Композиционные материалы на основе фторопласта и полиэфирэфиркетона

Мы предоставляем потребителю уплотнители из композиционных материалов с высокой устойчивостью в отношении среды:

• Для температур от -250°С до +300°С;
• Для давления до 70 МПа;
• Для высоких скоростей скольжения до 20 м/с;
• Размером до 1000 мм.

Матричные материалы на основе термопластичных полиариленов и полигетероариленов имеют ряд преимуществ перед термореактивными ПКМ: тепло-, огне-, трещиностойкость, низкое водопоглощение, малая длительность технологического цикла изготовления изделий, безотходная технология, возможность вторичной переработки, неограниченная жизнеспособность полуфабрикатов. Полиэфирэфиретон, полифениленсульфид, полифталамид используются для изготовления формованных изделий литьем под давлением, прессованием, штамповкой, термоформованием, экструзией в зависимости от технологических свойств полуфабрикатов на основе ненаполненных и наполненных дисперсными наполнителями композитов.

Полиэфиркетоны представляют собой ароматические полимеры (полиарилены), молекулярные цепи которых построены из фениленовых циклов, карбонильных групп и атомов кислорода. Полиэфиркетоны имеют уникальный комплекс эксплуатационных свойств: деформационная теплостойкость, термостойкость. Огнестойкость, химическая и радиационная стойкость, низкое водопоглощение, стойкость к пиролизу, что стимулировало их разработку и применение, несмотря на сложности переработки и высокую стоимость.

Степень кристалличности обеспечивает определенный уровень ударной прочности, упруго-прочностных свойств, химическую устойчивость. Высокая температура плавления, высокая вязкость расплава делают переработку полиэфирэфиркетона достаточно сложной. Все технологические приемы переработки РЕЕК включают операции, обеспечивающие оптимальные скорости охлаждения отформованных изделий и термообработку (отжиг0, при которых кристаллизация протекает наиболее быстро. Смешение ПТФЭ с наполнителями проводят либо в сухом состоянии в скоростных смесителях, либо в жидкостях с добавкой поверхностно-активных веществ. Для получения оптимальных свойств композиций необходимо использовать тонкодисперсные марки (размер частиц менее 20-50 мкм) и твердые наполнители с размерами частиц менее 10 мкм.

Фирменные композиционные материалы "Каф"

Успешный опыт применения наших изделий и результаты научно-исследовательской работы специалистов компании позволяют нам предложить широкий выбор фирменных композиционных материалов "Каф". Под данным товарным знаком мы объединили композиционные материалы на основе фторопласта и полиэфирэфиркетона с высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, температур и давления.

«Каф 300» - фторопласт Ф4(ПТФЭ (PTFE, teflon)), наполненный химически модифицированным углеволокном, что обеспечивает образование в процессе переработки материала жесткого каркаса в его структуре и устраняет ползучесть под нагрузкой, резко повышается износостойкость и прочность при повышенных температурах. Композиционные материалы марки «Каф Пл», производимые на основе плавких сополимеров фторопласта (Ф-40(ETFE), Ф-50(PFA), Ф4МБ(FEP)), отличает технологичность, отсутствие текучести под нагрузкой и большая чем у фторопласта Ф4 устойчивость к воздействию температур и давления.

ПТФЭ. Композиции приготовляют путем смешения фторопласта с наполнителями. Смешение ПТФЭ с наполнителями проводят либо в сухом состоянии в скоростных смесителях, либо в жидкостях с добавкой поверхностно-активных веществ. Для получения оптимальных свойств композиций необходимо использовать тонкодисперсные марки (размер частиц менее 20-50 мкм) и твердые наполнители с размерами частиц менее 10 мкм.

Всё сказанное делает вышеназванные материалы более привлекательными для производства уплотнений, особенно для использования их в агрессивных средах. Кроме того, применение уплотнений из материала "Каф Пл" позволяет повысить экономический эффект эксплуатации узлов за счет значительного увеличения длительности работы изделий, а следовательно и межремонтных периодов.

«Каф 200» - новый уникальный композиционный материал на основе фторопласта и углерод-керамического наполнителя, пришедший на замену широко известному композиту Ф4К20, но более дешевый.

Технологические переработки этого ряда: компрессионное прессование, плунжерная ккструзия, литье под давлением позволяют получать как заготовки, так и готовые изделия.

Матричные материалы на основе термопластичных полиариленов и полигетероариленов имеют ряд преимуществ перед термореактивными ПКМ: тепло-, огне-, трещиностойкость, низкое водопоглощение, малая длительность технологического цикла изготовления изделий, безотходная технология, возможность вторичной переработки, неограниченная жизнеспособность полуфабрикатов.

Полиэфирэфиретон, полифениленсульфид, полифталамид используются для изготовления формованных изделий литьем под давлением, прессованием, штамповкой, термоформованием, экструзией в зависимости от технологических свойств полуфабрикатов на основе ненаполненных и наполненных дисперсными наполнителями композитов.

Полиэфиркетоны представляют собой ароматические полимеры (полиарилены), молекулярные цепи которых построены из фениленовых циклов, карбонильных групп и атомов кислорода. Полиэфиркетоны имеют уникальный комплекс эксплуатационных свойств: деформационная теплостойкость, термостойкость. Огнестойкость, химическая и радиационная стойкость, низкое водопоглощение, стойкость к пиролизу, что стимулировало их разработку и применение, несмотря на сложности переработки и высокую стоимость.

Степень кристалличности полиэфиркетонов обеспечивает определенный уровень ударной прочности, упруго-прочностных свойств, химическую устойчивость. Высокая температура плавления, высокая вязкость расплава делают переработку полиэфирэфиркетона достаточно сложной.

Свойства ПФС-пластиков зависят от условий термообработки исходного полимера. Ненаполненный полифениленсульфид имеет сравнительно низкую теплостойкость. Значительное повышение до 260 0С деформационной теплостойкости (HDT\A,T₁₈) достигается наполнением ПФС (стеклянные волокна, их смеси с минеральными порошками). Различные марки полифениленсульфида с дисперсными наполнителями предназначены для переработки литьем под давлением, экструзией, нанесения покрытий. Они отличаются количеством и составом наполнителя и специфицируются в соответствии с механическими, диэлектрическими, тепловыми и специальными свойствами для изготовления деталей и покрытий в электронике, электротехнике, химическом машиностроение, автомобилестроение. Композиты на основе полифениленсульфида имеют высокие физико-механические свойства (трещиностойкость, низкая ползучесть). Температурный индекс стеклонаполенных ПФС 200-240 °С (соответственно для стеклонаполненных полиамидов, полиэфиров, полисульфонов, фенолоформальдегидных пластиков 130,140, 150 °С). По огнестойкости полифениленсульфид превосходит большинство термопластов. Полифениленсульфид имеет низкое (около 0,1%) равновесное водопоглощение, а по химической стойкости он уступает только фторопластам. ПФС отличается высокой химической стойкостью даже при повышенных температурах к большинству разбавленных кислот, щелочам, спиртам, сложным эфирам, углеводородам, фенолам, растворителям, в том числе амидным. Действие на стеклонаполненный полифениленсульфид оказывают концентрированные кислоты и сильные окислители, такие как хромовая кислота, перекись водорода, галогены (особенно при нагреве)

Свойства ненаполненного и наполненного полифениленсульфида:

Свойства	Полифениленсульфид
	Ненаполненный	Стекл. Волокна 40% масс.	Асбестовые волокна, 50% масс.
σ + , МПА	75,6	159	75,6
ε+,%	3	3	2
Еви, МПа	4200	14000	84000
σ ви, МПа	140	259	98
σ - ,МПа	112	147	168
а к по изоду, Дж/м	16,3	43,5	32,6
Твердость по Шору (D)	86	92	91
HDT/A,°C	136,6	218,3	218,3
Эл. прочность, кВ/мм	23	19,3	-

«Каф 1000» - композиции на основе полиэфирэфиркетона (ПЭЭК, РЕЕК), полифениленсульфида (ПФС, PPS), полифталамида, полиоксиметилена - химически- и износостойкого сырья. Уплотнения из этого композиционного материала предназначены для длительной работы от -200°С до +300°С, имеют более высокие физико-механические характеристики чем ненаполненный РЕЕК. "Каф 1000" имеет низкий коэффициент трения, а высокая износостойкость позволяет использовать его в сильно загрязненных, обладающих абразивным воздействиям средах. Перечисленные свойства этого композиционного материала собенно востребованы в оборудовании нефтегазовой промышленности.

Полукристалический ПЭЭК даже при температуре 260 °С более устойчив к ползучести , чем ПТФЭ. Благодаря высокой деформационной теплостойкости, устойчивости к гидролизу ( в том числе в среде горячего водяного пара), к кислотам, щелочам, алифатическим и ароматическим углеводородам (растворителям) трубы, прутки, диски, кольца из полиэфирэфиркетона используются в химической промышленности, машиностроение, электротехнике, электронике . Из литьевых РЕЕК-композиций изготавливают крыльчатки насосов для химических производств (срок службы 18 мес., из эпоксидных стеклопластиков - 2 мес.).

Из композиций на основе полиэфирэфиркетона с полиэфирсульфоном литьем под давлением изготавливают штекеры, разъемы, сердечники, из стеклонаполненного - изоляторы для мощных тиристоров.

Композит на основе полиэфирэфиркетона используют для изготовления клапанной панели компрессора высокого давления (химическая стойкость, прочность, теплостойкость, уплотняющие свойства). Эксплуатационные качества клапанов определяют эффективность работы компрессоров. Для достижения меньших утечек, снижение уровня шума, увеличение ресурса повышение рабочих характеристик целесообразно применение клапанов, включающих элементы, изготовленные из «Каф 1000» - композита на основе полиэфирэфиркетона. РЕЕК обладает превосходной ударной прочностью, что позволяет клапанам из «Констафтора 1000» выдерживать до 20 млн ударных циклов. Высокая износостойкость и герметизирующие свойства полиэфиэфиркетона позволяют получить более надежную и долговечную конструкцию.

Материалы серии «Каф 1000» являются отличной альтернативой металлу во многих отраслях применения.

Химическая природа РЕЕК исключает необходимость применения модифицирующих добавок, что вместе с незначительным количеством экстрагируемых веществ придает ему высокую чистоту, достаточную для использования в медицине и пищевой промышленности.

Медицинские изделия из РЕЕК-композиций можно подвергать любым методам стерилизации, включая применение α-лучей. Полиэфрэфиркетон используют для изготовления деталей медицинского оборудования и инструментария,насосов.

Литьем под давлением из полиэфрэфиркетона с дискретными углеродными волокнами изготавливают шаровые гидравлические вентили для автомобилестроения, выдерживающие более 10 млн циклов открытие-закрытие при рабочем давлении 35 Мпа.

Постоянно работая над совершенствованием рецептур сырья и технологий производства полимерных изделий, специалисты компании готовы обеспечить заказчикам поставку продукции, полностью отвечающей условиям эксплуатации и современным требованиям к качеству.

Физико-механические свойства фторопластов и других материалов, применяемых при производстве уплотнений:

Материал	Тпл , °С	Плотн., г/см3	Прочность при растяжен., Мпа	Относ. удлин. при разрыве, %	Тверд., МПа	Коэфф. трения	Диапазон рабочих температур, °C
Фторопласт 4 (PTFE)	327	2,13-2,2	14-35	250-500	30-38	0,05	-250 - +250
Ф4Бр20		3,84	14	90	42	0,14	-200 - +250
Ф4С15М5		2,05	16-28	300	50	0,15
Ф4К20		2,0-2,17	14-20	100-150	55-60	0,14
Фирменный материал "Каф 300"		2,0-2,17	25-45	150	50-60	0,15	-200 - +280
Фирменный материал "Каф 200"		2,1-2,2	14-20	100-150	60-62	0,1	-200 - +250
Флубон (Ф4УВ20)		2,0-2,17	23-25	15	50-60	0,14	-250 - +250
Каф Пл	270-310	2,0-2,15	20-40	100-400	40-70	0,1-0,25
Ф-50 (PFA)	310	2,14-2,16	20-30	350-400	-	0,15
Ф4МБ (FEP)	280	2,14-2,16	16-31	250-400	30-40	0,09	-195 - +200
Фторопласт 40 (ETFE)	270	1,7	23-44	100-300	60-70	0,25	-100 - +200
Каф 1000 (РЕЕК с наполнителями)	343	1,34	100-110	45	270	0,2-0,3	-100 - +300
Поливинилхлорид (PVC)	-	1,4	45-70	10-50	10-160	0,6	-10 - +60
Полиамид (PA)	-	1,15-1,4	90-130	6-20	130-280	0,23-0,43	-40 - +150
Поликарбонат (дифлон, PC)	230	1,4	90-110	5	150-160	0,3-0,4	-50 - +110
Сверхвысоко- молекулярный полиэтилен (СВМПЭ, UHMWPE)	130	0,934	45	450	40	0,08	-70 - +80

Характерные области применения полимерных материалов:

Материал	Применение	Стойкость в средах
Фторопласт наполненный Ф4К20, Ф4К15М5, Ф4С15М5, Ф4УВ15 (флубон), Ф4Бр20, ФКН, АФГМ, АТМ	Опорные, нажимные, защитные, монтажные кольца, О-кольца, плоские уплотнители, манжетные и торцевые уплотнители, шевронные манжеты, уплотнения шаровых кранов, поршневые кольца, подшипники скольжения	Не стоек в расплавленных щелочных металлах и газообразном фторе при высоких температурах. Высокая износостойкость и малая ползучесть.
Полиамид (PA)	Шестерни, вкладыши подшипников, втулки, детали электроизоляционного назначения, лопасти вентиляторов, детали насосов, поршневые кольца, уплотнения шаровых кранов, опорные, нажимные, направляющие кольца, плоские уплотнители	Набухает в воде, не стоек в растворах кислот, стоек в органических средах, высокая износостойкость в нефтепродуктах, не стоек в растворителях
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE)	Манжетные уплотнения, шевронные манжеты, опорные, нажимные, защитные, направляющие кольца, подшипники скольжения, уплотнения шаровых кранов	Не стоек в сильно концентрированных кислотах, стареет при выдержке на свету
Каф 300	Опорные, нажимные, защитные, монтажные кольца, О-кольца, плоские уплотнители, манжетные и торцевые уплотнители, шевронные манжеты, уплотнения шаровых кранов, поршневые кольца, подшипники скольжения	Стоек во всех средах кроме расплавленных щелочных металлов и газообразного фтора
Каф 1000 (композиты на основе полиэфирэфиркетона PEEK и полифениленсульфида PPS)	Подшипники скольжения и качения, высоконагруженные шестерни, крыльчатки и колеса насосов, нефтегазовая техника, защитные покрытия	Стоек в растворителях, кислотах, щелочах, высокая износостойкость и атмосферостойкость, высокая радиационная стойкость
Поликарбонат	Радио- и электронная промышленность, приборостроение, автомобилестроение	Стоек в растворах минеральных кислот и солей, не стоек в растворах щелочей, атмосферостоек
Каф Пл	Изделия медицинского назначения, покрытия и изделия антикоррозионного назначения (трубы, вентили, клапаны, уплотнители), антиадгезионные покрытия	Стойки в растворителях, концентрированных основаниях и кислотах, незначительная газопроницаемость

Эластомеры:

Материал	Твердость Шор "А"	Температура эксплуатации, °С	Применение	Стойкость в средах
Полиуретан (PUR)	70-90	-30 - +110	Уплотнение подвижных и неподвижных соединений: манжетные уплотнения, О-кольца, шевронные манжеты, грязесъемные манжеты, прокладки, особые уплотнители	Хорошая водостойкость до 40 °С, высокая износостойкость, стоек в гидравлических жидкостях и минеральных маслах
Бутадиеннитрильный эластомер СКН (NBR)	70-90	-30 - +120		Стоек в нефтепродуктах, воде, растворах кислот, щелочей
Фторэластомер СКФ (FPM, Viton)	75-95	-35 - +190		Стоек в нефтепродуктах, гидравлических жидкостях, воде, растворах кислот и щелочей, Н2S
Этилен-пропиленовый эластомер СКЭПТ (EPDM)	70-80	-50 - +150		Отличная устойчивость в горячей воде и паре, кислотах и щелочах, атмосферостойкость, стоек в гидравлических и тормозных жидкостях
Гидрированный бутадиеннитрильный эластомер (HNBR)	70-90	-40 - +160		Высокая износостойкость, стоек в нефтепродуктах, водяном паре
Фторсиликоновый эластомер (MVFQ)	60-70	-65 - +175		Стоек в нефтепродуктах, гидравлических жидкостях, воде, растворах кислот и щелочей, Н2S
Силиконовый эластомер (SI)	60-70	-60 - +220		Стоек в газах, атмосфере при повышенных температурах
Термоэластопласт (TPE, TPES, PUR)	60-90	-60 - +150		Стоек в нефтепродуктах, воде, растворах кислот, щелочей, гидравлических жидкостях, минеральных маслах

Что такое фторопласт?

Фторопласт – полимерный материал, получаемый химическим путём, продукт полимеризации тетрафторэтилена.

Фторопласт содержит атомы фтора, благодаря чему обладает высокой химической стойкостью. Фторопласт является основой фирменных композиционных материалов «Каф», поэтому они устойчивы практически ко всем кислотам, щелочам, органическим и не органическим растворителям, нефтепродуктам, в широком интервале температур. Непревзойденная химическая стойкость фторопластового композита «Каф» позволяет использовать его в химической промышленности для изготовления различных деталей химической аппаратуры, емкостей, трубопроводов, мембран, прокладок, уплотнительных элементов, насосов.

Фторопласт обладает очень низким коэффициентом трения, практически не смачивается водой и органическими жидкостями, что делает данный материал незаменимым в машиностроении в качестве антифрикционного и прокладочного материала.

 Материалы: фторопласты Ф-4(PTFE), Ф-3(ECTFE), Ф-2(EVDF), Ф-4НБ(FEP), Ф-40(ETFE), Ф-50(PFA).

1. Заготовки для точения изделий, втулки, стержни;
2. Трубопроводы, D_усл=10-150 мм.;
3. Емкости и резервуары: из армированного, дублированного, многослойного маретиала;
4. Реакторы, мешалки, теплообменники, колонны, испарители;
5. Фторопластовые антифрикционные, антиадгезионные, коррозионностойкие покрытия металлических деталей оборудования.