполнения. Они включают в себя трубы, фитинги, клапаны, сопла, хомуты, жидкие соединители, ленты/пленки, детали насосов, башенную насадку, резервуары, провода, разъемы и волокна. Поскольку новая серия Kynar UHM является весьма огнестойкой, очень прочной и жесткой, а также устойчивой к ползучести при повышенных температурах, Аркема предполагает, что значительные улучшения могут быть достигнуты благодаря соответствующим научными исследованиями в ряде применений.

К примеру насосы из ПВДФ могли бы лучше поддерживать более высокотемпературный режим работы, пластиковые клапаны могут быть сконструированы таким образом, чтобы включаться и выключаться без искажений, а пластиковая насадка башен была бы более устойчива к провисанию с течением времени. Также и другие продукты, предназначенные для длительной целостности системы и безопасности в случае прямого воздействия огня, могут быть улучшены (кабельная изоляция, военные и авиационные конструкции и элементы).

ПЕРЕРАБОТКА И УЛУЧШЕНИЯ

ПВДФ обычно очень прост в обработке на типовом оборудовании, используемом для переработки ПП, ПВХ и нейлона. Производство из стеклонаполненных композиций литьем под давлением деталей, таких как частей насосов, арматуры, клапанов, или башенной насадки, а также экструзия стержней, листов и труб не считается более сложным делом, чем работа с другими стеклонаполненными пластмассами.

Новые Kynar UHM фторполимеры сделаны из ПВДФ, у которого есть относительно высокая скорость течения расплава (MFR), потому что использование низких температур переработки является более безопасной процедурой с заполненными стеклом фторполимерами. Несмотря на то, что добавление стекловолокна увеличивает вязкость расплава, рекомендуемое значение MFR оставляет композицию в диапазоне, где она может быть переработана литьем под давлением при температурах ниже 210 ^оС или экструдироваться при температурах ниже 240 ^оС.

Между тем, путем изменения молекулярной структуры ПВДФ или посредством контроля за реакцией полимеризации или через сополимеризацию с другим мономером, таким как гексафторпропилен, много стандартных физических и механических свойств фторполимера может быть изменено, а также далее корректироваться путем изменения содержания процента стекловолокна. В разработке серии Kynar UHM Аркема оценила различные уровни содержания стекла для достижения начальных поставленных задач: увеличения модуля на изгиб, предела прочности и характерных температур на величину более чем 150 ^оС.

Основной тип стекловолокна и величина процента его содержания были отобраны после серии тестирований. Наполнение стеклом значительно влияет на снижение химической стойкости в сильно агрессивных средах, часто используемых в контактах с ПВДФ. И достаточно высокая концентрация стекла может стать ограничивающим фактором в рейтинге химической стойкости. Содержание определенного процента стекловолокна является главным с точки зрения того, на сколько механические свойства будут увеличены по сравнению с чистым фторполимером, говорит Саейда Церафати, ведущий ученый по фторполимерам в фирме Arkema.

Марка Kynar UHM 6020-20 ставшая основной для нового ряда, как показали испытания, значительно превзошла на стандартных прессованных образцах экструзионную марку гомополимера Kynar 720, как это видно из таблицы:

Свойства	Kynar UHM 6020-20, 20% стекла	Kynar 720
Предел прочности, МПа	120	52
Относительное удлинение, %	3,0	55
Модуль упругости при растяжении, МПа	7900	1940
Предел прочности при изгибе, МПа	175	76
Модуль изгиба, МПа	6600	1930
Ударная вязкость по Изоду, J/m	99	104
Усадка при литье, %	0,25	3

 

ВПЕЧАТЛЯЮЩАЯ ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Комбинации ПВДФ/стекло, проверенные в прошлом, показали уникальное сопротивление прожигу в пламени. Помня об этом, исследователи Аркемы провели тесты, используя факел пропана и 3 мм толстые доски, сделанные из алюминия, стекловолокна (циновка), гомополимера ПВДФ и Kynar UHM PVDF со стекловолокном. Факел составлял 5 сантиметров до доски из каждого из этих четырех материалов. Фиксировалось время регистрации появления огня на другой стороне каждого образца.

Прожиг материалов показал очень интересные результаты: 85 секунд для алюминия; 3 секунды для стеклянной циновки; 28 секунд для незаполненного гомополимера ПВДФ; и 430 секунд для Kynar UHM PVDF содержащего менее 20% стекловолокна.

Кроме того, образцы наполненного стеклом ПВДФ сделали просто немного более толстым (6 мм) и они противостояли пламени факела больше 15 минут, не горя через образец, показывая, что его сопротивление прогоранию становится намного больше. Этот эффект был замечен ранее в изданных работах по пенам из ПВДФ со стеклянными циновками.

По материалам ptonline.com