Polytetrafluoroethylen (PTFE) er en carbon- og fluorpolymer. Dette materiale har det mest kendte navn: Teflon.
Egenskaber ved PTFE inkluderer:
Fremragende mekaniske egenskaber (<1%)
Korrosionsbestandighed af kemisk inerthed
Varmebestandighed
Laveste friktionskoefficienter
Non Stick -egenskaber (tåler kontinuerlige høje temperaturer på 260 ° C (260 ° C))
Slidstyrke
Højt smeltepunkt
De fremragende egenskaber ved PTFE giver det en bred vifte af applikationer, og det bruges oftest som en non-stick coating til køkkengrej. PTFE's bedre slidstyrke gør det muligt at kombineres med forskellige materialer gennem emulsionspolymerisation eller suspensionspolymerisationsbehandling til dannelse af høje termiske resistente industriprodukter med fremragende mekaniske egenskaber, såsom trådisolering, fødevarekvalitetstransportbånd, fleksible ikke-stick-fabrics osv.
Hvad er PTFE?
Polytetrafluoroethylen blev opdaget i 1938. Det blev oprindeligt opdaget af den amerikanske kemiker Roy J. Plunkett (1910–1994), da han forsøgte at fremstille et nyt kulstof- og fluorforbindelse. Folk på det tidspunkt ville ikke have tænkt på dette almindelige produkt. Mærkelige katalysatorer vil påvirke alle aspekter af verden.
I 1941 opnåede Dupont et patent på dette produkt og registrerede et varemærke under navnet 'Teflon ' i 1944.
I dag er polytetrafluoroethylen blevet vidt brugt inden for mange produktionsområder og liv. I cateringindustrien er PTFE -coated køkkengrej i vid udstrækning brugt; I tøjbranchen bruger top koldtæt tøj fra mærker som Helikon og Carinthia alle PTFE som belægning eller det ydre lag. , for at opnå evnen til at modstå den alvorlige kulde på -30 ° C; På det militære felt er PTFE -materialer med lavt tab, fremragende dielektriske egenskaber, god konsistens, stabile kemiske egenskaber og næsten ingen fugtighedsabsorption i vid udstrækning i høje radiofrekvensradarpaneler. På det medicinske område er PTFE -materialer også vidt brugt i kunstige kropsdele.
Hvad står PTFE for?
PTFE står for polytetrafluorethylen, den kemiske betegnelse for polymeren (C2F4) n.
Dette materiale henviser generelt til enhver mærket PTFE -syntetisk fluoropolymer. De vigtigste egenskaber ved polytetrafluoroethylen er som følger:
Maksimal driftstemperatur (° F /° C): 500/260
Trækstyrke ved pause (PSI): 4.000
Dielektrisk konstant (kv/mil): 3.7
Andel: 2.16
Forlængelse ved pause: 350%
Shore D hårdhed: 54
Den vidt anvendte PTFE -polytetrafluoroethylen -syntetiske fluoropolymer med ovenstående egenskaber har allerede utallige mærker, de vigtigste mærker er som følger:
Teflon®: Chemours
Fluon®: AGC Ltd
Dyneon®: 3m
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
PTFE kemisk struktur
Polytetrafluoroethylen er en lineær polymer sammensat af carbon (C) og fluor (F) atomer med den kemiske formel (C2F4) N, hvor N er antallet af monomerenheder.
Strukturen af PTFE kan udtrykkes som: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Den lange kæde af PTFE -molekyler består af carbonatomer, som hver er knyttet til to fluoratomer.
Fluoratomer dækker næsten overfladen af carbonatomerne i spiralpolymerkæden. Carbonatomerne danner hovedkæden for polymerkæden. Fluoratomerne danner en skjoldlignende struktur omkring carbonatomerne, som godt beskytter de interne carbonatomer.
Dette unikke arrangement af atomer giver PTFE sine ekstraordinære egenskaber. Denne molekylære struktur bidrager til PTFEs uovertrufne fysiske og kemiske egenskaber.
Hvad er Teflon -materialet?
Teflon er en termoplastisk fluoropolymer, og Teflon akronym er PTFE (polytetrafluorethylen).
Teflon er et varemærke til kemurer, men PTFE kan også købes fra andre virksomheder end Chemours.
Teflon er et populært materiale på grund af dets lav friktion, høj temperaturresistens og kemisk resistens.
Er teflon ptfe
Naturligvis er Teflon et polymermateriale, der er polymeriseret fra tetrafluoroethylen og er en type perfluoreret materiale. Dets kemiske navn er polytetrafluoroethylen (PTFE).
Teflon kemisk struktur er meget unik. Molekylstrukturen er, at F (fluoratomer) erstatter alle H (hydrogenatomer) på C -kæden. På samme tid, fordi radius for fluoratomet er meget større end radius for carbonatomet, er frastødningen mellem atomer meget stor, så det vil ikke lide hydrogenatomer, de kan arrangeres i et plan, så fluoratomerne næsten spiral op for at pakke carbonatomerne, så omverdenen kun kan komme i kontakt med det relativt i rent.
Med en stærk fluoratombarriere er Teflon -polymerstrukturen relativt stabil sammenlignet med andre materialer.
Teflon -egenskaber
PTFE er en polymerpolymeriseret fra tetrafluoroethylenmonomer. Det er en gennemsigtig eller uigennemsigtig voks, der ligner PE. Dens densitet er 2,2 g/cm3, og dens vandabsorptionshastighed er mindre end 0,01%.
Den kemiske struktur af PTFE -polymer ligner strukturen for PE, bortset fra at alle hydrogenatomer i polyethylen erstattes af fluoratomer. På grund af den høje bindingsenergi og stabil ydeevne af CF -bindingen har den fremragende kemisk korrosionsmodstand og kan modstå alle stærke syrer (inklusive Aqua Regia) undtagen smeltet alkalimetaller, oxidationsmedier og natriumhydroxid over 300 ° C. Såvel som virkningerne af stærke oxidanter, reduktionsmidler og forskellige organiske opløsningsmidler.
F -atomet i PTFE -molekylet er symmetrisk, og de to elementer i CF -bindingen er kovalent bundet. Der er ingen frie elektroner i molekylet, hvilket gør hele molekylet neutral. Derfor har det fremragende dielektriske egenskaber, og dens elektriske isolering påvirkes ikke af påvirkningen af miljø og hyppighed.
Teflon fysiske egenskaber
Dens volumenresistivitet er større end 1017, dets dielektriske tab er lille, dens nedbrydningsspænding er høj, dens buemodstand er god, og den kan fungere i et elektrisk miljø på 250 ° C. Da der ikke er nogen hydrogenbindinger i PTFE-molekylstrukturen, er strukturen symmetrisk, så dens krystallisation er graden af krystallisation meget høj (generelt er krystalliniteten 55%~ 75%, undertiden så høj som 94%), hvilket gør PTFE ekstremt varmesistent. Dens smeltetemperatur er 324C, dens nedbrydningstemperatur er 415 ° C, og dens maksimale brugstemperatur er 250 ° C. Det er sprødt, at temperaturen er -190 ° C, og varmeforvrængningstemperaturen (under 0,46 MPa -betingelser) er 120 ° C.
Teflon -materiale har gode mekaniske egenskaber. Dens trækstyrke er 21 ~ 28MPa, bøjningsstyrke er 11 ~ 14MPa, forlængelse er 250%~ 300%, og dens dynamiske og statiske friktionskoefficienter mod stål er både 0,04, hvilket er bedre end nylon, polyformaldehyd og polyethylen. Friktionskoefficienten af kølig plast er lille.
Ren PTFE har lav styrke, dårlig slidstyrke og dårlig krybningsmodstand. Det er normalt nødvendigt at tilføje nogle uorganiske partikler til PTFE -polymeren, såsom grafit, disulfidgruppe, aluminiumoxid, glasfiber, kulfiber osv. For at forbedre dens mekaniske egenskaber. , og kan også udvides ved at samarbejde med andre polymerer, såsom polyphenylase (PHB), polyphenylensulfid (PFS), polyethylenglycol (PEEK), polyethylen/propylen -copolymer (PFEP) osv. Dens dæmpningstemperaturområde, hvilket forbedrer dens modstand mod variabilitet.
Hvordan fremstilles Teflon
Fremstillingsprocessen bruger chloroform som råmateriale, bruger vandfri hydrofluorinsyre til fluorinat chloroform, reaktionstemperaturen er over 65 ° C, bruger antimonpentachlorid som en katalysator og bruger til sidst termisk krakning til at producere tetrafluorethylen.
Aokai produceres ved anvendelse af ophængspolymerisation eller emulsionspolymerisation.
Fremstilling af monomer tetrafluoroethylen
Industrielt anvendes chloroform som råmateriale, vandfri hydrofluorinsyre bruges til at fluorinere chloroform, reaktionstemperaturen er over 65 ° C, antimonpentachlorid bruges som en katalysator, og til sidst produceres tetrafluoroethylen ved termisk krakning. Tetrafluoroethylen kan også produceres ved at reagere zink med tetrafluorodichlorethan ved høje temperaturer.
Fremstilling af polytetrafluoroethylen
I en emalje eller polymerisation i rustfrit stål bruges vand, da mediet bruges kaliumpersulfat, når initiatoren, perfluorocarboxylsyre ammoniumsalt anvendes som spredning, fluorcarbon anvendes som stabilisator, og tetrafluoroethylen er redox polymeriseret til at opnå fint pulveriseret polyethylen. Tetrafluoroethylen.
Tilsæt forskellige tilsætningsstoffer til reaktionskedelen, og tetrafluoroethylenmonomeren kommer ind i polymerisationskedelen i gasfasen. Juster temperaturen i kedlen til 25 ° C, tilsættes derefter en vis mængde aktivator (natriummetabisulfit) for at initiere polymerisation gennem et redox -system. Under polymerisationsprocessen tilsættes monomerer kontinuerligt, og polymerisationstrykket opretholdes ved 0,49 ~ 0,78MPa. Dispersionen opnået efter polymerisation fortyndes til en bestemt koncentration med vand, og temperaturen justeres til 15 ~ 20ºC. Efter aggregering under mekanisk omrøring vaskes det med vand og tørres, det vil sige, dette produkt opnås som fin granulær harpiks.
Er Teflon sikker?
Teflonbelægning i sig selv er sikker: Teflon-materialet i sig selv er ikke-giftigt, nedbrydes ikke og vil ikke forårsage sundhedsfarer. Dette skyldes sandsynligvis, at dens molekylære struktur dybest set er uopløselig i virkelige kemikalier, så meget mindre fordøjet og absorberet af den menneskelige krop.
De unikke egenskaber ved PTFE gør det vidt brugt i industrielle og marine operationer såsom kemisk industri, olie, tekstil, mad, papirfremstilling, medicin, elektronik og maskiner.
Anvendelse af polytetrafluoroethylen (PTFE) i anti-korrosionsegenskaber:
På grund af manglerne i korrosionsmodstand af gummi, glas, metallegeringer og andre materialer er det vanskeligt at imødekomme det hårde miljø, hvor temperatur, tryk og kemiske medier sameksisterer, og de resulterende tab er ret alarmerende. Mens PTFE-materiale har fremragende korrosionsmodstand, bruger polytetrafluoroethylen de vigtigste korrosionsbestandige materialer i olie, kemisk, tekstil og andre industrier.
Specifikke applikationer inkluderer: Leveringsrør, udstødningsrør, damprør til transport af ætsende gasser, højtryksolie-rør til rullende møller, høje, mellemstore og lavtryksrør til flyhydrauliske systemer og kolde pressesystemer, destillationstårne, varmevekslere, kedler, tårne og tanke. Udførelsen af kemisk udstyrs tætninger såsom foringer og ventiler har en stor indflydelse på effektiviteten og ydelsen af hele maskinen og udstyret. PTFE-materiale har egenskaberne ved korrosionsbestandighed, aldringsmodstand, lav friktionskoefficient og ikke-stickiness, bredt temperaturområde og god elasticitet, hvilket gør det meget velegnet til fremstilling af tætninger med høje korrosionsbestandighedskrav og driftstemperaturer over 100 °. Såsom tætninger til rillede flanger af maskiner, varmevekslere, højtryksfartøjer, karfartøjer med stor diameter, ventiler og pumper, tætninger til glasreaktionspotter, flade flanger, flanger med stor diameter, aksler, stempelstænger, ventilstænger, orm gearpumper, slipsstod-sæler osv.
2. Den lave friktionsydelse af polytetrafluorethylen (PTFE) bruges i belastningsapplikationer.
Friktionsdelene af noget udstyr er ikke egnede til smøring, såsom i situationer, hvor smørefedt vil blive opløst af opløsningsmidler og blive ineffektivt eller til papirfremstilling, farmaceutiske stoffer, mad, tekstiler osv. Produkter i industriel felt skal undgå smøreolie- Dette skyldes, at friktionskoefficienten for dette materiale er den laveste blandt kendte faste materialer. Dens specifikke anvendelser inkluderer lejer til kemisk udstyr, papirfremstillingsmaskiner og landbrugsmaskiner, da stempelringe, værktøjsguidskinner og styringsringe. De er vidt brugt i civile byggeprojekter som understøttelsesglas til broer, tunnelstålstrukturstakstænger, store kemiske rørledninger og opbevaringstanke. Blokke, såvel som brugt som bro understøtter og bro drejning osv.
3. Anvendelse af polytetrafluoroethylen (PTFE) i elektroniske og elektriske anvendelser.
Det iboende lave tab og lille dielektrisk konstant af PTFE -materialer gør det muligt at gøre det til emaljerede ledninger til brug i mikromotorer, termoelementer, kontrolenheder osv., PTFE -elektriske isoleringsfilm Det er et ideelt isolerende materiale til fremstilling af kondensatorer, radioisoleringslinjer, isolerede cabler, motorer og transformere. Det er også et af de uundværlige materialer til industrielle elektroniske komponenter såsom rumfart og rumfart. Brugen af fluorplastfilm har høj permeabilitet for ilt og høj permeabilitet for vanddamp. Denne selektive permeabilitet af lille permeabilitet kan bruges til at fremstille iltføler. Egenskaberne ved fluoroplast, der forårsager polær ladningsafvigelse under høj temperatur og højt tryk, kan bruges til at fremstille mikrofoner, højttalere, dele på robotter osv., Og deres lave brydning kan bruges. Egenskaberne ved høj effektivitet kan fremstille optiske fibre.
4. Anvendelse af polytetrafluoroethylen (PTFE) i medicinsk medicin.
Det udvidede PTFE -materiale er rent inert og har meget stærk biologisk tilpasningsevne. Det vil ikke forårsage afvisning af kroppen og har ingen fysiologiske bivirkninger på den menneskelige krop. Det kan steriliseres ved enhver metode. Dens mikroporøse struktur muliggør anvendelse i en række rehabiliteringsopløsninger, herunder kunstige blodkar og pletter til regenerering af blødt væv og kirurgiske suturer til vaskulære, hjerte-, generelle og ortopædiske operationer.
5. Anvendelse af anti-stick-egenskaber af polytetrafluoroethylen (PTFE).
PTFE -materiale har den mindste overfladespænding blandt faste materialer og overholder ikke noget stof. Det har også egenskaberne ved høj og lav temperaturresistens og kemisk inertitet, hvilket gør det velegnet til applikationer såsom fremstilling. Ikke-stick pander er vidt brugt i anti-stick-applikationer. Den anti-klæbende proces inkluderer hovedsageligt to typer: installation af PTFE-arket på underlaget og placering af PTFE -belægning eller lak sammensat med glas på underlaget gennem varmekrympning.
Selvom PTFE -materialer stadig har problemet med høje vanskeligheder med svejsning, med fremme af teknologi, vil nye syntesemetoder snart løse PTFE's smertepunkter og anvende PTFE på en bredere vifte af felter.
