Графитонаполненный фторопласт

Графитонаполненный фторопласт, основанный на политетрафторэтилене (ПТФЭ), представляет собой композиционный материал с добавлением графита (5–25% по массе), улучшающий антифрикционные свойства, износостойкость и теплопроводность. Этот материал широко применяется в промышленности благодаря химической инертности, термостойкости и самосмазывающимся свойствам.

Мы поставляем графитонаполненный фторопласт специальных марок, ПТФЭ с графитом и коксом, антифрикционные материалы различных типов, изготавливаем уплотнения ПТФЭ по вашим эскизам, подшипники скольжения ПТФЭ специального назначения и другие химически стойкие полимеры в разных формах.

Основные характеристики материала

Графитонаполненный фторопласт сочетает химическую стойкость ПТФЭ с улучшенными трибологическими и теплопроводными свойствами за счет графитового наполнителя. Основные марки включают российские (Ф4ГР20, АФГМ) и зарубежные (Teflon GT, Polyflon M-15). Ниже приведены ключевые свойства, подтвержденные испытаниями и нормативами.

Физико-механические свойства

• Плотность: 1.95–2.30 г/см³.
• Прочность при растяжении: 8–18 МПа, в зависимости от содержания графита.
• Относительное удлинение при разрыве: 65–160%.
• Твердость по Бринеллю: 49–140 МПа (зависит от марки).
• Коэффициент трения по стали: 0.02–0.20.
• Рабочий температурный диапазон: -200°C до +260°C, кратковременно до +300°C при смазке.
• Теплопроводность: 0.30–0.50 Вт/(м·К) для 15–25% графита (против 0.25 Вт/(м·К) у чистого ПТФЭ).
• Водопоглощение за 24 ч: 0.03%.
• Интенсивность износа: 0.25–0.83 мкм за 100 часов.
• Снижение ползучести: графит снижает ползучесть ПТФЭ на 20–30%.

Преимущества

• Высокая износостойкость: улучшение в сотни раз по сравнению с чистым ПТФЭ.
• Самосмазывающиеся свойства: низкий коэффициент трения позволяет работать без смазки.
• Химическая инертность: устойчив к кислотам, щелочам, углеводородам (pH 0–14), кроме расплавленных щелочных металлов и фтора.
• Термостойкость: сохранение свойств в диапазоне -200°C до +260°C.
• Устойчивость к деформации: графит повышает сопротивление ползучести, особенно при нагрузках до 20 МПа.

Ограничения

• Окислительные среды: графит нестабилен в присутствии сильных окислителей, таких как концентрированная азотная кислота, например.
• Окрашивание среды: возможна миграция графита, что нежелательно в пищевой и фармацевтической промышленности.
• Электропроводность: графит снижает диэлектрические свойства (электропроводность 10⁻³–10⁻² См/м), ограничивая применение в изоляции.
• Скорость скольжения: риск перегрева при больших скоростях.
• Вакуум: дегазация графита ограничивает применение в высоком вакууме, требуются специальные марки.

Марки графитонаполненного фторопласта

Ниже приводим объединенный список марок.

Российские марки

• Ф4ГР20 (АФГ80ВС)
  • Состав: ПТФЭ + 20% графита.
  • Свойства: коэффициент трения 0.08–0.12, теплопроводность 0.30–0.40 Вт/(м·К), износ 0.41–0.83 мкм/100 ч, плотность 1.95–2.20 г/см³.
  • Применение: уплотнения, подшипники, поршневые кольца.
• АФГМ
  • Состав: ПТФЭ + 45% графита (АРВ-1/АРВ-2) и дисульфид молибдена (МВЧ-3/МВЧ-4).
  • Свойства: коэффициент трения 0.08–0.15, прочность на сжатие 15–26 МПа, теплопроводность 2.3 Вт/(м·К), плотность 2.10–2.30 г/см³.
  • Применение: вакуумные системы, пищевое оборудование.
• Ф4Г15
  • Состав: ПТФЭ + 15% графита.
  • Свойства: прочность на растяжение 12–14 МПа, коэффициент трения 0.03–0.06, плотность ~2.00 г/см³.
  • Применение: прокладки, уплотнения с умеренными нагрузками.
• Ф4Г25
  • Состав: ПТФЭ + 25% графита.
  • Свойства: коэффициент трения 0.02–0.04, износостойкость до 600 (относительная шкала), плотность 1.90–2.15 г/см³.
  • Применение: тяжелонагруженные подшипники, уплотнения.
• 7В-2А
  • Состав: ПТФЭ + графит.
  • Свойства: термостойкость до +250°C, высокая износостойкость.
  • Применение: узлы трения при высоких нагрузках.
• Ф4Г21М7
  • Состав: ПТФЭ + 21% графита + 7% дисульфида молибдена.
  • Свойства: коэффициент трения 0.05–0.10, самосмазывающийся.
  • Применение: детали сухого трения.
• Ф4Г3 / Ф4Г10
  • Состав: ПТФЭ + 3% или 10% графита.
  • Свойства: коэффициент трения 0.16–0.18, плотность 2.2–2.3 г/см³, прочность на растяжение 15–18 МПа.
  • Применение: уплотнения, втулки.
• Ф4К20 (уточнение: не графит, а кокс)
  • Состав: ПТФЭ + 20% кокса.
  • Свойства: коэффициент трения 0.05–0.10, теплопроводность 0.3–0.5 Вт/(м·К), износ 1–2 мкм/100 ч.
  • Применение: экономичные уплотнения, втулки.
• Ф4КГ
  • Состав: ПТФЭ + графит (процент варьируется).
  • Свойства: химическая стойкость, умеренная износостойкость.
  • Применение: химстойкие втулки, прокладки.

Зарубежные марки

• Teflon GT (Chemours)
  • Состав: ПТФЭ + 15–25% графита.
  • Свойства: коэффициент трения 0.12–0.15, нагрузка до 18–20 МПа (уточнено, не 25 МПа).
  • Применение: уплотнения, подшипники.
• Polyflon M-15 / M-25 (Daikin)
  • Состав: ПТФЭ + 15% / 25% графита.
  • Свойства: коэффициент трения 0.12–0.15, теплопроводность 0.35–0.45 Вт/(м·К).
  • Применение: антифрикционные детали, уплотнения.
• Dyneon TFM 1705 (3M)
  • Состав: ПТФЭ + 15% графита.
  • Свойства: подходит для уплотнений и электротехники.
  • Применение: втулки, кольца скольжения.
• NORGLIDE GS (Saint-Gobain)
  • Состав: ПТФЭ + 10–20% графита.
  • Свойства: высокая износостойкость, нагрузка до 20 МПа.
  • Применение: подшипники скольжения.
• DX10 (GGB)
  • Состав: ПТФЭ + 15% графита.
  • Свойства: высоконагруженные узлы, низкий коэффициент трения.
  • Применение: подшипники.
• Algoflon L203 (Solvay)
  • Состав: ПТФЭ + 20% графита.
  • Свойства: улучшенная теплопроводность, износостойкость.
  • Применение: уплотнения, втулки.
• Fluon G163 (Asahi Glass)
  • Состав: ПТФЭ + 15% графита.
  • Свойства: низкий коэффициент трения, химическая стойкость.
  • Применение: антифрикционные детали.
• Halon G14 (Halopolymer)
  • Состав: ПТФЭ + 14% графита.
  • Свойства: бюджетный аналог, умеренная износостойкость.
  • Применение: химстойкие втулки.
• PB10403 / PB10402 / PB10105 (PBY Plastics)
  • Состав: ПТФЭ + 10% / 15% / 23% углерода + 2% графита.
  • Свойства: улучшенная износостойкость, устойчивость к экструзии.
  • Применение: динамические уплотнения, поршневые кольца.
• PTFE CG25 (Techi Polymers)
  • Состав: ПТФЭ + 25% графита.
  • Свойства: высокая износостойкость, устойчивость к деформации.
  • Применение: уплотнения, поршневые кольца.
• Poly-Smith 15 GR-LF
  • Состав: ПТФЭ + 15% графита.
  • Свойства: FDA-сертификация, низкий коэффициент трения.
  • Применение: пищевое оборудование.
• Fluorseals PTFE 15%
  • Состав: ПТФЭ + 15% графита.
  • Свойства: улучшенная теплопроводность, сухое трение.
  • Применение: антифрикционные детали.

Применение в промышленности

Графитонаполненный фторопласт применяется в условиях, требующих низкого трения, высокой износостойкости и химической стойкости.

• Уплотнительные элементы и прокладки
  • Использование: сальниковые набивки, кольца скольжения в насосах и компрессорах для агрессивных сред (кислоты, щелочи, углеводороды).
  • Пример: уплотнения для насосов в химической промышленности (серная кислота, аммиак), снижение износа вала на 50% по сравнению с металлом.
• Подшипники скольжения и втулки
  • Использование: безсмазочные подшипники в пищевом оборудовании и горнодобывающей технике.
  • Пример: втулки конвейеров с ресурсом до 10,000 часов при нагрузке 5 МПа.
• Поршневые и направляющие кольца
  • Использование: компрессоры для сжатия сухих газов (аммиак, водород), гидроцилиндры.
  • Пример: кольца в компрессорах Ingersoll Rand, устойчивость к нагрузкам до 20 МПа.
• Антипригарные покрытия
  • Использование: формы для литья полимеров, снижение адгезии на 70% по сравнению со сталью.
  • Пример: покрытия направляющих в станках, редукторах.
• Электротехника
  • Использование: токосъемные элементы благодаря электропроводности графита (10⁻³–10⁻² См/м).
  • Пример: контактные кольца в электродвигателях.
• Пищевая и фармацевтическая промышленность
  • Использование: уплотнения и втулки в смесителях, насосах.
  • Пример: детали оборудования для производства соков, фармацевтических растворов.

Рекомендации

• Механическая обработка: токарная, фрезерная, сверлильная обработка с использованием инструментов из быстрорежущей стали или твердых сплавов, скорость резания 100–150 м/мин.
• Сварка и склеивание: требуются специальные методы из-за низкой поверхностной энергии ПТФЭ.
• Хранение: сухое помещение, 5–25°C, избегать прямых солнечных лучей.
• Контроль качества: проверять однородность наполнения (равномерный черный цвет) и размеры, так как графит влияет на усадку при формовании.

Графитонаполненный фторопласт — высокоэффективный материал для критичных узлов трения в агрессивных средах. Его преимущества включают снижение износа, термостабильность и химическую инертность, что делает его незаменимым в химической, нефтегазовой, машиностроительной и пищевой промышленности.