RK-PACK 402CGFO

ПРОДУКЦИЯ ПРОИЗВОДИТСЯ В СООТВЕТСТВИИ С:

 

• 2570-002-37287255-2014 (Взамен ТУ 2573-001-91200348-2011) - ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ RUS-KIT NANYANG SEALING MATERIALS;
• JB/T 10689-2006 - ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ СТАНДАРТ КНР. УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ (ЛЕНТЫ, САЛЬНИКОВЫЕ НАБИВКИ, ШНУРЫ, ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ) ИЗ ЭКСПАНДИРОВАННОГО ПТФЭ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ.
• JB/T 6626-2011 - ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ СТАНДАРТ КНР. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ САЛЬНИКОВЫХ НАБИВОК ИЗ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА.

 

ПТФЭ ПРЯЖА RK-PACK 402CGFO, ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ. 

Пряжа RK-PACK 402CGFO, изготавливается из экспандированного, 100% первичного, модифицированного графитом политетрафторэтилена.

Пряжа RK-PACK 402CGFO – это аналог пряжи GORE GFO. Соответствие оригиналу составляет 95%. Основное отличие – толщина ПТФЭ ленты, из которой сложена пряжа, у оригинала немного меньше, что достигается особой технологией расширения (экспандирования) ПТФЭ в процессе производства пряжи. 

Конструкционно, пряжа RK-PACK 402CGFO, имеет многослойную структуры из наложенных друг на друга слоев модифицированного графитом ПТФЭ, между которыми находится графит с очень малыми размерами фракций. То есть, мельчайший графитовый порошок, в составе которого находятся специальные добавки, в том числе ингибиторы коррозии и окисления.

Пряжа выполнена по современной технологии, методом продольного сложения ленты из экспандированного, модифицированного графитом ПТФЭ с заданными физико-механическими параметрами. Продольное сложение ПТФЭ ленты, в процессе производства пряжи, выполнено методом, исключающим выход графитового материала наружу. То есть, обеспечивается замкнутый контур, удерживающий графитовый материал внутри.

В сравнении со стандартной пряжей из модифицированного графитом ПТФЭ, то есть с пряжей RK-PACK 402G, для производства которой применяется ПТФЭ лента с толщиной порядка 0,10мм ~ 0, 15 мм, в производстве пряжи RK-PACK 402CGFO используется ПТФЭ лента толщиной 0,07мм.

Пряжа RK-PACK 402CGFO, обладает меньшей плотностью, но значительно более высоким показателем разрывной нагрузки - более 100N, тогда, как у ПТФЭ пряжи RK-PACK 402G, этот показатель не менее 35N.

ПТФЭ пряжа RK-PACK 402CGFO, в чистом виде, применяется для производства универсальных фторопластовых сальниковых набивок, предназначенных для герметизации и уплотнения узлов в динамических и статических режимах, то есть, как для высокоскоростных насосов, так и для клапанов, люков, задвижек, арматуры и т.д. Пряжа RK-PACK 402CGFO, также используется в комбинации с пряжей из иных материалов (ТРГ, арамид, РАМИ и др.), для производства специальных сальниковых набивок с заданными физико-механическими параметрами и эксплуатационными характеристиками. 

Сальниковые набивки и плетеные уплотнительные ленты, изготавливаемые из пряжи RK-PACK 402CGFO, широко применяются на целлюлозно-бумажных комбинатах, предприятиях по добыче и переработке полезных ископаемых, в энергетике, на очистных сооружениях, сталелитейные заводах в судостроение и в нефтехимии и т.д.

Молекулы в структуре экспандированного ПТФЭ из которого изготавливается пряжи RK-PACK402CGFO, - это очень сильная связь между углеродом и атомами фтора, что делает молекулы очень инертными.

Пряжа, из 100% первичного экспандированного политетрафторэтилена – это материал с однородной высоко фибриллированной микроструктурой, пластичный, гибкий и прочный, с высокой сжимаемостью и превосходной химической стойкостью и инертностью, экологически чистый, безопасный, не токсичный. Обладает крайне низкой усадкой при высокой температуре. Не подвержен старению, не гниет, устойчив к микроорганизмам.

Высокий коэффициент поверхностного натяжения у материала, обеспечивает водо- и грязеотталкивающие свойства, и отсутствие адгезии к поверхности. Уплотнительные изделия из пряжи RK-PACK 402CGFO, имеют очень низкий коэффициент трения.

Температура плавления кристаллитов материала пряжи +327°С, температурный диапазон долговременного рабочего применения от минус 200°С до +280°C. Кратковременная пиковая температура до +300°C. «Предельный кислородный индекс» (LOI) материала пряжи RK-PACK 402CGFO ~ 95%.

Модифицирование ПТФЭ графитом – это второй, после экспандирования, процесс, направленный на улучшение физико-механических параметров, эксплуатационных и уплотнительных, свойств изделий из ПТФЭ, в том числе сальниковых набивок, прокладок, фланцевых лент и т.д.

Чистый, экспандированный ПТФЭ - уникальный материал, который хорошо подходит для производства статических и динамических (низкоскоростных) уплотнений, тем не менее, у него есть несколько неприемлемых свойств, негативное влияние которых, компенсируются методом модифицирования ПТФЭ, путем внедрения в его структуру различных наполнителей (модификаторов), в нашем случае – это порошок чистого кристаллического графита.

Существуют десятки видов сальниковых набивок изготовленных на основе модифицированного графитом ПТФЭ в сочетании с другими видами пряж. Выбор нужной сальниковой набивки из этого перечня – это поиск компромисса между ее преимуществами и недостатками. Есть десятки материалов ПТФЭ с различными наполнителями – модификаторами. Для производства прокладочных материалов, обычно используют ПТФЭ, модифицированный стекловолокном, углеродом, графитом, дисульфидом молибдена, оксидами металлов и различными полимерами. Каждый из них, обладает различными свойствами, предпочтительными для различных областей применения и условий эксплуатации. Общим для всех модифицированных ПТФЭ материалов являются их повышенная устойчивость к износу и деформации.

Многолетний практический опыт, лабораторные исследования и испытания, определили, что для производства уплотнительных изделий, предназначенных для работы в динамических, высокоскоростных режимах, самым качественным материалом, с наилучшими эксплуатационными свойствами и физико-механическими параметрами, является ПТФЭ модифицированный кристаллическим графитом.

Если не модифицированный ПТФЭ, и уплотнительные изделия на его основе, например, сальниковая набивка RK-PACK 250, имеет самую низкую степень устойчивости к износу и деформации под нагрузкой, то модифицирование ПТФЭ графитом, предает ему повышенные механические свойства и износостойкость, значительно увеличивает прочность на сжатие, также, многократно повышает теплопроводность, снижает коэффициент газопроницаемости, увеличивает модуль упругости при изгибе и твердость поверхности. Кроме этого, модифицированный графитом ПТФЭ в сравнении с ПТФЭ модифицированным другими материалами, имеет стабилизированный коэффициент трения, что особо актуально в производстве уплотнительных и прокладочных изделий для динамических систем.

Модифицированный графитом ПТФЭ, обеспечивают уплотнительным изделиям на его основе более высокую устойчивость к экструзии, к ползучести* и релаксации напряжений** в условиях высоких температур.

*Ползучесть политетрафторэтилена (холодный поток) — в материаловедении – под ползучестью или холодным потоком, подразумевают происходящую с течением времени медленную деформацию под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. Но для политетрафторэтилена, свойственна ползучесть даже без нагрузки уже при температуре +20°С, что является одним из основных его недостатков, сильно ограничивающих область применения стандартного ПТФЭ, в том числе и для производства на его основе прокладочных и уплотнительных изделий. Термическое расширение ПТФЭ или т.н. экспандирование, максимально устраняет это физическое явление у ПТФЭ.

 

*Релаксация напряжения в стандартном ПТФЭ, заключающаяся в том, что с течением времени убывает усилие (внутреннее напряжение), необходимое для поддержания постоянной деформации. Применительно к уплотнительному изделию, к сальниковой набивке или к прокладке - это значит, что в обжатом надлежащим образом уплотнении, обеспечивающим определенное время надежную герметизацию, вследствие деформации ползучести, при неизменной полной его деформации - уменьшается напряжение. То есть, уплотнение сохраняет деформацию (форму), полученную им в следствии обжатия, но напряжение в нем значительно снижается, уплотнение перестает плотно прилегать к сопрягаемым поверхностям сальникового узла, вследствие чего, наступает разгерметизация. Регулировка (подтяжка) сальника, устраняет данную проблему лишь на определенное время, дальше, релаксация напряжения в уплотнении, приводит к тем же последствиям. Обжатие набивки или прокладки из ПТФЭ, ограничено в пространстве, а чрезмерное обжатие, приводит к негативным последствиям. Поэтому, количество регулировок (подтяжек) уплотнения, для устранения разгерметизации вызванной релаксацией напряжения в стандартном ПТФЭ материале – ограничено. Процесс экспандирование (расширения) - придает ПТФЭ высокую прочность на растяжение и структурную целостность, что практически исключает явления релаксации напряжения и холодного потока (ползучести).

 

Среди основных достоинств и недостатков модифицированного графитом ПТФЭ, применительно к пряже на его основе RK-PACK 402CGFO, и уплотнительным изделиям из этой пряжи (плетеных сальниковых набивок, лент и полотен), в сравнении с не модифицированным ПТФЭ, можно выделить следующие:

 

Преимущества:

• Повышенная износостойкость;
• Увеличенная теплопроводность, что позволяет применять сальниковые набивки на основе пряжи RK-PACK 402CGFO в высокоскоростных узлах со скоростью до 20м/с, против 2м/с у изделий из чистого ПТФЭ;
• Пониженная газопроницаемость;
• Стабильность размеров изделия при повышенных температурах;
• Повышенная устойчивость к экструзии и релаксации напряжений;
• Увеличенный модуль упругости при изгибе и твердость поверхности;
• Стабилизированный коэффициент трения.

 

Недостатки:

• Более низкая разрывная нагрузка;
• Уменьшенный % удлинения перед разрывом;
• Ограниченное применение в чистых производствах пищевой и фармацевтической промышленности (не разрешен непосредственный контакт с пищевыми продуктами).

 

Пряжа на основе политетрафторэтилена, как RK-PACK 402CGFO, так и изделия из нее, сертифицированы по UL** в области техники безопасности.

Примечание: 

* UL– стандартизация и сертификация в области техники безопасности (США). (Underwriters Laboratories Inc). UL94-V0: самозатухание в течение 10 секунд на вертикально установленном образце; допускается образование капель из не горящих частиц.

 

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПТФЭ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO.

 

 Пряжа из модифицированного графитом ПТФЭ – RK-PACK 402CGFO, применяется для производства сальниковых набивок, уплотнительных фланцевых плетеных лент и полотен. ПТФЭ пряжу RK-PACK 402CGFO применяют для производства универсальных сальниковых набивок, для применения, как в статических, так и в динамических режимах уплотнения.

СТАНДАРТНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПТФЭ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO.
RK-PACK 250СCGFO-R - САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПТФЭ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO.
RK-PACK 250СCGFO-R - САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПТФЭ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ САЛЬНИКОВЫЕ НАБИВКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFOПРОИЗВОДЯТСЯ ПОД ЗАКАЗ.
САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ ТЕРМОРАСШИРЕННОГО ГРАФИТА С УГЛОВЫМ УСИЛЕНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖЕЙ RK-PACK 402CGFO.
КОМБИНИРОВАННАЯ САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ ТРГ ПРЯЖИ И МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO. ТИП ПЛЕТЕНИЯ «ЗЕБРА».
САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, С УГЛОВОЙ ОПЛЕТКОЙ ЧИСТОЙ ПТФЭ ПРЯЖЕЙ RK-PACK 402.
САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, С УГЛОВОЙ ОПЛЕТКОЙ АРАМИДОМ.
КОМБИНИРОВАННАЯ САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, И АРАМИДНОЙ ПРЯЖИ. ТИП ПЛЕТЕНИЯ «ЗЕБРА».
САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, С УГЛОВОЙ ОПЛЕТКОЙ ПРЯЖЕЙ KYNOL®.
КОМБИНИРОВАННАЯ ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, И УГЛЕРОДНОЙ ПРЯЖИ. ТИП ПЛЕТЕНИЯ «ЗЕБРА».
КОМБИНИРОВАННАЯ САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, И ПРЯЖИ KYNOL®. ТИП ПЛЕТЕНИЯ «ЗЕБРА».
САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПТФЭ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, С УГЛОВОЙ ОПЛЕТКОЙ УГЛЕРОДОМ.
САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, С СИЛИКОНОВЫМ СЕРДЕЧНИКОМ (КОМПЕНСАТОР ВИБРАЦИИ).
САЛЬНИКОВАЯ НАБИВКА ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГРАФИТОМ ПТФЭ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO, С ПЯТЬЮ СИЛИКОНОВЫМИ СЕРДЕЧНИКАМИ (КОМПЕНСАТОРЫ ВИБРАЦИИ).

 

 

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO И ИЗДЕЛИЙ НА ЕЕ ОСНОВЕ.

 

Говоря о химической стойкости политетрафторэтилена (ПТФЭ), обычно ограничиваются лишь небольшим перечнем химических сред, с которыми ПТФЭ вступает в реакцию, вследствие чего, уплотнительные изделия на его основе, не могут применяться для их герметизации. И это правильно, но отчасти. Всегда необходимо учитывать реальные факторы и условия, которые могут сопровождать производственный процесс. Ведь говоря о стойкости ПТФЭ к той или иной химически активной среде, подразумевают нормальные условия. Не принимают во внимание те реальные условия, которые создаются в уплотняемом узле -  температуру, высокое давление, скорость и т. д. Так, например, есть среды, устойчивость к которым у ПТФЭ, при нормальной температуре в +20°С - абсолютная, но при увеличении температуры до определенных значений, те же среды, начинают взаимодействовать с ПТФЭ и его разрушают. Именно поэтому, перед выбором и установкой уплотнения, всегда, необходимо проведение технической оценки, с учетом всех возможных факторов, возникающих в реальных рабочих условиях, могущих оказывать влияние на ПТФЭ.

Кроме того, говоря о модифицированной ПТФЭ пряже RK-PACK 402CGFO, необходимо принимать во внимание, что в ее структуре, находится до 20% кристаллического графита, стойкость которого к тем или иным видам химии, не одинакова со стойкостью к ним у ПТФЭ.

Ниже, мы приводим две таблицы с перечнем химических сред, для уплотнения и герметизации которых, уплотнительные изделия, в том числе, сальниковые набивки, фланцевые формованные и плетеные ленты – либо не могут быть применены, либо их применение, требует специальной комплексной оценки на предмет совместимости с этими средами. ТАБЛИЦА 1 - включает среды, реакция которых с ПТФЭ, приводит или может привести к его деградации. ТАБЛИЦА 2 - среды, взаимодействующие с графитовым компонентом в пряже.

В перечень сред, приведенных в таблицах, включены и те среды, реакция которых с ПТФЭ или графитом, не приводит к разрушению уплотнения, но может вызывать серьезные коррозионные повреждения уплотняемых металлических поверхностей в конструкции узла. 

 

 

ТАБЛИЦА 1.
Фторирующие агенты - производные хлора (I), в том числе: фторид кобальта (трифторид кобальта) — CoF3 и дифторид ксенона XeF2.	Являются сильными окислителями.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Фториды. химические соединения фтора с другими элементами (Фторид хлора III).	Вступают в реакцию с ПТФЭ.	Уплотнения из ПТФЭ для применения не предназначены.
Элементарный фтор, F.	Реакция с ПТФЭ.	Уплотнения из ПТФЭ для применения не предназначены.
Галогенированные растворители.	Галогенированные растворители, относится к химическому соединению или смеси, содержащей атомы галогена, т.е. фтор, хлор, бром или йод. Другие термины для этих соединений: галоидоуглероды (галогенированные углеводороды), хлоруглероды и хлорфторуглеродов (класс молекул, содержащих хлор, фтор и углерод).	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Расплавы и растворы щелочных металлов (натрий, калий, литий и т.д.).	При непосредственном контакте с ПТФЭ, удаляют из него атомы фтора.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Азотная кислота, HNO3.	Концентрация свыше 70%, при температуре +250°С, под давлением.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Гидроксид натрия (NaOH) или — каустическая сода, каустик, едкий натр, едкая щёлочь.	При концентрации выше 80% и при температуре от +200°С.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Гидроксид калия или «калиевый щёлок», (KOH).	При температуре от +200°С.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Гидриды.	Соединения водорода с металлами, как: диборан (B2H6) - химическое соединение водорода и бора.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Хлорид алюминия.	Другое название - хлористый алюминий (AlCl3) соль алюминия и соляной кислоты.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Аммиак, NH3.	Органические производные аммиака - азотосодержащие соединения - первичные R–NH2.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Моноэтаноламин, HO-CH2CH2-NH2.	Органическое соединение, представитель класса аминоспиртов, обладает сильными щелочными свойствами. При давлении и температуре свыше +100°С.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.
Амины.	Органические производные аммиака - азотосодержащие соединения - первичные R–NH2.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с ПТФЭ.

 

 

ТАБЛИЦА 2.
Дымящая азотная кислота (HNO3), Fuming nitric acid.	Конц. от 90% до 100%.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Олеум (раствор серного ангидрида SO3 в 100%-й серной кислоте H2SO4 или дымящая серная кислота).	-	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Гипохлорит натрия (NaOCl), Sodium hypochlorite.	Конц. свыше 40%.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Жавелевая вода (KOCl + KCl), Javel water или раствор солей калия хлорноватистой и соляной кислот.	Любая концентрация.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Хлорсульфоновая кислота (HSO3Cl), Chlorosulphonic acid или монохлорангидрид серной кислоты.	Любая концентрация.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Хлор жидкий (Hl), Chlorine liquid, и некоторые его соединения.	-	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Бром (Br2), Bromine, и некоторые его соединения.	-	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Расплавы щелочных металлов: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.	-	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Едкий натр (NaOH), Sodium hydroxide или каустическая сода.	Концентрация свыше 10%.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Гипохлорит калия (KOCl), Potassium hypochlorite или неорганическое соединение, соли калия и хлорноватистой кислоты.	Водный раствор любой концентрация при температуре от +30°С.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Оксиды азота, влажн. (N2O), Nitrous gases, moist.	При температуре от +60°С.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Перекись водорода (H2O2), Hydrogen peroxide.	При концентрации <5%, и при температуре ≤ 50°С.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.
Хромовая кислота (H2CrO4) Chromic acid.	При концентрации <20%, и при температуре ≤ 20.	Необходима техническая оценка. Возможна реакция с графитом в структуре ПТФЭ.

 

 

ИСХОДНОЕ СЫРЬЕ И ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА (ПТФЭ).

 

Сырьем для производства ПТФЭ выступает тетрафторэтилен (ТФЭ) — тяжёлый газ, без цвета и запаха, более, чем в 3 раза тяжелее воздуха. Газ тетрафторэтилен C₂F₄, — химическое соединение фтора и углерода. не растворяется в воде, растворяется в органических растворителях, температура кипения -76,3°С, является фторолефином — непредельным фторорганическим соединением.  ТФЭ - нетоксичен, однако, является легковоспламеняющимся. ТФЭ хранится в сжиженном виде, при низкой температуре и давлении. ТФЭ синтезируется из плавикового шпата, плавиковой кислоты, и хлороформа.

ПТФЭ получают методом полимеризации газа ТФЭ. В Процессе полимеризации, в качестве инициаторов, используется персульфат аммония или перекись диянтарной кислоты (1, 3-диаминопропан), возможно использование иных инициаторов полимеризации. Существенный компонент процесса полимеризации ТФЭ, является вода.

В зависимости от конкретных желаемых качеств для конечного продукта, политетрафторэтелен (ПТФЭ) может быть получен несколькими способами. Особенности технологического процесса полимеризации газа ТФЭ, являются производственной тайной. Тем не менее, можно выделить два основных способа получения ПТФЭ. Первый – это суспензионная полимеризация, в результате процесса, получают зерна политетрафторэтилена. Зерна гранулируются и формуются. Данный метод состоит в следующем:

В реакционную камеру, заполненную дистиллированной водой с реакционным агентом или инициатором полимеризации, при заданной температуре и давлении, подается ТФЭ. Реакция ТФЭ с агентом запускает процесс полимеризации, с образованием твердой ПТФЭ субстанции. ПТФЭ субстанция поднимается к поверхности воды и запускается процесс вибрации реакционной камеры. В результате химической реакции внутри камеры тепло рассеивается, камера охлаждается за счет циркуляции холодной воды или другого охлаждающего агента во внешнем контуре реакционной камеры.  ПТФЭ субстанция продолжает образовываться, заполняя камеру и опускаясь на ее дно. При достижении определенного давление на дно камеры, автоматически происходит отключение подачи ТФЭ. Вода из камеры сливается.

Далее, ПТФЭ сушат и подают на мельницу. Мельница с вращающимися лопастями измельчает ПТФЭ, создавая материал с консистенцией схожей с пшеничной мукой. Это, трудно формующийся порошок, обремененный «poor flow», то есть, трудно обрабатываемый порошок с высоким комкованием и множеством воздушных камер в своей структуре. Процессом агломерации этот порошок гранулируется.  Один из способов агломерация – подача ПТФЭ порошка с растворителем (например – ацетон), на центрифугу, где зерна ПТФЭ сбиваются вместе, образуя гранулы, которые затем просушиваются.

ПТФЭ гранулы – это сырье для производства формованных ПТФЭ изделий (заготовок), прутков, листов, цилиндров.  Для формирования цилиндрических заготовок, гранулы ПТФЭ помещают в цилиндрическую форму из нержавеющей стали. Форму загружают в гидравлический пресс, плунжер опускается в форму и с заданным давлением формует заготовку. Далее, формованная заготовка ПТФЭ помещается в печь, где происходит процесс спекания. Формованную PTFE заготовку, постепенно, в течение нескольких часов, нагревают в печи, пока она не достигнет температуры +360°C, что является выше точки плавления ПТФЭ, материал становится гелеобразной консистенции. Затем заготовку ПТФЭ постепенно охлаждают. Готовые цилиндры, на специальном станке, могут быть распущены на листы. Из ПТФЭ цилиндров вырезают различные изделия, втулки, прокладки и т.д.

Второй метод – это дисперсионная полимеризация, в результате которой, получают ПТФЭ дисперсию, разной концентрации. Дисперсия перерабатывается в порошки с разными размерами фракций. Данный метод, позволяет получать более качественный и востребованный политетрафторэтилен. Как и в предыдущем методе, ТФЭ вводят в реактор, заполненной дистиллированной водой вместе с химическим инициатором. Вместо интенсивного вибро-механического этапа, как в процессе суспензионной полимеризации, состав в реакционной камере, медленно, осторожно и тщательно блендируется (перемешивается). ПТФЭ зарождается в виде крошечных шариков. Далее, определенная часть воды удаляется путем фильтрации или путем добавления специальных химических реагентов, в результате, полученный ПТФЭ состав оседает на дно камеры, образуя в результате вещество бело-молочного цвета – это и есть дисперсия ПТФЭ.

Именно дисперсия ПТФЭ применяется в качестве пропиток сальниковых набивок, уплотнительных и прокладочных изделий, а также многих видов пряж, таких как углеродная, арамидная, хлопковая, графитовая и других, используемых в производстве сальниковых набивок, шнуров, лент, тканей и т.д. Из дисперсии, вырабатывается ПТФЭ порошок, применяемый для производства формованных ПТФЭ изделий, экспандированных шнуров, лент, тканей. Также, данный ПТФЭ порошок, наносится на различные металлические изделия, в том числе и на прокладки.

 

ВАЖНО! Дисперсия ПТФЭ, является промежуточным продуктом производства (полимеризации) самого ПТФЭ. Необходимо знать, что обратный процесс – физически не возможен, то есть, выработать (произвести) из ПТФЭ порошка ПТФЭ дисперсию – невозможно.

 

 

ПОНЯТИЕ ПЕРВИЧНОГО И ВТОРИЧНОГО ПТФЭ. 

 

Пряжа RK-PACK 402CGFO, производится из 100% первичного, экспандированного, модифицированного графитом политетрафторэтилена (ПТФЭ, PTFE, фторопласт, fluoroplastic). Здесь необходимо рассмотреть понятия первичного и вторичного ПТФЭ. Сегодня на рынке, в том числе и экспортном рынке Китая, предлагается много уплотнительной и прокладочной продукции и материалов, изготовленных из вторичного ПТФЭ. Много такой продукции из КНР поставляется и в РФ.

Первичный политетрафторэтилен (ПТФЭ) – продукт, выработанный методом дисперсионной полимеризации газа тетрафторэтилена. Данный метод рассмотрен в предыдущей главе. ПТФЭ полученный таким способом, называется первичный ПТФЭ. Существуют технологии получения так называемого вторичного ПТФЭ. Вторичный ПТФЭ получают путем переработки в порошок отработанных изделий и продукции из ПТФЭ, то есть из вторсырья.

Процесс переработки, заключается о очистке и размельчении вторичного сырья политетрафторэтилена до состояния порошка. Из полученного порошка формуют изделия, также, его применяют для производства уплотнительных лент (ФУМ), шнуров, пряжи и т.д. Как и при переработке любого другого сырья, утилизация снижает свойства исходного материала.

Большая проблема вторичного ПТФЭ – это его чистота. Даже самые современные технологии очистки вторичного ПТФЭ, могут обеспечить снижение сторонних примесей в ПТФЭ лишь до 5~10%. Применять более дорогостоящие методы очистки вторичного ПТФЭ экономически не целесообразно, поскольку такая технология, увеличивает стоимость конечного продукта до себестоимости производства первичного ПТФЭ, а в отдельных случаях, может ее и превышать. Таким образом, наличие во вторичном ПТФЭ до 10% различных примесей, ставит под сомнение одно из основных свойств материала – химическую стойкость. Если изделия из первичного ПТФЭ применимы в химических средах рН которых лежит от 0 до 14 единиц (за исключением известных ограничений), то изделия из вторичного ПТФЭ, могут быть подвержены разрушению теми химически активными средами, с которыми примеси, находящиеся в составе вторичного ПТФЭ, могут вступить в реакцию. Но потребитель, не может точно знать, какой состав примесей находится в том или ином изделии из вторичного ПТФЭ. Поэтому, здесь существуют определенные, серьезные риски, которым подвержен потребитель, использующий эти материалы и изделия из них в производственном процессе.

То же самое касается и уникально низкого коэффициента трения ПТФЭ. Часто, примеси, находящиеся в составе вторичного ПТФЭ, увеличивают коэффициент трения у изделия, изготовленного из него, до неприемлемых значений. 

Но, самой большой проблемой вторичного ПТФЭ является его низкая износостойкость. Исследования образцов первичного и вторичного ПТФЭ, проводившиеся в лаборатории предприятия RUS-KIT NANYANG SEALING MATERIALS, показали, что износостойкость образца, выполненного из вторичного ПТФЭ, ниже в 2 раза! То есть, срок эксплуатации изделий из вторичного ПТФЭ меньше, минимум в двое, в сравнении с изделиями из первичного ПТФЭ. Применительно к сальниковым набивкам, если они выполнены из вторичной ПТФЭ пряжи, можно говорить, что их срок службы будет значительно короче. Кроме того, химическая стойкость у таких сальниковых набивок, также под вопросом. Такие показатели, как сжимаемость, восстанавливаемость, могут значительно отличаться от показателей у изделий, выполненных из первичного ПТФЭ сырья. Говоря о показателе разрывной нагрузки ≥ 40N для ПТФЭ пряжи RK-PACK 402 из первичного ПТФЭ, у пряжи из вторичного ПТФЭ, разрывная нагрузка порядка 3~5N.

Изделия из вторичного ПТФЭ отличает неоднородность структуры, присутствие пятен и вкраплений. Цвет вторичного материала не белый, часто серый с различными оттенками.

Часто, китайские производители, работающие на рынке полимеров, в том числе производящие уплотнительные и прокладочные изделия и материалы из политетрафторэтилена, смешивают первичное и вторичное сырье (ПТФЭ) в разных пропорциях. Разбавление вторичного ПТФЭ чистым первичным, часто, придает готовым изделиям более качественный и товарный вид, но свойства этих изделий, далеки от свойств изделий, выполненных только из 100% первичного ПТФЭ

Как итог, изделия из вторичного ПТФЭ всегда имеют худшие эксплуатационные параметры и свойства, не обеспечивают стабильную и долгосрочную работу, и всегда будут дешевле в сравнении с изделиями из первичного ПТФЭ.

 

ПОНЯТИЕ ЭКСПАНДИРОВАННОГО (РАСШИРЕННОГО) ПТФЭ. 

  

Экспандированный – расширенный политетрафторэтилен (ПТФЭ). Уникальный продукт термического расширения политетрафторэтилена, без использования растворимых наполнителей, пенообразующих агентов или химических добавок, базирующийся на свойствах самого ПТФЭ. Экспандированный ПТФЭ - представляет собой миллиарды мелких пор в структуре изделия ПТФЭ, что придает ему уникальные, недоступные обычному ПТФЭ, механические свойства. Кроме того, экспандированный ПТФЭ, обладает низкой ползучестью, которая является серьезным недостатком стандартного ПТФЭ. Химически, экспандированный ПТФЭ, идентичен стандартному ПТФЭ.

Экспандирование ПТФЭ, может быть выполнено путем одноосного растяжения или двухосного. Получаемые фибриллы (волокна) – широкие, и тонкие в сечении с максимальной шириной 0,1 мкм и минимальной - не более одного или двух молекулярных диаметров в диапазоне 0,005-0,01 мкм. Связки волокон, различаются по размеру от менее микрона до 400 мкм, в зависимости от условий и параметров термической экспансии.

Объемная плотность стандартного (не экспандированного) ПТФЭ, составляет 2,2г/см³. Регулируя скорость процесса экспандирования, его продолжительность, температуру и некоторые другие производственные параметры, можно получать продукт с разной степенью расширения, то есть получать продукт с разной величиной объемной плотности, вплоть до плотности ПТФЭ 0,1г/см³ – при пористости изделия, порядка 96%.

Плотность экспандированного, модифицированного графитом политетрафторэтилена, применяемого для производства ПТФЭ пряжи RK-PACK 402CGFO, составляет порядка 1,15±5г/см³. Данная величина плотности ПТФЭ пряжи RK-PACK 402CGFO, обеспечивает качество и надежность, высокие физико-механические и герметизирующие свойства уплотнительным изделиям, изготовленным на ее основе, в том числе, сальниковым набивкам. Напротив, оптимальная плотность для самоклеящихся фланцевых уплотнительных лент из экспандированного ПТФЭ RK-PACK 250T и уплотнительных шнуров круглого сечения RK-PACK Co250, находится в пределах от 0,65 до 0,8 г/см³.

Экспандирование ПТФЭ предотвращает и значительно снижает такие недостатки стандартного ПТФЭ, как ползучесть* и релаксацию напряжения**, которые являются существенными недостатками, сильно ограничивающими возможность применения уплотнительных изделий, изготовленных из стандартного ПТФЭ материала.

 

*Ползучесть политетрафторэтилена (холодный поток) — в материаловедении – под ползучестью или холодным потоком, подразумевают происходящую с течением времени медленную деформацию под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. Но для политетрафторэтилена, свойственна ползучесть даже без нагрузки уже при температуре +20°С, что является одним из основных его недостатков, сильно ограничивающих область применения стандартного ПТФЭ, в том числе и для производства на его основе прокладочных и уплотнительных изделий. Термическое расширение ПТФЭ или т.н. экспандирование, максимально устраняет это физическое явление у ПТФЭ. 

 

**Релаксация напряжения в стандартном ПТФЭ, заключающаяся в том, что с течением времени убывает усилие (внутреннее напряжение), необходимое для поддержания постоянной деформации. Применительно к уплотнительному изделию, к сальниковой набивке или к прокладке - это значит, что в обжатом надлежащим образом уплотнении, обеспечивающим определенное время надежную герметизацию, вследствие деформации ползучести, при неизменной полной его деформации - уменьшается напряжение. То есть, уплотнение сохраняет деформацию (форму), полученную им в следствии обжатия, но напряжение в нем значительно снижается, уплотнение перестает плотно прилегать к сопрягаемым поверхностям сальникового узла, вследствие чего, наступает разгерметизация. Регулировка (подтяжка) сальника, устраняет данную проблему лишь на определенное время, дальше, релаксация напряжения в уплотнении, приводит к тем же последствиям. Обжатие набивки или прокладки из ПТФЭ, ограничено в пространстве, а чрезмерное обжатие, приводит к негативным последствиям. Поэтому, количество регулировок (подтяжек) уплотнения, для устранения разгерметизации вызванной релаксацией напряжения в стандартном ПТФЭ материале – ограничено. Процесс экспандирования (расширения) - придает ПТФЭ высокую прочность на растяжение и структурную целостность, что практически исключает явления релаксации напряжения и холодного потока (ползучести).

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ СКРУТКИ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОЛЬНОГО СЛОЖЕНИЯ ПТФЭ ЛЕНТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРЯЖИ.

 

ПТФЭ пряжа, на основе ленты из экспандированного политетрафторэтилена, изготавливается двумя методами: метод скрутки ПТФЭ ленты на заданный градус и метод продольного сложения ПТФЭ ленты. Базовым, исходным материалом в производстве данных видов пряж, выступает лента из экспандированного (расширенного) политетрафторэтилена. По сути, эта так называемая лента ФУМ (фторопластовый уплотнительный материал), но в отличие от традиционной ФУМ ленты, которая производится не из расширенного ПТФЭ или из ПТФЭ с низким коэффициентом расширения, лента, используемая для производства ПТФЭ пряжи, производится из экспандированного (расширенного) ПТФЭ и имеет иные характеристики в том числе, коэффициент расширения, плотность, толщину, и иные параметры разрывной нагрузки.

Метод скрутки, применяемый большинством производителей в Китае, представляет собой, технологический процесс, при котором ПТФЭ лента, скручивается на заданный градус, образуя ПТФЭ нить (пряжу). ПТФЭ пряжа, получаемая по такой технологии производства, имеет ряд существенных недостатков. Сама технология скрутки, не обеспечивает равномерную объемную плотность пряжи по всей ее длине. В процессе скрутки, в теле получаемой пряжи, образуется множество карманов, заломов, нахлестов, внутри которых остается воздух. Даже в процессе плетения, из данной пряжи, сальниковой набивки или фланцевой ленты, а также при последующем их каландровании, воздух, находящийся в карманах ПТФЭ пряжи – не удаляется. Таким образом, сальниковая набивка или уплотнительная плетеная фланцевая лента имеет в своей структуре полости – небольшие камеры, заполненные воздухом. Наличие воздушных камер в теле сальникового уплотнения, являются причиной неравномерной поверхностной плотности этого уплотнения, как следствие, и неравномерного прилегания уплотнения к уплотняемой поверхности сальникового узла или фланца. В процессе эксплуатации, при определенных условиях, эти камеры могут вскрываться и заполняться рабочей жидкостью, тем самым, приводя к ускоренному износу уплотнения. Между уплотняемой поверхностью и уплотнением образуются зазоры, в которых накапливается абразив, частицы материала разрушенного уплотнения и т.д. Площадь и глубина разрушения поверхности уплотнения увеличивается, и в конечном итоге происходит разгерметизация узла. Скорость разрушения уплотнения зависит от агрессивности рабочей среды, вида и степени ее абразива, а также от рабочей температуры и давления.

Компенсировать неравномерное прилегание сальникового уплотнения из ПТФЭ пряжи выполненной методом скрутки к уплотняемой поверхности путем применения дополнительных смазочных материалов – не только не исправит ситуацию, а наоборот, приведет к еще более негативным последствиям. Подробно о проблемах, возникающих при применении дополнительных смазочных материалов, изложено в Главе 2 информационного материала по этой ссылке.

Еще один недостаток, вызываемый «гуляющей» объемной плотностью ПТФЭ пряжи, выполненной методом скрутки, заключается в том, что и готовая продукция, в том числе и сальниковая набивка, изготовленная из такой пряжи, наследует туже проблему «гуляющей» объемной плотности. Сальниковая набивка, сплетенная из такой пряжи, для придания ей правильной геометрической формы и точного размера поперечного сечения, нуждается в каландровании в заданный размер при повышенном давлении.  Но непродолжительная во времени нагрузка, оказываемая на сальниковую набивку в процессе ее каландрования, обеспечивает требуемую геометрию сальниковой набивки лишь на непродолжительное время. Далее, в силу вступает упругая деформация, свойственная самому политетрафторэтилену. То есть, после снятия нагрузки (каландрования), в течение непродолжительного времени, сальниковая набивка стремится к восстановлению свой прежней геометрии. Экспандированный ПТФЭ имеет значительно более низкую восстанавливаемость, чем стандартный ПТФЭ, тем не менее, этот процесс протекает и в нем. Поэтому, сальниковые набивки, выполненные из ПТФЭ пряжи, изготовленной методом скрутки ПТФЭ ленты, как правило, имеют отклонения по размерам поперечного сечения по всей длине изделия. Это обстоятельство, вызывает не только описанные выше проблемы, но также, является причиной отсутствия хорошего товарного вида изделия.

 

Технология продольного сложения ПТФЭ ленты, по которой изготовлена пряжа RK-PACK 402, позволяет получать более качественный продукт и имеет существенные преимущества перед устаревшим (традиционным) методом скрутки. Этот технологический процесс предусматривает получение из экспандированной ПТФЭ ленты, плоской ПТФЭ нити (пряжи) с заданной геометрией. Существует несколько способов продольного сложения ПТФЭ ленты, но данная технология не разглашается. Основные этапы данного производства заключаются в следующем: 

Лента из экспандированного ПТФЭ поступает на специальное оборудование, где происходит ее продольное сложение до заданных геометрических размеров. Далее, лента идет под вальцы, Вальцы – вращающиеся с заданной скоростью во встречном направлении 2 металлических цилиндра с калиброванными пазами. Между вальцев, поддерживается требуемая температура и давление. После прохождения вальцев, пряжа охлаждается и наматывается на бобины. Технология производства позволяет исключить наличие воздуха и пустот в структуре ПТФЭ пряжи. ПТФЭ пряжа имеет правильную форму поперечного сечения в виде прямоугольника, равномерную объемную плотность, ровную поверхность.

Использование сальниковых набивок и уплотнительных лент, изготовленных из ПТФЭ пряжи выполненной методом продольного сложения, многократно снижают возможные риски разгерметизации в сравнении с изделиями, выполненными из скрученной ПТФЭ пряжи. Пряжа RK-PACK 402, не имеет внутренних пустот. В процессе плетения, пряжа RK-PACK 402, плотно вплетается в тело набивки, ложится без заломов и скруток. Сальниковые набивки из ПТФЭ пряжи RK-PACK 402, имеют равномерную объемную плотность, ровную поверхность, что обеспечивает надежное уплотнение сопрягаемых поверхностей.  В отличие от изделий, выполненных из крученной ПТФЭ пряжи, изделия, изготовленные из плоской ПТФЭ пряжи, имеют точную геометрию, высокую плотность и герметичность сечения. 

 

ПОНЯТИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПТФЭ.

 

Для улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств уплотнительных и прокладочных материалов, изготавливаемых на основе политетрафторэтилена, а также, для придания им дополнительных качеств, ПТФЭ модифицируют, путем внедрения в его структуры различных модификаторов (наполнителей). Модификаторы выбирают в зависимости от требуемых свойств конечного продукта. Среди наиболее используемых модификаторов, можно выделить следующие:

Графит - кристаллическая модификация углерода высокой чистоты. Чешуйчатая структура графита, придает модифицированному им ПТФЭ превосходные антифрикционные свойства,
 значительно увеличивает теплопроводность полимера (ПТФЭ), значительно повышает его механические свойства и износостойкость, снижает коэффициент газопроницаемости, понижает склонность к экструзии. ПТФЭ модифицированный кристаллическим, чистым графитом, широко применяется в производстве прокладочных и уплотнительных изделий.

Углерод (порошок или волокно). Модифицированный углеродом ПТФЭ обладает очень низким коэффициентом деформации под нагрузкой, превосходной износостойкостью, хорошей теплопроводностью и низкой проницаемостью.  Как и все модификаторы, вводящиеся в структуру ПТФЭ, за исключением кристаллического графита, углерод понижает антифрикционные свойства модифицированного политетрафторэтилена в сравнении с не модифицированным ПТФЭ. Модифицированный углеродом ПТФЭ является значительно менее абразивным в сравнении с ПТФЭ модифицированным стекловолокном, но тем не менее, его использование в качестве материала для уплотнения и герметизации в динамических режимах, требует предварительной технической оценки. Для снижения абразивной активности, уплотнения изготавливают на базе ПТФЭ модифицированного соединением графита и углерода, такие материалы обладают отличной износостойкостью и хорошими антифрикционными свойствами. Углеродные волокна, в качестве модификатора, придают ПТФЭ значительно большую устойчивость к деформации, чем модификатор из углеродного порошка, но углеродные волокна значительно более дорогие.

Стекловолокно - является наиболее распространенным наполнитель для ПТФЭ. Основные преимущества модифицированного стекловолокном ПТФЭ это - хорошая износостойкость, низкая ползучесть, хорошая прочность на сжатие, отличная химическая стойкость. В качестве основного недостатка, существенно ограничивающего применение модифицированного стекловолокном ПТФЭ в качестве материала для уплотнения и герметизации в динамических режимах – высокая абразивность.

Дисульфида молибдена (MoS2) улучшает износостойкость ПТФЭ, обычно применяется в сочетании с такими модификаторами, как стекловолокно и бронза, снижает коэффициент трения.

Бронза - придает модифицированному материалу превосходную износостойкость и теплопроводность. Снижение антифрикционных свойств при модифицировании бронзой, компенсируется внедрением в структуру ПТФЭ дисульфида молибдена или графита. Основной недостаток модифицированного бронзой ПТФЭ – самая низкая, из всех модифицированных ПТФЭ продуктов, химическая стойкость.

Нержавеющая сталь – обеспечивает модифицированный ПТФЭ отличной износостойкостью, прочностью и хорошей химической стойкостью. Уплотнения из модифицированного нержавеющей сталью ПТФЭ, отлично работают в средах перегретого пара.

Волластонит — минерал из класса силикатов, природный силикат кальция (Ca3(Si3O9)). Применение минерала волластонит позволило решить много вопросов в пищевой промышленности. Модифицированный волластонитом политетрафорэтилен, обладает свойствами, сравнивыми с ПТФЭ модифимцированным стекловолокном, но при этом, без свойственной стекловолокну, высокой абразивности. Кроме того, модифицированный волластонитом ПТФЭ, одобрен FDA к применению в пищевом производстве.

PPS (Ryton®) – полифениленсульфид - стоек к большинству различных агрессивных химических веществ, как при нормальных, так и повышенных температурах.  Значительно увеличивает износостойкость и сопротивление к экструзии у ПТФЭ.

Ekonol® - термически стабильный, сложный ароматический полиэфир. Модифицированный эконолом ПТФЭ – высокотемпературный композиционный материал, повышенной износостойкости. Материал предназначен для производства уплотнений, для которых износостойкость, стабильность размеров и стойкость к коррозии является критически важными. Одобрен FDA к применению в пищевом производстве.

Полиимид - полимерный модификатор, обеспечивающий ПТФЭ более высокую износостойкость и стойкость к истиранию. Модифицированный полиимидом политетрафторэтилен, имеет один из самых низких коэффициентов трения из всех модифицированных ПТФЭ материалов, и применяется для производства изделий, предназначенных для работы в «сухих» режимах без смазки. Уплотнительные и прокладочные изделия из модифицированного полиимидом ПТФЭ, в режиме «сухого» уплотнения, не повреждают сопряженные поверхности, изготовленные даже из таких мягких материалов, как латунь, алюминий, пластик. Недостаток модифицированного полиимидом ПТФЭ – высокая стоимость. 

Для достижения требуемых свойств модифицированного ПТФЭ, используются множество других модификаторов, например, фторид кальция (CaF2) – для уплотнений, предназначенных для герметизации сред с плавиковой кислотой, глинозем (Al2O3) – значительно улучшающий механические свойства материала и т.д.

В нашем случае, говоря непосредственно о ПТФЭ пряже, различают три основных способа модифицирования ПТФЭ кристаллическим графитом.

Основной метод, определяющий высокое качество продукта – это внедрение графита в дисперсию политетрафторэтилена в процессе производства самого ПТФЭ. Этот метод доступен в процессе дисперсионного производства ПТФЭ, который описан на этой странице здесь. При данной технологии, получают ПТФЭ порошок уже модифицированный графитом. Дальше, модифицированный порошок либо формуют в изделия, либо экспандируют при производстве лент, полотен, пряжи. Количество кристаллического, чистого графита, внедряемое в структуру политетрафторэтилена, определяется требованиями к конечному продукту, относительно пряжи RK-PACK 402CGFO, это от 15% до 20% массы. Даная технология модифицирования, обеспечивает самое глубокое проникновение чешуйчатого графита в структуру ПТФЭ, образуется стабильная и надежная связь двух материалов. Из модифицированного таким методом ПТФЭ, производят самые качественные уплотнительные и прокладочные материалы и изделия. Этот способ производства модифицированного графитом ПТФЭ, доступен только производителем самого ПТФЭ, то есть, производителям, синтезирующим ПТФЭ методом полимеризации тетрафторэтилена. Это достаточно дорогое производство, но гарантирующее получения продукта с наилучшими физико-механическими и эксплуатационными параметрами и свойствами. Пряжа RK-PACK 402CGFO, получают именно из модифицированного по такой технологии политетрафторэтилена.

Второй метод, не обеспечивающий столь же высоких качественных характеристик конечного продукта, как первый – это смешение порошка ПТФЭ и порошка графита в заданных пропорциях. Тем не менее, данная технология широко применяется в разных странах, в том числе и в Китае. Здесь максимально возможное качество добиваются путем длительного смешения двух порошков в специальных смесителях. Но, даже длительный процесс смешивания, не может обеспечить глубокое проникновения графита в структуру ПТФЭ. Изделия из модифицированного таким способом ПТФЭ, имеют значительно менее качественные параметры, основное, что по сути – это два отдельных материала в общем теле. При эксплуатации изделий из такого ПТФЭ, графит имеет тенденцию к вымыванию. Под нагрузкой, при температуре процессы в изделии из такого материала протекают неодинаково, не стабильно, что ведет к повышенному и неравномерному его изнашиванию. Применение изделий из такого материала на ответственных узлах, при повышенных давлениях и температуре с высокой динамикой, чревата авариями. Модифицированный по данной технологии политетрафторэтилен, доступен для производства практически на любом предприятии. Необходим лишь смеситель и сырье - порошки ПТФЭ определенных марок и кристаллического, чистого графита, что закупается непосредственно у производителей. Себестоимость производства значительно менее затратная, чем модифицирование при дисперсионном процессе полимеризации тетрафторэтилена. Соответственно, и цена на такой материал и изделия из него, ниже.

Третий метод, по факту не является модифицированием и применяется лишь в производстве ПТФЭ ленты или пряжи. Технология заключается в следующем: уже готовая, экспандированная (или нет) лента, с заданными геометрическими размерами, проходит через специальную камеру, где происходит ее механический контакт с графитовым порошком. Графит втирается в ПТФЭ ленту, далее, «графитизированная» таким способом лента, скручивается или продольно складывается в пряжу. При данной технологии, графит проникает лишь во внешний слой политетрафторэтилена, образуя с ПТФЭ очень ненадежную связь. Изделия, в частности сальниковые набивки, изготовленные из такой пряжи, в процессе эксплуатации, имеют тенденцию к обесцвечиванию, причиной чего, является вымывание графита рабочей жидкостью из материала ПТФЭ. Такую продукцию можно отнести к низкосортной продукции с ограниченным допуском к применению. Все преимущества модифицированного графитом политетрафторэтилена, если и свойственны такому материалу, то только частично и в течение короткого периода времени, а после начала эксплуатации изделия, они сводятся к нулю. Тем не менее, сальниковые набивки, изготовленные из пряжи, выполненной по такой технологии, очень широко распространены не только на азиатских рынках, в частности в Китае и Индии, но и в европейских странах. Много такой продукции поставляется из КНР в РФ.

Здесь две основных причины такого широкого распространения данной продукции:

 

Возможность производства ленты из вторичного ПТФЭ, что уже значительно снижает ее себестоимость;

Низкая себестоимость процесса механического «графитизирования». 

Подводя итог, можно констатировать, что только методом модифицирования ПТФЭ путем внедрения в его структуру кристаллического графита на стадии полимеризации тетрафторэтилена (внедрение графита в дисперсию ПТФЭ), получают модифицированный материал на базе 100% первичного ПТФЭ – обладающий наилучшими свойствами, качественными параметрами и характеристиками. Второй, и тем более третий, описанные выше способы модифицирования, не обеспечивают качественного внедрения графита в структуру ПТФЭ, а также, позволяют производителю использовать вторичное, низкокачественное ПТФЭ сырье. Если модифицированный материал изготовлен на базе вторичного политетрафторэтилена, то уплотнительные изделия из него, характеризуются крайне низкой износостойкостью, низкими физико-механическими параметрами, включая низкий антифрикционный коэффициент и наличием сторонних примесей, что в комплексе, не позволяет такому уплотнению, обеспечивать качественную и надежную герметизацию, продолжительный срок службы и стабильную работу.

Часто, низкое качество сальниковой набивки обнаруживается уже по факту, когда ее приходится менять. Механик видит набивку, либо ее остатки в камере, которые имеют грязно серый цвет. Это говорит от том, что в процессе эксплуатации, графитовый материал вымывается из структуры ПТФЭ пряжи. А если производителем была использована пряжа из вторичного ПТФЭ, то, как правило, тело сальниковой набивки расползается, стирается, становится рыхлым или разрушается полностью.

Необходимо сказать, что и в сальниковой набивке, изготовленной из качественной, модифицированной по технологии внедрения графита в дисперсию ПТФЭ, пряжи, при эксплуатации, всегда наблюдается некоторое, небольшое вымывание графитового материала. Но это очень низкий процент вымывания, и как правило, это явление наблюдается лишь локально, на тех местах уплотнения, где наиболее активно происходил его контакт с рабочей средой.

Понятно, что невозможно без проведения специальных лабораторных анализов, определить, основные параметры качества сальниковой набивки, в том числе определить какой ПТФЭ использовался, первичный или вторичный. Но, есть небольшая хитрость, которая поможет потребителю, имея в руках образец сальниковой набивки из модифицированного ПТФЭ, понять, каким методом, было проведено модифицирование ПТФЭ графитом. Для этого, нужно разобрать корпус сальниковой набивки, как это показано на фото 1. Для этого лучше брать сальниковую набивку, изготовленную методом оплетки сердечника, Пряжа в сердечнике, наименее деформируется в процессе плетения набивки, а если набивка уже была в эксплуатации, то именно сердечник, был подвержен наименьшему влиянию.

Далее, взять и развернуть одну нить, то есть, вернуть сложенную или скрученную в нитку (прядь) к состоянию ленты. Растянуть ленту в разные стороны, зажав ее края пальцами рук. Если лента, в процессе ее растяжения, начинает светлеть, и чем больше вы ее растягиваете, тем больше она принимает естественный белый цвет чистого ПТФЭ, то это говорит от том, что графит не внедрен в структуру политетрафторэтилена. Если ПТФЭ модифицировался графитом вторым или третьим, описанными выше методами, то есть, методом смешения порошков графита и ПТФЭ или методом «графитизации» уже готовой ПТФЭ ленты, то в местах, подвергнутых наибольшему растяжению, цвет ленты изменится до светло-серого или, даже, белого (Фото 2).

Качественная ПТФЭ пряжа, модификация которой проходила методом внедрения графита в дисперсию ПТФЭ, в процессе полимеризации газа тетрафторэтилена, при растяжении, будет сохранять однородность цвета (Фото3), даже при разрыве, концы пряжи остаются начального цвета, с возможным, небольшим осветлением (Фото 4).

Говоря о пряже, теряющей цвет при ее растяжении (Фото 1), можно однозначно утверждать - она изготовлена из ПТФЭ, внедрение графита в который, проводилось иным способом, но только не в процессе дисперсионного полимеризации. Иной способ модификации ПТФЭ графитом, как и было изложено выше, может, и как правило предполагает, использование не первичного ПТФЭ сырья, а вторичного, либо их комбинаций в разных пропорциях. Если это вторичный ПТФЭ, то можно говорить о в два раза пониженной износостойкости такой пряжи (набивки), о наличие в ее структуре сторонних примесей, о низких физико-механических и эксплуатационных параметрах и свойствах.

Аналогичная Фото 1 ситуация, наблюдается в процессе эксплуатации сальниковой набивки, изготовленной из такой пряжи. Под нагрузкой, материал ПТФЭ деформируется, графит легко из него вымывается, набивка теряет свои основные свойства, в первую очередь – теплопроводность, которую и обеспечивает графит в структуре ПТФЭ. Тепло накапливается в политетрафторэтилене, растет тепловое расширение, значительно увеличивается трение. Если набивка работает в режиме динамического уплотнения, например, в центробежном насосе, тепловое расширение и увеличение силы трения, а также стремительно возрастающая температура, могут привести к агломерации ПТФЭ, при которой, внешний контур набивки - плавится. В этом случае, набивка начинает работать, как резец, приводя к серьезной механической порче уплотняемых поверхностей. Кроме того, существует сопутствующий ряд проблем, вызванный бурными химическими процессами, которые могут возникнуть в данной ситуации. Об этом подробно изложено в Главе 2, специального материала в «БИБЛИОТЕКЕ RUS-KITNANYANG». 

 

 

УПАКОВКА И ПОСТАВКА ПТФЭ ПРЯЖИ RK-PACK 402CGFO. 

 

По стандарту, ПТФЭ пряжа RK-PACK 402CGFO, поставляется на бобинах с намоткой от 5кг (нетто). Бобины упаковываются по ПЭТ пленку и запечатываются в картонные коробки. По заказу, возможен другой вид упаковки.

RUS-KIT NANYANG SEALING MATERIALS, предлагает разные формы сотрудничества для коммерческих, торговых компаний, а также для конечных потребителей из стран ЕАЭС. Подробно о способах сотрудничества и о поставке продукции, изложено в специальном разделе сайта предприятия, по это ссылке: УСЛОВИЯ ПОСТАВКИ ПРОДУКЦИИ.