В отличие от политетрафторэтилена полимер фторопласта-3 политрифторхлорэтилен имеет несимметричное строение звена, содержащего три связи С-F и одну связь С-Cl:
~CF2-C*FCl~ (C* - асимметричный атом углерода), что делает его полярным и ценным диэлектриком только при низких частотах.
Вследствие асимметричности макромолекулы полимера образуют L-и D-изомеры:
(изотактический Ф-3)(синдиотактический Ф-3)
с преобладанием синдиотактической структуры. Геометрическая форма макромолекул - спираль со средней молекулярной массой 50000-200000. Плотность ниже, чем у фторопласта-4, и лежит в пределах 2030-2160 кг/м3. По фазовому состоянию фторопласт-3 – кристаллично-амморфный полимер со степенью кристалличности 80-85%, способный, как и фторопласт-4, подвергаться закалке (при этом степень кристалличности понижается до 15-30%), а закаленные образцы обладают эластичностью и прозрачностью. Температурные характеристики (температуры переходов) фторопласта-3 в среднем на 100 °С ниже соответствующих характеристик фторопласта-4: температура разложения (с выделением хлора) 315-320 °С, температура плавления кристаллической фазы 210-215 °С, температура текучести 208-210 °С, температура стеклования аморфной части 50-55 °С, морозостойкость - 195 °С, температурный интервал эксплуатации изделий без нагрузки от -195 до 170 °С (под нагрузкой от -60 до 70 °С). В органических растворителях на холоду полимер не растворяется, а при нагревании до 150 °С растворяется в хлорированных и ароматических углеводородах, дибутиладипинате, дибутилсебацинате и некоторых других растворителях (действие растворителя направлено прежде всего по месту присоединения атома хлора в цепи). Химическая стойкость фторопласта-3 высока, но уступает фторопласту-4: при повышенных температурах разлагается под действием расплавленных щелочных металлов и элементарного фтора, взаимодействует с аминами, подвергается дехлорированию при контакте с медью, никелем и алюминием.
Технология фторопласта-3 основана на радикальной инициированной полимеризации трифторхлорэтилена с использованием четырёх способов проведения процесса: в суспензии, в эмульсии, в растворе и в блоке. В растворе и в блоке получают сравнительно низкомолекулярные полимеры, используемые в качестве смазки и пластификаторов. Высокомолекулярный полимер получают гетерофазными способами в водной среде, причем для производства пластмасс наиболее предпочтительна суспензионная полимеризация.
Отечественная промышленность выпускает линейный фторопласт-3 (гомополимер) и частично разветвленный фторопласт-3М (модифицирован с целью повышения эластичности сополимеризацией трифторхлорэтилена с небольшой примесью других мономеров, например, винилхлорида и винилиденфторида -
~CF2-CFCl-CH2-CHCl-CH2-CF2~
в виде белого рыхлого порошка.
На основе фторопласта-3 путем диспергирования молотого порошка получают суспензии трех марок:
1) С - суспензия полимера, приготовленная на чистом этиловом спирте,
2) СК - нестабилизированная суспензия, представляющая собой дисперсию фторопласта-3 в смеси этанол - ксилол в соотношении от 70:30 до 90:10,
3) СВ стабилизированная суспензия, т.е. дисперсия фторопласта-3 в смеси этанол - вода с добавкой поверхностно-активных веществ.
Марка С применяется для изготовления пленок, марки СК и СВ - для покрытий на теплостойких материалах (металлах, фарфоре, керамике, графите).
В связи с близостью температур текучести и разложения фторопласт-3 совмещают с пластификаторами (до 15%), в качестве которых используют дибутилфталат и низкомолекулярный гомополимер, что облегчает переработку в изделия традиционными методами, принятыми для термопластов. В отдельные марки пластмассы вводят наполнитель (стекловолокно и стеклоткань, асбест, графит, каолин, графит, кокс, кварцевую муку).
Метод переработки фторопласта-3 определяется температурой потери прочности полимера (ТПП), при которой возможна пластическая деформация. По признаку величины ТПП различают три марки пластмассы:
1) для литья и экструзии ТПП=245-250 °С;
2) для суспензий ТПП=260-275 °С;
3) для тонкостенных изделий с последующей закалкой ТПП=285-300 °С.
Благодаря комплексу выдающихся свойств фторопласт-3 широко применяют в производстве пленок, листов, покрытий, смазки, электро- и радиодеталей, мембран и клапанов для измерительных приборов, прокладок, втулок, седел и тарелок клапанов в химическом машиностроении.
Назад (Фторопласт-4) Далее (ПМ на основе простых полиэфиров)