Новый эластично-мягкий уплотнительный материал из фторопласта-4

Фторопласт-4, благодаря своей уникальной химической стойкости, получил широкое распространение в конструкциях подвижных и неподвижных уплотнений, работающих в широком диапазоне температур, как жидких, так и газообразных высоко агрессивных сред. Предел текучести при сжатии фторопласта и композиций на его основе составляет 90-130 кг/см² при обычной температуре. При давлении на материал меньше этих значений - материал плохо уплотняет, либо вообще не уплотняет поверхности. При давлении, превышающем эти значения предела текучести, материал течет (проявляет свойство ползучести), что требует постоянной подтяжки, и, в конечном итоге, приводит к выходу уплотнения из строя.

Таким образом, существуют диапазоны давлений, где материалы на основе фторопласта не уплотняют из-за их жесткости, либо текут (ползучесть) под давлением, превышающим предел текучести.  Что касается уплотнений для высоких давлений, то на нашем предприятии разработан упрочненный с малой хладотекучестью (даже при очень высоких нагрузках) фторопластовый материал под торговым названием ФТОРОСАД ТУ6-05-810-88 с изм.5., который достаточно хорошо справляется с этой задачей.

Для небольших давлений и у нас, и за рубежом, применялись комбинированные уплотнения типа фторопласт-резина (КФР-кольца – резиновые во фторопластовой оболочке).  Резиновое кольцо помещалось в трубку или в пленку из плавкого фторопласта и сваривалось. Использование этого довольно сложного уплотнения, состоящего из материалов с различными свойствами, требует особой осторожности.

Позднее компанией GORE-TEX был разработан мягкий пористый, экспандированный  фторопласт эПТФЭ (ePTFE). Этот материал используется во многих уплотнениях там, где обычный фторопласт слишком жесткий. Основным недостатком этого материала является узкий диапазон давлений, при котором он может применяться. Это связано с тем, что во- первых  технология его изготовления не позволяет варьировать плотность материала и, соответственно, предел текучести при сжатии  и во-вторых  материал обладает слабой восстанавливаемостью после снятия нагрузки.

На нашем предприятии предпринята попытка создать мягкий, эластичный материал на основе фторопласта-4, аналогичный по основным свойствам экспандированному, но с различными плотностями, позволяющими расширить  диапазон давлений его применения, и с хорошей восстанавливаемостью исходных размеров после снятия нагрузки. В основе этой технологии лежит способ получения и скрепления волокон из спеченного фторопласта-4 путем его спутывания  иглопробивным методом, позволяющим получить материал с  разными плотностями.  В результате получен плотный, мягкий, нехладотекучий листовой материал, напоминающий нетканый материал типа ФЕТР, превосходящий экспандированный фторопластовый материал по целому ряду показателей.  Эта технология значительно менее трудоемкая, а значит уплотнительный материал более дешев. В таблице 1 приводится сравнение основных физико-механических показателей нового материала и экпандированного эПТФЭ.

Таблица 1 – Сравнение физико-механических показателей