El politetrafluoroetilè (PTFE) és un polímer de carboni i fluor. Aquest material té el nom més familiar: Teflon.
Les propietats de PTFE inclouen:
Excel·lents propietats mecàniques (<1%)
Resistència a la corrosió de la inertitud química
Resistència a la calor
Coeficients més baixos de fricció
Propietats no pal (resisteix a temperatures contínues altes de 500 ° F (260 ° C))
Resistència al desgast
Punt de fusió alt
Les excel·lents propietats de PTFE li donen una àmplia gamma d'aplicacions i s'utilitza més habitualment com a recobriment antiadherent per a la cuina. La millor resistència al desgast de PTFE permet combinar-se amb diversos materials mitjançant la polimerització d’emulsió o el processament de polimerització de suspensió per formar productes industrials alts resistents a tèrmics amb excel·lents propietats mecàniques, com ara l’aïllament de filferro, cintes transportadores de qualitat alimentària, fabricacions flexibles que no siguin punxades, etc.
![2]()
El politetrafluoroetilè es va descobrir el 1938. Va ser descobert originalment pel químic nord -americà Roy J. Plunkett (1910–1994) quan intentava fer un nou refrigerant de carboni i fluor. La gent en aquell moment no hauria pensat en aquest producte ordinari. Els catalitzadors estranys afectaran tots els aspectes del món.
El 1941, DuPont va obtenir una patent per a aquest producte i va registrar una marca comercial amb el nom de 'Teflon ' el 1944.
Avui en dia, el politetrafluoroetilè ha estat àmpliament utilitzat en molts camps de producció i vida. A la indústria de la restauració, s'utilitza àmpliament la cuina de cuina recoberta de PTFE; A la indústria de la roba, la roba a prova de fred de marques com Helikon i Carinthia utilitzen PTFE com a capa de recobriment o exterior. , per aconseguir la capacitat de suportar el fred greu de -30 ° C; Al camp militar, els materials PTFE amb baixa pèrdua, excel·lents propietats dielèctriques, bona consistència, propietats químiques estables i gairebé cap absorció d’humitat s’utilitzen àmpliament en panells de radar d’alta freqüència. En l’àmbit mèdic, els materials PTFE també s’utilitzen àmpliament en parts del cos artificial.
![3]()
PTFE significa politetrafluoroetilè, el terme químic del polímer (C2F4) n.
Aquest material es refereix generalment a qualsevol fluoropolímer sintètic PTFE de marca. Les principals característiques del politetrafluoroetilè són les següents:
Temperatura màxima de funcionament (° F /° C): 500/260
Força de tracció a Break (PSI): 4.000
Constant dielèctrica (KV/MIL): 3.7
Proporció: 2.16
Allargament a la pausa: 350%
SHORE D Hardness: 54
El fluoropolímer sintètic de politetrafluoroetilè PTFE àmpliament utilitzat amb les característiques anteriors ja té infinitat de marques, les marques principals són les següents:
![4]()
El politetrafluoroetilè és un polímer lineal compost per àtoms de carboni (C) i fluor (F), amb la fórmula química (C2F4) N, on N és el nombre d’unitats de monòmer.
L'estructura de PTFE es pot expressar com: -cf2-cf2-cf2-cf2-
La llarga cadena de molècules PTFE està formada per àtoms de carboni, cadascun dels quals està vinculat a dos àtoms de fluor.
Els àtoms de fluor gairebé cobreixen la superfície dels àtoms de carboni de la cadena de polímer en espiral. Els àtoms de carboni formen la cadena principal de la cadena de polímer. Els àtoms de fluor formen una estructura semblant a un escut al voltant dels àtoms de carboni, que protegeix bé els àtoms interns de carboni.
Aquesta disposició única d’àtoms proporciona a PTFE les seves propietats excepcionals. Aquesta estructura molecular contribueix a les propietats físiques i químiques inigualables de PTFE.
Què és el material de Teflon?
El teflon és un fluoropolímer termoplàstic i l’acrònim de tefló és PTFE (politetrafluoroetilè).
Teflon és una marca comercial de Chemours, però, PTFE també es pot comprar a empreses diferents de Chemours.
Teflon és un material popular a causa de la seva baixa fricció, resistència a la temperatura i resistència química.
Per descomptat, Teflon és un material de polímer polimeritzat a partir de tetrafluoroetilè i és un tipus de material perfluorinat. El seu nom químic és el politetrafluoroetilè (PTFE).
L’estructura química de Teflon és molt única. L’estructura molecular és que F (àtoms de fluor) substitueix tots els h (àtoms d’hidrogen) a la cadena C. Al mateix temps, com que el radi de l’àtom de fluor és molt més gran que el radi de l’àtom de carboni, la repulsió entre àtoms és molt gran, de manera que no s’agradarà els àtoms d’hidrogen, es poden disposar en un pla, de manera que els àtoms fluorins gairebé espiren per embolicar els àtoms de carboni, de manera que el món exterior només pot entrar en contacte amb els àtoms de fluor relativament.
Amb una forta barrera d’àtoms de fluor, l’estructura del polímer de tefló és relativament estable en comparació amb altres materials.
![11]()
PTFE és un polímer polimeritzat a partir del monòmer de tetrafluoroetilè. És una cera transparent o opaca similar a la PE. La seva densitat és de 2,2g/cm3 i la seva taxa d’absorció d’aigua inferior al 0,01%.
L’estructura química del polímer PTFE és similar a la de PE, excepte que tots els àtoms d’hidrogen en polietilè es substitueixen per àtoms de fluor. A causa de l’elevada energia d’enllaç i el rendiment estable de l’enllaç CF, té una excel·lent resistència a la corrosió química i pot suportar tots els àcids forts (inclòs Aqua regia), excepte els metalls alcalins fosos, els medis oxidants i l’hidròxid de sodi per sobre dels 300 ° C. Així com els efectes dels forts oxidants, reduint els agents i diversos dissolvents orgànics.
L’àtom F de la molècula PTFE és simètric i els dos elements de l’enllaç CF estan units covalentment. No hi ha electrons lliures a la molècula, que fan que tota la molècula sigui neutra. Per tant, té excel·lents propietats dielèctriques i el seu aïllament elèctric no es veu afectat per la influència del medi ambient i la freqüència.
Propietats físiques de teflon
![512D5F3D-FF78-42AE-94A2-CBE31E9B4DDA]()
La seva resistivitat del volum és superior a 1017, la seva pèrdua dielèctrica és petita, la seva tensió d’avaria és alta, la seva resistència a l’arc és bona i pot funcionar en un entorn elèctric de 250 ° C. Com que no hi ha enllaços d’hidrogen en l’estructura molecular PTFE, l’estructura és simètrica, de manera que la seva cristal·lització el grau de cristal·lització és molt elevat (generalment la cristalinitat és del 55%~ 75%, de vegades fins al 94%), cosa que fa que la PTFE sigui extremadament resistent a la calor. La seva temperatura de fusió és de 324C, la temperatura de descomposició és de 415 ° C i la seva temperatura màxima d’ús és de 250 ° C. És trencadissa que la temperatura és de -190 ° C i la temperatura de distorsió de la calor (en condicions de 0,46MPa) és de 120c.
El material de teflon té bones propietats mecàniques. La seva resistència a la tracció és de 21 ~ 28mpa, la força de flexió és de 11 ~ 14MPa, l’allargament és del 250%~ 300%, i els seus coeficients de fricció dinàmics i estàtics contra l’acer són de 0,04, que és millor que el niló, el poliformaldehid i el polietilè. El coeficient de fricció dels plàstics frescos és petit.
El PTFE pur té una baixa resistència, una mala resistència al desgast i una mala resistència al fluix. Normalment és necessari afegir algunes partícules inorgàniques al polímer PTFE, com ara grafit, grup disulfur, òxid d’alumini, fibra de vidre, fibra de carboni, etc. per millorar les seves propietats mecàniques. , i també es pot ampliar cooperant amb altres polímers com la polifenilasa (PHB), el polifenilè sulfur (PFS), el polietilenglicol (PEEK), el polietilè/copolímer de propilè (PFEP), etc. La seva rang de temperatura d’amortiment, millora la seva resistència a la variabilitat.
![C4A261EE-9D7A-40CB-A84E-357D7AC5CDA2]()
El procés de fabricació utilitza el cloroform com a matèria primera, utilitza àcid hidrofluoric anhidre per fluorinar cloroform, la temperatura de reacció és per sobre dels 65 ºC, utilitza el pentaclorur antimoni com a catalitzador i finalment utilitza esquerdes tèrmiques per produir tetrafluoroetilè.
Aokai es produeix mitjançant polimerització de suspensió o polimerització d’emulsió.
Preparació del tetrafluoroetilè monòmer
Industrialment, el cloroform s’utilitza com a matèria primera, l’àcid hidrofluoric anhidre s’utilitza per fluorinar el cloroform, la temperatura de reacció és per sobre de 65 ºC, el pentaclorur d’antimoni s’utilitza com a catalitzador i, finalment, el tetrafluoroetilè es produeix per esquerdes tèrmiques. El tetrafluoroetilè també es pot produir reaccionant el zinc amb tetrafluorodichloroetan a temperatures altes.
Preparació de politetrafluoroetilè
En una caldera de polimerització d'acer inoxidable o d'esmalt, l'aigua s'utilitza com a medi, el persulfat de potassi s'utilitza com a iniciador, la sal d'àcid perfluorocarboxílic s'utilitza com a dispersant, el fluorocarbon s'utilitza com a estabilitzador i el tetrafluoroetilè és polimeritzat per obtenir polietilè en pols fina. Tetrafluoroetilè.
Afegiu diversos additius a la caldera de reacció i el monòmer de tetrafluoroetilè entra a la caldera de polimerització en fase gasosa. Ajusteu la temperatura a la caldera a 25 ° C i, a continuació, afegiu una certa quantitat d’activador (metabisulfit de sodi) per iniciar la polimerització mitjançant un sistema redox. Durant el procés de polimerització, els monòmers s’afegeixen contínuament i la pressió de polimerització es manté a 0,49 ~ 0,78MPa. La dispersió obtinguda després de la polimerització es dilueix a una certa concentració amb aigua i la temperatura s’ajusta a 15 ~ 20ºC. Després de l’agregació amb agitació mecànica, es renta amb aigua i s’asseca, és a dir, aquest producte s’obté com a resina granular fina.
El recobriment de tefló és segur: el material de tefló en si no és tòxic, no es descompondrà i no causarà riscos per a la salut. Probablement això és perquè la seva estructura molecular és bàsicament insoluble en productes químics reals, i molt menys digerit i absorbit pel cos humà.
Obteniu més informació sobre la seguretat del tefló
Què s'utilitza PTFE per a？
![464D0C72-03F1-477A-8AA7-525162F89FEC]()
Les propietats úniques de PTFE la fan àmpliament utilitzada en operacions industrials i marines com ara la indústria química, el petroli, el tèxtil, el menjar, la presa de paper, la medicina, l'electrònica i la maquinària.
Aplicació de politetrafluoroetilè (PTFE) en propietats anti-corrosió:
A causa dels defectes en la resistència a la corrosió de cautxú, vidre, aliatges metàl·lics i altres materials, és difícil complir amb l’entorn dur on la temperatura, la pressió i els medis químics conviuen i les pèrdues resultants són força alarmants. Si bé el material PTFE té una excel·lent resistència a la corrosió, el politetrafluoroetilè utilitza els principals materials resistents a la corrosió en indústries del petroli, químic, tèxtil i altres.
Les aplicacions específiques inclouen: canonades de lliurament, canonades d’escapament, canonades de vapor per transportar gasos corrosius, canonades d’oli d’alta pressió per a fàbriques enrotllades, canonades d’altes, mitjanes i baixes pressió per a sistemes hidràulics d’avions i sistemes de premsa freda, torres de destil·lació, intercanviadors de calor, bullidors, torres i tancs. El rendiment de segells d’equips químics com els revestiments i les vàlvules té un gran impacte en l’eficiència i el rendiment de tota la màquina i equipament. El material PTFE té les característiques de la resistència a la corrosió, la resistència a l’envelliment, el coeficient de fricció baixa i la no-enganxeria, l’ampli rang de temperatura i la bona elasticitat, cosa que la fa molt adequada per a la fabricació de segells amb requisits alts de resistència a la corrosió i temperatures de funcionament superiors als 100 °. Com ara segells per a brides de màquines ranades, intercanviadors de calor, vasos d’alta pressió, vasos de gran diàmetre, vàlvules i bombes, segells per a pots de reacció de vidre, brides planes, brides de gran diàmetre, eixos, barres de pistó, barres de vàlvules, bombes d’engranatges de cuc, segells de corda, etc.
2. El baix rendiment de fricció del politetrafluoroetilè (PTFE) s'utilitza en aplicacions de càrrega.
Les parts de fricció d'alguns equips no són adequades per a la lubricació, com ara en situacions en què el greix lubricant es dissoldrà per dissolvents i es convertirà en ineficaç, o en paper de paper, productes farmacèutics, aliments, tèxtils, etc. Els productes del camp industrial han d'evitar la contaminació de petroli, que es van omplir els materials de PTFE el material més ideal per a la lubricació de l'oli (porta de càrrega directa). Això es deu al fet que el coeficient de fricció d’aquest material és el més baix entre els materials sòlids coneguts. Els seus usos específics inclouen coixinets per a equips químics, maquinària de paper de paper i maquinària agrícola, com a anells de pistó, rails de guia de màquines -eina i anells de guia. S’utilitzen àmpliament en projectes de construcció civil com a diapositives de suport per a ponts, estructures d’acer túnel, trets de sostre, grans canonades químiques i dipòsits d’emmagatzematge. Blocs, així com s’utilitzen com a suports de pont i girs de pont, etc.
3. Applicacions de politetrafluoroetilè (PTFE) en aplicacions electròniques i elèctriques.
La inherent baixa pèrdua i la petita constant dielèctrica de materials PTFE permeten convertir -se en cables esmaltats per utilitzar -los en micro motors, termoparells, dispositius de control, etc., pel·lícula d’aïllament elèctric PTFE És un material aïllant ideal per a la fabricació de condensadors, revestiments aïllants de ràdio, cables insuulats, motors i transformadors. També és un dels materials indispensables per a components electrònics industrials com Aeroespace i Aeroespace. L’ús de pel·lícules de plàstic fluor té una gran permeabilitat a l’oxigen i l’alta permeabilitat al vapor d’aigua. Aquesta permeabilitat selectiva de petita permeabilitat es pot utilitzar per fabricar sensors d’oxigen. Les característiques dels fluoplàstics que causen desviació de càrrega polar a alta temperatura i alta pressió es poden utilitzar per fabricar micròfons, altaveus, parts en robots, etc., i es pot utilitzar la seva baixa refracció. Les característiques de l’alta eficiència poden fer fibres òptiques.
4. Aplicació de politetrafluoroetilè (PTFE) en medicina mèdica.
El material PTFE ampliat és purament inert i té una adaptabilitat biològica molt forta. No provocarà el rebuig del cos i no té efectes secundaris fisiològics sobre el cos humà. Es pot esterilitzar mitjançant qualsevol mètode. La seva estructura microporosa permet utilitzar -la en diverses solucions de rehabilitació, incloent -hi vasos sanguinis artificials i pegats per a la regeneració de teixits tous i les sutures quirúrgiques per a cirurgies vasculars, cardíaques, generals i ortopèdiques.
5. Applicació de propietats anti-enganxades del politetrafluoroetilè (PTFE).
![6317FDF3-A8D8-4046-BE60-C2E8C646059D]()
El material PTFE té la tensió superficial més petita entre els materials sòlids i no s’adhereix a cap substància. També té les característiques de resistència a la temperatura alta i baixa i inertesa química, cosa que la fa adequada per a aplicacions com la fabricació. Les paelles antiadherents s’utilitzen àmpliament en aplicacions anti-enganxades. El procés anti-adhesiu inclou principalment dos tipus: instal·lar el full PTFE al substrat i col·locar el Recobriment PTFE o vernís compost amb vidre al substrat mitjançant la contracció de calor.
Obteniu més informació sobre els recobriments PTFE
Tot i que els materials PTFE encara tenen el problema de la gran dificultat en la soldadura, amb l’avançament de la tecnologia, els nous mètodes de síntesi solucionaran aviat els punts de dolor de PTFE i aplicaran PTFE a una gamma més àmplia de camps.
