Polytetrafluoroethylene (PTFE) hè un polimeru di carbone è fluoru. Stu materiale hà u nome più famusu: Teflon.
Pruprietà di PTFE include:
Eccellenti proprietà meccaniche (<1%)
Resistenza à a corrosione inerte chimica
Resistenza à u calore
Coefficienti più bassi di attritu
Propriétés antiadhésives (résiste à des températures élevées continues de 500 °f (260 °c))
Resistenza à l'usura
Puntu di fusione altu
L'eccellenti proprietà di PTFE li dannu una larga gamma di applicazioni, è hè più comunmente utilizatu cum'è un revestimentu antiaderente per u cookware. A megliu resistenza à l'usura di u PTFE permette à esse cumminata cù diversi materiali attraversu a polimerizazione in emulsione o a sospensione di polimerizazione per furmà prudutti industriali altamente resistenti à u termale cù eccellenti proprietà meccaniche, cum'è l'insulazione di filu, cinture trasportatori di qualità alimentaria, tessuti flessibili antiaderenti, etc.
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U politetrafluoroetilene hè statu scupertu in u 1938. Hè statu scupertu urigginariamente da u chimicu americanu Roy J. Plunkett (1910-1994) quandu circava di fà un novu refrigerante compostu di carbonu è fluoru. A ghjente à l'epica ùn avissi micca pensatu à stu pruduttu ordinariu. I catalizzatori strani affettanu ogni aspettu di u mondu.
In u 1941, DuPont hà ottenutu una patente per stu pruduttu è hà registratu una marca sottu u nome 'Teflon' in u 1944.
Oghje, u polytetrafluoroethylene hè statu largamente utilizatu in parechji campi di produzzione è vita. In l'industria di a ristorazione, i utensili di cucina rivestiti in PTFE sò largamente usati; in l'industria di i vestiti, i vestiti top-proof di marchi cum'è HELIKON è Carinthia usanu tutti i PTFE cum'è u revestimentu o strata esterna. , per ottene a capacità di sopra à u friddu severu di -30 ° C; in u campu militare, i materiali PTFE cù bassa perdita, proprietà dielettriche eccellenti, bona cuerenza, proprietà chimiche stabili, è quasi nisuna absorption di umidità sò largamente usate in pannelli radar d'alta frequenza. In u campu medico, i materiali PTFE sò ancu assai usati in parti di u corpu artificiale.
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PTFE significa polytetrafluoroethylene, u termu chimicu per u polimeru (C2F4)n.
Stu materiale si riferisce in generale à qualsiasi fluoropolimeru sinteticu ptfe di marca. I caratteristiche principali di polytetrafluoroethylene sò i seguenti:
Température maximale de fonctionnement (°F/°C) : 500/260
Resistenza à a Tensile at Break (PSI): 4,000
Custante dielettrica (kV/mil): 3,7
Pruporzione : 2,16
Allungamentu à a rottura: 350%
Durezza Shore D: 54
U fluoropolimeru sinteticu di politetrafluoroetilene ptfe largamente utilizatu cù e caratteristiche sopra hà digià innumerevoli marche, e marche principali sò i seguenti:
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Polytetrafluoroethylene hè un polimeru lineale cumpostu di atomi di carbone (C) è fluoru (F), cù a formula chimica (C2F4)n, induve n hè u numeru di unità monomeri.
A struttura di PTFE pò esse espressa cum'è: -CF2-CF2-CF2-CF2-
A longa catena di molécule PTFE hè custituita di atomi di carbonu, ognuna ligata à dui atomi di fluoru.
L'atomi di fluoru quasi coprenu a superficia di l'atomi di carbone di a catena di polimeru spirale. L'atomi di carbone formanu a catena principale di a catena polimerica. L'atomi di fluoru formanu una struttura cum'è scudo intornu à l'atomi di carbone, chì pruteghja bè l'atomi di carbone internu.
Stu arrangementu unicu di l'atomi dà PTFE e so proprietà eccezziunali. Sta struttura molekulari cuntribuisce à e proprietà fisiche è chimiche senza paragone di PTFE.
Chì ghjè u materiale Teflon?
Teflon hè un fluoropolimeru termoplasticu, è l'acronimu di Teflon hè PTFE (politetrafluoroetilene).
Teflon hè una marca di Chemours, però, u PTFE pò ancu esse acquistatu da cumpagnie diverse da Chemours.
U teflon hè un materiale populari per via di a so bassa friczione, a resistenza à a temperatura alta è a resistenza chimica.
Di sicuru, u Teflon hè un materiale polimeru polimerizatu da u tetrafluoroethylene è hè un tipu di materiale perfluorinatu. U so nome chimicu hè polytetrafluoroethylene (PTFE).
A struttura chimica di Teflon hè assai unica. A struttura moleculare hè chì F (atomi di fluoru) rimpiazza tutti i H (atomi di l'idrogenu) nantu à a catena C. À u listessu tempu, perchè u raghju di l'atomu di fluoru hè assai più grande ch'è u raghju di l'atomu di carbonu, a repulsione trà l'atomi hè assai grande, per quessa ùn serà micca cum'è l'atomi di l'idrogenu, ponu esse disposti in un pianu, cusì l'atomi di fluoru sò quasi spirale per avvolgere l'atomi di carbone, cusì chì u mondu esternu pò entra solu in cuntattu cù l'atomi di fluoru relativamente inerte.
Cù una forte barriera di l'atomu di fluoru, a struttura di polimeru di Teflon hè relativamente stabile cumparatu cù altri materiali.
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PTFE hè un polimeru polimerizatu da monomeru di tetrafluoroethylene. Hè una cera trasparente o opaca simile à PE. A so densità hè 2,2 g/cm3 è a so rata d'absorzione d'acqua hè menu di 0,01%.
A struttura chimica di u polimeru PTFE hè simile à quella di PE, salvu chì tutti l'atomi di l'idrogenu in u polietilene sò rimpiazzati da l'atomi di fluoru. A causa di l'alta energia di u ligame è a prestazione stabile di u legame CF, hà una eccellente resistenza à a corrosione chimica è pò sustene tutti l'acidi forti (cumprese l'acqua regia) eccettu i metalli alkali fusi, i media ossidanti è l'idrossidu di sodiu sopra à 300 ° C. Cum'è l'effetti di oxidanti forti, agenti riducenti è diversi solventi organici.
L'atomu F in a molécula di PTFE hè simmetricu, è i dui elementi in u ligame CF sò covalently bonded. Ùn ci sò micca elettroni liberi in a molécula, facendu a molécula sana sana. Per quessa, hà proprietà dielettriche eccellenti, è u so insulamentu elettricu ùn hè micca affettatu da L'influenza di l'ambiente è a frequenza.
Proprietà fisiche di Teflon
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A so resistività di u voluminu hè più grande di 1017, a so perdita dielettrica hè chjuca, a so tensione di rottura hè alta, a so resistenza à l'arcu hè bona, è pò travaglià in un ambiente elettricu di 250 ° C. Perchè ùn ci sò micca ligami di l'idrogenu in a struttura molekulari di PTFE, a struttura hè simmetrica, cusì a so cristallizazione U gradu di cristallizazione hè assai altu (in generale, a cristalinità hè 55% ~ 75%, à volte à 94%), chì rende PTFE estremamente resistente à u calore. A so temperatura di fusione hè di 324 ° C, a so temperatura di descomposizione hè di 415 ° C, è a so temperatura massima di usu hè 250 ° C. Hè brittle A temperatura hè -190 ° C, è a temperatura di distorsioni di u calore (sottu cundizioni 0.46MPa) hè 120C.
U materiale Teflon hà boni proprietà meccaniche. A so forza di trazione hè 21 ~ 28MPa, a forza di curvatura hè 11 ~ 14MPa, l'allungamentu hè 250% ~ 300%, è i so coefficienti di attritu dinamichi è statichi contr'à l'azzaru sò tramindui 0,04, chì hè megliu cà nylon, poliformaldeide è polietilene. U coefficient di attritu di plastica fresca hè chjuca.
Pure PTFE hà una forza bassa, una scarsa resistenza à l'usura è una scarsa resistenza à u creep. Di solitu ci vole à aghjunghje qualchi particeddi inorganica à u polimeru PTFE, cum'è grafite, gruppu disulfide, ossidu d'aluminiu, fibra di vetru, fibra di carbone, etc. à migliurà a so proprietà miccanica. , è pò ancu esse allargatu da a cooperazione cù altri polimeri cum'è polyphenylase (PHB), polyphenylene sulfide (PFS), polyethylene glycol (PEEK), polyethylene/propylene copolymer (PFEP), etc. u so intervallu di temperatura damping, migliurà a so resistenza à a variabilità.
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U prucessu di fabricazione usa u cloroformu cum'è materia prima, usa l'acidu fluoridicu anidru per fluorurà u cloroformu, a temperatura di reazione hè sopra à 65ºC, usa pentachloru di antimoniu cum'è catalizzatore, è infine usa cracking termicu per pruduce tetrafluoroethylene.
Aokai hè pruduciutu utilizendu a polimerizazione in sospensione o a polimerizazione in emulsione.
Preparazione di monomer tetrafluoroethylene
Industrialmente, u cloroformu hè utilizzatu cum'è materia prima, l'acidu fluoridicu anidru hè utilizatu per fluorurà u cloroformu, a temperatura di reazione hè sopra à 65ºC, u pentachloru di antimoniu hè utilizatu com'è catalizzatore, è infine u tetrafluoroetilene hè pruduttu da cracking termale. Tetrafluoroethylene pò ancu esse pruduciutu da a reazione di zincu cù tetrafluorodichloroethane à alte temperature.
Preparazione di polytetrafluoroethylene
In una caldera di polimerizazione di l'esmalte o di l'acciaio inossidabile, l'acqua hè aduprata cum'è u mediu, u persulfate di potassiu hè utilizatu cum'è iniziatore, u sali d'ammoniu di l'acidu perfluorocarboxylic hè utilizatu cum'è dispersante, u fluorocarbonu hè utilizatu com'è stabilizzante, è u tetrafluoroetilene hè polimerizatu redox per ottene polietilene pulverulatu. Tetrafluoroethylene.
Aghjunghjite diversi additivi à a caldera di reazzione, è u monomeru di tetrafluoroetilene entra in a caldera di polimerizazione in a fase di gas. Aghjustate a temperatura in u caldu à 25 ° C, dopu aghjunghje una certa quantità di attivatore (metabisulfite di sodiu) per inizià a polimerizazione per un sistema redox. Durante u prucessu di polimerizazione, i monomeri sò continuamente aghjuntu, è a pressione di polimerizazione hè mantinuta à 0.49 ~ 0.78MPa. A dispersione ottenuta dopu a polimerizazione hè diluita à una certa cuncentrazione cù l'acqua, è a temperatura hè aghjustata à 15 ~ 20ºC. Dopu l'agregazione cù l'agitazione meccanica, hè lavata cù l'acqua è secca, vale à dì, Stu pruduttu hè ottenutu cum'è resina granulare fina.
U revestimentu di Teflon stessu hè sicuru: u materiale di Teflon stessu ùn hè micca tossicu, ùn si decompone, è ùn pruvucarà periculi per a salute. Questu hè prubabilmente perchè a so struttura molekulari hè basicamente insolubile in chimichi reali, micca solu digerita è assorbita da u corpu umanu.
Sapete più nantu à a sicurità di Teflon
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E proprietà uniche di PTFE facenu largamente usata in operazioni industriali è marine cum'è industria chimica, petroleum, tessili, alimentazione, papermaking, medicina, elettronica è machini.
Applicazione di polytetrafluoroethylene (PTFE) in proprietà anti-corrosione:
A causa di i difetti in a resistenza à a corrosione di gomma, vetru, lega di metalli è altri materiali, hè difficiule di scuntrà l'ambienti duru induve a temperatura, a pressione è i media chimichi coexistenu, è e perdite risultanti sò abbastanza alarmanti. Mentre u materiale PTFE hà una eccellente resistenza à a corrosione, u polytetrafluoroethylene usa i principali materiali resistenti à a corrosione in l'industria petrolifera, chimica, tessili è altre.
L'applicazioni specifiche includenu: tubi di consegna, tubi di scarico, tubi di vapore per u trasportu di gasi corrosivi, tubi d'oliu d'alta pressione per laminati, tubi di alta, media è bassa pressione per sistemi idraulici di l'aeronautica è sistemi di pressa à freddo, torri di distillazione, scambiatori di calore, bollitori, torri è tanki. U funziunamentu di i sigilli di l'equipaggiu chimicu cum'è i rivestimenti è i valvole hà un grande impattu nantu à l'efficienza è u rendiment di tutta a macchina è l'equipaggiu. U materiale PTFE hà e caratteristiche di resistenza à a corrosione, resistenza à l'anziane, coefficient d'attrito bassu è non-stickiness, larga gamma di temperatura, è una bona elasticità, facendu assai adattatu per a fabricazione di sigilli cù esigenze di alta resistenza à a corrosione è temperature operative sopra 100 °. Cum'è sigilli per flange grooved di macchine, scambiatori di calore, vasi d'alta pressione, vasi di grande diametru, valvole è pompe, sigilli per vasi di reazione di vetru, flange piatte, flange di grande diametru, alberi, pistoni, barre di valvola, pompe a vite senza fine, tenute di tiranti, etc.
2.U performance bassu attritu di polytetrafluoroethylene (PTFE) hè usatu in appiicazioni carica.
E parti di attritu di certi equipaggiamenti ùn sò micca adattati per a lubrificazione, cum'è in situazioni induve u grassu lubrificante serà dissolutu da i solventi è diventa inefficace, o in a fabbricazione di carta, farmaceutica, alimentaria, tessili, ecc. I prudutti in u campu industriale anu bisognu di evità a contaminazione di l'oliu lubrificante, chì face i materiali PTFE pienu u materiale più ideale per a lubricazione meccanica senza oliu. Questu hè chì u coefficient di attritu di stu materiale hè u più bassu trà i materiali solidi cunnisciuti. I so usi specifichi includenu cuscinetti per l'equipaggiu chimicu, a macchina per a fabbricazione di carta, è a macchina agricula, cum'è anelli di pistoni, rails di guida di macchine utensili, è anelli di guida. Sò largamente usati in i prughjetti di custruzzione civile cum'è slides di supportu per i ponti, truss di tettu di struttura d'acciaio di tunnel, grandi pipeline chimichi, è tanki di almacenamento. Blocks, oltri usatu comu supporti ponti è giratori ponte, etc.
3.Applicazioni di polytetrafluoroethylene (PTFE) in applicazioni elettroniche è elettriche.
A bassa perdita inherente è a piccula constante dielettrica di i materiali PTFE li permettenu di esse fattu in fili smaltati per l'usu in micro mutori, termocoppii, dispositivi di cuntrollu, etc., Film d'isolamentu elettricu PTFE Hè un materiale isolante ideale per a fabricazione di condensatori, liners insulating radio, cavi insulati, muturi è trasformatori. Hè ancu unu di i materiali indispensabili per i cumpunenti elettronici industriali cum'è aerospaziale è aerospaziale. L'usu di film plastichi di fluoru hà una alta permeabilità à l'ossigenu è una alta permeabilità à u vapor d'acqua. Questa permeabilità selettiva di a piccula permeabilità pò esse usata per fabricà sensori d'ossigenu. E caratteristiche di i fluoroplastichi chì causanu a deviazione di carica polari sottu a temperatura alta è a pressione alta pò esse aduprate per fabricà microfoni, parlanti, pezzi nantu à robots, etc., è a so bassa rifrazione pò esse usata. E caratteristiche di alta efficienza ponu fà fibre ottiche.
4.Applicazione di polytetrafluoroethylene (PTFE) in medicina medica.
U materiale di PTFE espansu hè puramente inerte è hà una adattabilità biologica assai forte. Ùn pruvucarà micca u rifiutu da u corpu è ùn hà micca effetti fisiologichi in u corpu umanu. Pò esse sterilizatu da ogni metudu. A so struttura microporosa permette l'utilizazione in una varietà di soluzioni di riabilitazione, cumprese i vini sanguigni artificiali è i patch per a regenerazione di tessuti molli è suture chirurgiche per cirurgia vascular, cardiaca, generale è ortopedica.
5.Applicazione di proprietà anti-stick di polytetrafluoroethylene (PTFE).
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U materiale PTFE hà a tensione superficiale più chjuca trà i materiali solidi è ùn aderisce micca à alcuna sustanza. Hà ancu e caratteristiche di resistenza à a temperatura alta è bassa è inerzia chimica, facendu adattatu per applicazioni cum'è a fabricazione. I padelle antiaderenti sò largamente usate in applicazioni anti-stick. U prucessu anti-adhesivo include principalmente dui tipi: installà a foglia PTFE nantu à u sustrato è mette u Revestimentu PTFE o vernice composta cù vetru nantu à u sustrato per via di a retrazione di u calore.
Sapete più nantu à i rivestimenti PTFE
Puru materiali PTFE hannu ancora u prublema di altu difficultà in saldatura, cù l 'avanzamentu di a tecnulugia, i metudi di sintesi novi risolviri prestu i punti di dulore di PTFE è applicà PTFE à una larga gamma di campi.
