Фторопласт -4 - кристалічний полімер, температурою плавлення крісталлітов 327°с і температурою оскляння аморфних ділянок від -100 до -120°С. Навіть при температурі вище за температуру розкладання (415°с) фторопласт-4 не переходить у вязкотекучєє достаток (при 370°с в'язкість його розплаву рівна ≈1011П, тобто в 1000000 разів більше в'язкості, (необхідною для литва під тиском), тому переробка його можлива лише методом спекання пігулок, що відпресували.
Залежно від швидкості охолоджування (до температури нижче 250°с) після спекання можливо отримати загартовані вироби із ступенем кристалічності ≈50% і щільністю ≈2,15 г/см3 або незакаленнє із ступенем кристалічності більше 65% щільністю вище 2,20 г/см3.
При температурі експлуатації і від -269°С до +260°С ступінь кристалічності, досягнутий при даному режимі охолоджування, не міняється, при температурі вище 260°с ступінь кристалічності поступово збільшується, особливо швидко вона зростає при 310 - 315°с.

 Про відсутність пористості свідчить повна прозорість зразка під час спекання при 370-390°с. Навіть незначна пористість викликає каламутність зразка. Пористість, рівна приблизно 0,1-0,2%, помітно впливає на точність визначення щільності.
Дані про залежність питомого об'єму і щільності від температури для зразка із ступенем кристалічності 68% (щільність повільно охолодженого виробу) приведені нижче:

   Дані про залежність фізіко-механічних властивостей фторопласту-4 від температури приведені нижче.

Фізіко-механічеськие властивості фторопласту-4 при низьких температурах

 Одним з важливих міцних показників є межа текучості при розтягуванні, тобто та напруга, при якій виникають залишкові деформації. Він залежить від ступеня кристалічності, швидкості розтягування і температури. При ступені кристалічності 65% і швидкості розтягування 100 мм/мін залежність межі текучості від абсолютної температури Т (у До) описується емпіричною формулою (справедливою від 20 до 300°с):
lgσT= 0,53166+483,64/т
Нижче приведені значення меж текучости для деяких температур, розраховані по цій формулі:
Температура °С ........................ 25.........50.........75......100.......150......200......250
Межа текучості, кгс/см2 ....... 42,4.....106,9.....83,5.....67,2.....46,6.....35,5.....28,6
При тривалій дії навантажень залишкові деформації виникають при меншій напрузі (40-50% від розрахованих по формулі).
При конструюванні виробів з фторопласту-4 слід враховувати повзучість. Повзучість (деформація при тривалій дії навантаження) розраховується по формулі:
lgγt=lgγ1+a·lgt
де γt - деформація за t сут; γ1 - деформація за 1 сут; а - коефіцієнт, залежний в основному від температури і у меншій мірі від навантаження, якщо вона не перевищує 40-50% межі текучості.
Значення коефіцієнта а і деякі дані про повзучість для зразків із ступенем кристалічності 50% приведені в таблиці. Деформація за 1 сут (γ1) при інших навантаженнях і температурах визначається дослідним шляхом. При ступені кристалічності 65-68% повзучість менша.

Повзучість фторопласту-4

   
                                           АНТІФРІКЦИОННІ ВЛАСТИВОСТІ ФТОРОПЛАСТУ-4

Дані про залежність коефіцієнта тертя від навантаження [статичною і динамічною (при малих швидкостях) коефіцієнти тертя фторопласту-4 по сталі без мастила однакові] приведені нижче:

 У присутності наповнювача при малих швидкостях ковзання коефіцієнт тертя декілька вище, а при великих швидкостях - нижче, ніж коефіцієнт тертя чистого фторопласту-4 по сталі.
При 327°с (на поверхні тертя) коефіцієнт тертя фторопласту-4 по сталі різко зростає (у декілька разів), що приводить до катастрофічно швидкого зносу і руйнування підшипника.


ТЕПЛОФІЗІЧЕНІ ВЛАСТИВОСТІ ФТОРОПЛАСТУ-4

Неспеченний фторопласт-4 (у вигляді порошку) має ступінь кристалічності 95 - 98%, після спеканія - від 50% (загартований) до 68 - 70% (незакаленний). Нижче 19,6°с елементарне вічко кристала фторопласту-4 складається з 13 груп Cf2, вище 19,6°с - з 15 груп Cf2. При 19,6°с тріклінічеськая упаковка переходить в менш впорядковану, гексагональную, що супроводить збільшення об'єму крісталлітов на 0,0058 см3/г (1,2 об'емн. %), або збільшенням об'єму зразка при ступені кристалічності 68% на 0,74%. За наявності зовнішнього тиску точка переходу знижується на 0,013°с на кожну атмосферу. При 30°с має місце другий перехід кристалічної структури, але зміна об'єму складає ледве 1/10 частини зміни об'єму при 19,6°с. Під високим тиском (4500 кгс/см2 при 70°с) виникає третій перехід.
Температура оскляння аморфних ділянок, визначена по температурі крихкості, вагається від -97 до -100°С, а по точці перегину кривої залежності модуля пружності складає -120°С. Температура переходу аморфного твердого тіла в рідину, що переохолоджувалась, рівна 127°с.
При 327°с крісталліти фторопласту-4 плавляться, і він стає повністю аморфним, абсолютно прозорим (за відсутності пористості), високоеластічним, але не тече (в'язкість вище 1011 П). Об'єм зростає на 20%.
Точка плавління залежить від зовнішнього тиску - на кожну атмосферу підвищується на 0,154 °С. При охолодженні розплаву нижче 327 °С зразок каламутніє і стає непрозрачним - молочно-білим. Швидкість кристалізації залежить від температури (максимальна швидкість при 310-315 °С), від тривалості витримки в розплавленому достатку при 370-390 °С (чим більше час спеканія, тим швидше кристалізується зразок) і від середньої молекулярної ваги полімеру (чим нижче молекулярна вага полімеру, тим швидше він кристалізується). На цьому заснований метод косвенної оцінки молекулярної ваги фторопласту-4: зразок у вигляді диска завтовшки 2 мм спекают при 370 °С протягом 13 годин і охолоджують від 370 до 250 °С протягом 5 ч. По щільності отриманого зразка при 23 °С можна оцінити молекулярну вагу: 2,16-2,19 г/см3-для високомолекулярного полімеру, 2,20-2,22 г/см3-для низькомолекулярного.

Нижче приведені деякі теплофізічні властивості фторопласту-4:

 * Від розміру при 25°с.

ЕЛЕКТРИЧНІ СВОЙТСВА ФТОРОПЛАСТУ-4

Показники електричних властивостей фторопласту-4 приведені нижче:

Діелектрична проникність фторопласта-4 аж до 1010 Гц не залежить від частоти, а залежить від щільності:: є= 1+0,238*d
                         2-0,119*d 
де d - щільність при даній мірі кристалічності і температурі.
Тангенс кута діелектричних втрат залишається постійним при температурі від -60 до 250 ос.
Прогрівши при 300 ос протягом 6 місяців не впливає на діелектричні властивості фторопласта-4..

ХІМІЧНІ І ІНШІ ВЛАСТИВОСТІ Фторопласта-4

Фторопласт-4 є найстійкішим із всіх відомих металів - пластмас, металів, стекол, ємалей, сплавів і тому подібне На нього абсолютно не діють кислоти, окислювачі, луги, розчинники. На фторопласт-4 діють лише розплавлені лужні метали і їх комплексні з'єднання з аміаком, нафталіном, піридином, а також трехфторістих хлор і елементний фтор при підвищених температурах. При температурах вище 327 ос фторопласт набрякає в рідких фторуглеродах, наприклад в перфторкеросине. При 20 ос фторопласт-4 злегка набрякає (3 - 9%) у фторхлорсодержащих газах (фреонах).
Вище 350 ос фторопласт-4 реагує з щелочеземельнимі металами і їх з'єднаннями (оксидами і карбонатами), а також з оксидами деяких інших металів (свинцю, кадмію, міді).
Фторопласт-4 не змочується водою при короткочасному зануренні (кут змочування 126 ос), але змочується при тривалому перебуванні у воді, що дистилює (15 - 20 доби). У солоній воді (наприклад, морський) на поверхні фторопласта-4 через 15 - 20 доби відкладається плівка солей, що змивається водою, що дистилює.
Водопоглинання за 24 години (і триваліший час) - нижче за помилку зважування (0,00%).
Фторопласт-4 абсолютно стійок в тропічних умовах і не рухливий дії грибків (але і не пригнічує їх розвиток).
Влагопроніцаємость при 20 ос рівна 3·10-9 - 6·10-9 г/(см·ч·мм рт. ст.); паропроніцаємость при 20 ос складає 0,6·10-9 - 1,2·10-9 г/(см·ч·мм рт. ст.).
Дані про газопроникність плівки з фтороплавта-4 (за відсутності пір) товщиною 0,1 мм при 20 ос [у см3/(см·с·мм рт. ст.)] приведені нижче: