Политетрафлуоретилен (PTFE) е въглерод и флуор полимер. Този материал има най -познатото име: Тефлон.
Свойствата на PTFE включват:
Отлични механични свойства (<1%)
Химическа инертна устойчивост на корозия
Топлинна устойчивост
Най -ниски коефициенти на триене
Свойства без пръчки (издържа на непрекъснати високи температури от 500 ° F (260 ° C))
Устойчивост на износване
Висока точка на топене
Отличните свойства на PTFE му придават широк спектър от приложения и най-често се използва като незалепващо покритие за съдове за готвене. По-добрата устойчивост на износване на PTFE позволява да се комбинира с различни материали чрез емулсионна полимеризация или обработка на полимеризация на суспензия, за да се образува високо термично устойчиви индустриални продукти с отлични механични свойства, като телена изолация, конвейерни ленти за хранителни стоки, гъвкави тъкани с нелеп и т.н.
Какво е PTFE?
Политетрафлуоретилен е открит през 1938 г. Първоначално е открит от американския химик Рой Дж. Плункет (1910–1994 г.), когато се опитва да направи нов хладилен агент с въглеродни и флуор. Хората по това време не биха помислили за този обикновен продукт. Странните катализатори ще повлияят на всеки аспект на света.
През 1941 г. DuPont получава патент за този продукт и регистрира търговска марка под името 'teflon ' през 1944 г.
В наши дни политетрафлуоретиленът се използва широко в много производствени области и живот. В индустрията за кетъринг се използва широко прибори за готвене на PTFE; В индустрията за дрехи най-добрите студени дрехи от марки като Helikon и Carinthia използват PTFE като покритие или външен слой. , за да се постигне способността да издържа на силната настинка от -30 ° С; Във военното поле PTFE материали с ниска загуба, отлични диелектрични свойства, добра консистенция, стабилни химични свойства и почти никакви абсорбции на влага не се използват широко във високочестотни радарни панели. В медицинската област материалите PTFE също се използват широко в изкуствените части на тялото.
Какво означава PTFE?
PTFE означава Polytetrafluoroethylene, химичен термин за полимера (C2F4) n.
Този материал обикновено се отнася до всеки марков PTFE синтетичен флуорополимер. Основните характеристики на политетрафлуоретилен са както следва:
Максимална работна температура (° F /° C): 500/260
Силата на опън при почивка (PSI): 4000
Диелектрична константа (kV/mil): 3.7
Пропорция: 2.16
Удължение при почивка: 350%
Шор D Твърда: 54
Широко използваният PTFE Polytetrafluoroethylene синтетичен флуорополимер с горните характеристики вече има безброй марки, основните марки са както следва:
Teflon®: Chemours
Fluon®: AGC Ltd
Dyneon®: 3M
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
PTFE химическа структура
Политетрафлуоретиленът е линеен полимер, съставен от въглерод (С) и флуор (F) атоми, с химическата формула (C2F4) N, където N е броят на мономерните единици.
Структурата на PTFE може да бъде изразена като: -cf2-cf2-cf2-cf2-
Дългата верига от PTFE молекули е съставена от въглеродни атоми, всяка от които е свързана с два флуорни атома.
Флуорните атоми почти покриват повърхността на въглеродните атоми на спиралната полимерна верига. Въглеродните атоми образуват основната верига на полимерната верига. Флуорните атоми образуват структура, подобна на екрана около въглеродните атоми, която добре защитава вътрешните въглеродни атоми.
Това уникално подреждане на атомите придава на PTFE неговите изключителни свойства. Тази молекулна структура допринася за несравнимите физически и химични свойства на PTFE.
Какъв е тефлоновият материал?
Тефлонът е термопластичен флуорополимер, а акронимът на тефлона е PTFE (Polytetrafluoroethylene).
Teflon е търговска марка на Chemours, но PTFE може да бъде закупена и от компании, различни от Chemours.
Тефлонът е популярен материал поради ниското си триене, висока температурна устойчивост и химическа устойчивост.
Е teflon ptfe
Разбира се, тефлонът е полимерен материал, полимеризиран от тетрафлуоретилен и е вид перфлуориран материал. Химическото му наименование е политетрафлуоретилен (PTFE).
Тефлоновата химическа структура е много уникална. Молекулната структура е, че F (флуорните атоми) замества всички Н (водородни атоми) на С веригата. В същото време, тъй като радиусът на флуорния атом е много по -голям от радиуса на въглеродния атом, отблъскването между атомите е много голямо, така че няма да хареса водородните атоми, те могат да бъдат подредени в равнина, така че флуорните атоми почти се спирали, за да увият въглеродните атоми, така че външният свят да влезе в контакт със сравнително инерционните флуоринови атоми.
Със силна флуорна атомна бариера тефлоновата полимерна структура е сравнително стабилна в сравнение с други материали.
Тефлонови свойства
PTFE е полимер, полимеризиран от тетрафлуоретилен мономер. Това е прозрачен или непрозрачен восък, подобен на PE. Плътността му е 2,2 g/cm3, а скоростта на поглъщане на водата е по -малка от 0,01%.
Химическата структура на PTFE полимер е подобна на тази на PE, с изключение на това, че всички водородни атоми в полиетилен се заменят с флуорни атоми. Поради високата енергия на връзката и стабилната характеристика на CF връзката, тя има отлична химическа устойчивост на корозия и може да издържи на всички силни киселини (включително аква региа), с изключение на разтопени алкални метали, окислителна среда и натриев хидроксид над 300 ° C. Както и ефектите на силни окислители, редуциращи агенти и различни органични разтворители.
F атомът в PTFE молекулата е симетричен и двата елемента в CF връзката са ковалентно свързани. В молекулата няма свободни електрони, което прави цялата молекула неутрална. Следователно, той има отлични диелектрични свойства и неговата електрическа изолация не се влияе от влиянието на околната среда и честотата.
Тефлонови физични свойства
Съпротивлението на обема му е по -голямо от 1017, диелектричната му загуба е малка, напрежението на разрушаването му е високо, съпротивлението на дъгата му е добро и може да работи в електрическа среда от 250 ° C. Тъй като в молекулната структура на PTFE няма водородни връзки, структурата е симетрична, така че кристализацията му степента на кристализация е много висока (обикновено кристалността е 55%~ 75%, понякога до 94%), което прави PTFE изключително топлинен устойчив. Температурата на топене е 324 ° С, температурата на разлагане е 415 ° C, а максималната му температура на използване е 250 ° C. Тя е крехка, че температурата е -190 ° C, а температурата на изкривяване на топлина (под 0,46 MPa условия) е 120 ° С.
Тефлоновият материал има добри механични свойства. Якостта на опън е 21 ~ 28MPa, якостта на огъване е 11 ~ 14MPa, удължението е 250%~ 300%, а коефициентите на динамичните и статичните си триене срещу стоманата са 0,04, което е по -добре от нилон, полиформалдехид и полиетилен. Коефициентът на триене на хладните пластмаси е малък.
Чистият PTFE има ниска якост, лоша устойчивост на износване и лоша устойчивост на пълзене. Обикновено е необходимо да се добавят някои неорганични частици към PTFE полимера, като графит, дисулфидна група, алуминиев оксид, стъклени влакна, въглеродни влакна и др., За да се подобрят механичните му свойства. , и може да се разшири и чрез сътрудничество с други полимери като полифенилаза (PHB), полифенилен сулфид (PFS), полиетилен гликол (PEEK), полиетилен/пропилен кополимер (PFEP) и др.
Как се прави тефлон
Процесът на производство използва хлороформ като суровина, използва безводна хидрофлуороводородна киселина за флуориниране на хлороформ, температурата на реакцията е над 65 ° С, използва антимоновия пентахлорид като катализатор и накрая използва термично напукване, за да произвежда тетрафлуороетилен.
AOKAI се произвежда с помощта на полимеризация на суспензия или емулсионна полимеризация.
Приготвяне на мономер тетрафлуоретилен
Промишлено, хлороформът се използва като суровина, безводна хидрофлуороводородна киселина се използва за флуориране на хлороформ, температурата на реакцията е над 65 ° С, антимонният пентахлорид се използва като катализатор и накрая тетрафлуоретилен се получава чрез термично напукване. Тетрафлуороетилен може да се произвежда и чрез реагиране на цинк с тетрафлуородихлороетан при високи температури.
Приготвяне на политетрафлуоретилен
In an enamel or stainless steel polymerization kettle, water is used as the medium, potassium persulfate is used as the initiator, perfluorocarboxylic acid ammonium salt is used as the dispersant, fluorocarbon is used as the stabilizer, and tetrafluoroethylene is redox polymerized to obtain fine powdered polyethylene. Тетрафлуоретилен.
Добавете различни добавки към реакционния чайник, а тетрафлуоретилен мономерът навлиза в полимеризационния чайник в газовата фаза. Регулирайте температурата в чайника до 25 ° C, след което добавете определено количество активатор (натриев метабисулфит), за да инициирате полимеризация чрез редокс система. По време на процеса на полимеризация мономерите се добавят непрекъснато и налягането на полимеризацията се поддържа при 0,49 ~ 0,78MPa. Дисперсията, получена след полимеризацията, се разрежда до определена концентрация с вода и температурата се регулира на 15 ~ 20 ° C. След агрегиране с механично разбъркване се промива с вода и се изсушава, тоест този продукт се получава като фина гранулирана смола.
Безопасен ли е тефлон?
Самият тефлон покритие е безопасно: самият тефлон материал е нетоксичен, няма да се разлага и няма да причини опасности за здравето. Това вероятно е така, защото молекулната му структура е основно неразтворима при реални химикали, камо ли да се усвои и абсорбира от човешкото тяло.
Уникалните свойства на PTFE го правят широко използван при индустриални и морски операции като химическа промишленост, петрол, текстил, храна, производство на хартия, медицина, електроника и машини.
Прилагане на политетрафлуоретилен (PTFE) в антикорозионни свойства:
Поради дефектите в устойчивостта на корозия на каучук, стъкло, метални сплави и други материали е трудно да се посрещне суровата среда, при която температурата, налягането и химическите среди съжителстват и получените загуби са доста тревожни. Докато PTFE материалът има отлична устойчивост на корозия, Polytetrafluoroethylene използва основните устойчиви на корозия материали в петролни, химически, текстилни и други индустрии.
Специфичните приложения включват: тръби за доставка, изпускателни тръби, парни тръби за транспортиране на корозивни газове, маслени тръби с високо налягане за подвижни мелници, високи, средно и ниско налягане тръби за хидравлични системи на самолета и системи за студена преса, кули за дестилация, топлообменници, чайници, кули и резервоари. Производителността на уплътненията на химическото оборудване като облицовки и клапани оказва голямо влияние върху ефективността и работата на цялата машина и оборудване. PTFE материалът има характеристиките на устойчивостта на корозия, устойчивостта на стареене, ниския коефициент на триене и непрекъснатостта, широкия температурен диапазон и добрата еластичност, което го прави много подходящ за производство на уплътнения с високи изисквания за устойчивост на корозия и работни температури над 100 °. Като уплътнения за бранви фланци на машини, топлообменници, съдове с високо налягане, съдове с голям диаметър, клапани и помпи, уплътнения за стъклени реакционни саксии, плоски фланци, фланци с голям диаметър, валове, бутални пръти, клапани, помпи за зъбни колела, уплътнения на върха и т.н.
2. Нискокачествената ефективност на политетрафлуоретилен (PTFE) се използва в приложения за натоварване.
Частите за триене на някои оборудване не са подходящи за смазване, като например в ситуации, при които смазващата мазнина ще бъде разтворена чрез разтворители и ще стане неефективна, или при производството на хартия, фармацевтични продукти, храни, текстил и др. Продуктите в индустриалното поле трябва да избягват смазващото замърсяване на масло, което прави пълни части от PTFE най-идеалните материали за смазване без масло (директно натоварване) от механично оборудване. Това е така, защото коефициентът на триене на този материал е най -ниският сред известните твърди материали. Неговите специфични приложения включват лагери за химическо оборудване, машини за производство на хартия и селскостопански машини, тъй като буталните пръстени, релсите на машинните инструменти и водещите пръстени. Те се използват широко в проектите за гражданско строителство като поддръжка на слайдове за мостове, конструкция на стомана на тунела на покрива, големи химически тръбопроводи и резервоари за съхранение. Блокове, както и използвани като мостови опори и мостови въртящи се и т.н.
3. Приложения на политетрафлуоретилен (PTFE) в електронни и електрически приложения.
Присъщата ниска загуба и малката диелектрична константа на PTFE материали позволяват да се превърне в емайлирани проводници за използване в микро двигатели, термодвойки, контролни устройства и др. Той е и един от незаменим материали за индустриални електронни компоненти като аерокосмическо и аерокосмическо пространство. Използването на флуоринови пластмасови филми има висока пропускливост на кислород и висока пропускливост на водна пара. Тази селективна пропускливост на малка пропускливост може да се използва за производство на кислородни сензори. Характеристиките на флуоропластиците, които причиняват отклонение на полярния заряд при висока температура и високо налягане, могат да се използват за производство на микрофони, високоговорители, части на роботи и др., И тяхната ниска пречупване може да се използва. Характеристиките на високата ефективност могат да направят оптични влакна.
4. Прилагане на политетрафлуоретилен (PTFE) в медицинската медицина.
Разширеният PTFE материал е чисто инертен и има много силна биологична адаптивност. Това няма да причини отхвърляне от тялото и няма физиологични странични ефекти върху човешкото тяло. Той може да бъде стерилизиран по всеки метод. Неговата микропореста структура позволява използване в различни разтвори за рехабилитация, включително изкуствени кръвоносни съдове и петна за регенерация на меки тъкани и хирургични конци за съдови, сърдечни, общи и ортопедични операции.
5. Приложение на свойствата на анти-пръчката на политетрафлуоретилен (PTFE).
PTFE материалът има най -малкото повърхностно напрежение сред твърдите материали и не се придържа към никакво вещество. Той също има характеристиките на висока и ниска температурна устойчивост и химическа инертност, което го прави подходящ за приложения като производство. Паничките незалепващи се използват широко в приложения против пръчка. Процесът против адхезив включва главно два типа: Инсталиране на листа PTFE на субстрата и поставяне на PTFE покритие или лак, съставен със стъкло върху субстрата чрез топлинно свиване.
Въпреки че PTFE материалите все още имат проблема с високите затруднения при заваряването, с развитието на технологиите, новите методи за синтез скоро ще решат точките на болка на PTFE и ще приложат PTFE в по -широк спектър от полета.
