Polytetrafluorethylen (PTFE) er en kulstof- og fluorpolymer. Dette materiale har det mest kendte navn: Teflon.
Egenskaber ved PTFE omfatter:
Fremragende mekaniske egenskaber (<1%)
Kemisk inertitet korrosionsbestandighed
Varmemodstand
Laveste friktionskoefficienter
Non-stick egenskaber (modstår konstant høje temperaturer på 500°f (260°c))
Slidstyrke
Højt smeltepunkt
PTFEs fremragende egenskaber giver det en bred vifte af anvendelser, og det er mest almindeligt anvendt som non-stick belægning til køkkengrej. PTFE's bedre slidstyrke gør det muligt at kombinere det med forskellige materialer gennem emulsionspolymerisation eller suspensionspolymerisationsbearbejdning for at danne høje termisk resistente industriprodukter med fremragende mekaniske egenskaber, såsom trådisolering, fødevaregodkendte transportbånd, fleksible non-stick stoffer osv.
Hvad er PTFE?
Polytetrafluorethylen blev opdaget i 1938. Det blev oprindeligt opdaget af den amerikanske kemiker Roy J. Plunkett (1910-1994), da han forsøgte at lave et nyt kulstof- og fluorforbindelseskølemiddel. Folk på det tidspunkt ville ikke have tænkt på dette almindelige produkt. Mærkelige katalysatorer vil påvirke alle aspekter af verden.
I 1941 opnåede DuPont patent på dette produkt og registrerede et varemærke under navnet 'Teflon' i 1944.
I dag har polytetrafluorethylen været meget udbredt inden for mange produktions- og livsområder. I cateringindustrien er PTFE-belagte køkkengrej meget brugt; i tøjindustrien bruger top kuldesikret tøj fra mærker som HELIKON og Carinthia alle PTFE som belægning eller yderlag. , for at opnå evnen til at modstå den strenge kulde på -30°C; på det militære område er PTFE-materialer med lavt tab, fremragende dielektriske egenskaber, god konsistens, stabile kemiske egenskaber og næsten ingen fugtabsorption i vid udstrækning brugt i højfrekvente radarpaneler. På det medicinske område er PTFE-materialer også meget brugt i kunstige kropsdele.
Hvad står PTFE for?
PTFE står for polytetrafluorethylen, den kemiske betegnelse for polymeren (C2F4)n.
Dette materiale refererer generelt til enhver mærket ptfe syntetisk fluorpolymer. De vigtigste egenskaber ved polytetrafluorethylen er som følger:
Maksimal driftstemperatur (°F /°C): 500/260
Trækstyrke ved brud (PSI): 4.000
Dielektrisk konstant (kV/mil): 3,7
Andel: 2,16
Brudforlængelse: 350 %
Shore D-hårdhed: 54
Den udbredte ptfe polytetrafluorethylen syntetisk fluorpolymer 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
Polytetrafluorethylen 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 kulstofatomer, som hver er forbundet med to fluoratomer.
Fluoratomer dækker næsten overfladen af carbonatomerne i spiralpolymerkæden. Kulstofatomerne danner hovedkæden i polymerkæden. Fluoratomerne danner en skjoldlignende struktur omkring kulstofatomerne, som godt beskytter de indre kulstofatomer.
Dette unikke arrangement af atomer giver PTFE dets exceptionelle egenskaber. Denne molekylære struktur bidrager til PTFEs uovertrufne fysiske og kemiske egenskaber.
Hvad er teflonmaterialet?
Teflon er en termoplastisk fluorpolymer, og Teflon akronym er PTFE (polytetrafluorethylen).
Teflon er et varemærke tilhørende Chemours, dog kan PTFE også købes fra andre virksomheder end Chemours.
Teflon er et populært materiale på grund af dets lave friktion, høje temperaturbestandighed og kemiske modstand.
Er Teflon PTFE
Selvfølgelig er Teflon et polymermateriale polymeriseret fra tetrafluorethylen og er en type perfluoreret materiale. Dets kemiske navn er polytetrafluorethylen (PTFE).
Teflon kemiske struktur er meget unik. Den molekylære struktur er, at F (fluoratomer) erstatter alle H (brintatomer) på C-kæden. Samtidig, fordi fluoratomets radius er meget større end kulstofatomets radius, er frastødningen mellem atomer meget stor, så den vil ikke Ligesom brintatomer kan de være arrangeret i et plan, så fluoratomerne nærmest spiraler op for at pakke kulstofatomerne ind, så omverdenen relativt kun kan komme i kontakt med fluoratomer.
Med en stærk fluoratombarriere er Teflon-polymerstrukturen relativt stabil sammenlignet med andre materialer.
Teflon egenskaber
PTFE er en polymer polymeriseret af tetrafluorethylenmonomer. Det er en gennemsigtig eller uigennemsigtig voks, der ligner PE. Dens massefylde er 2,2 g/cm3 og dens vandabsorptionshastighed er mindre end 0,01%.
Den kemiske struktur af PTFE-polymer ligner den for PE, bortset fra at alle hydrogenatomer i polyethylen er erstattet af fluoratomer. På grund af den høje bindingsenergi og stabile ydeevne af CF-bindingen har den fremragende kemisk korrosionsbestandighed og kan modstå alle stærke syrer (inklusive aqua regia) undtagen smeltede alkalimetaller, oxiderende medier og natriumhydroxid over 300°C. Samt 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 neutralt. Derfor har den fremragende dielektriske egenskaber, og dens elektriske isolering påvirkes ikke af miljøets indflydelse og frekvens.
Teflon fysiske egenskaber
Dens volumenresistivitet er større end 1017, dens dielektriske tab er lille, dens gennembrudsspænding er høj, dens lysbuemodstand er god, og den kan arbejde i et elektrisk miljø på 250°C. Fordi der ikke er hydrogenbindinger i PTFE-molekylstrukturen, er strukturen symmetrisk, så dens krystallisation Graden af krystallisation er meget høj (generelt er krystalliniteten 55% ~ 75%, nogle gange så høj som 94%), hvilket gør PTFE ekstremt varmebestandigt. Dens smeltetemperatur er 324°C, dens nedbrydningstemperatur er 415°C, og dens maksimale brugstemperatur er 250°C. Det er skørt. Temperaturen er -190°C, og varmeforvrængningstemperaturen (under 0,46 MPa-forhold) er 120C.
Teflonmateriale har gode mekaniske egenskaber. Dens trækstyrke er 21~28MPa, bøjningsstyrken er 11~14MPa, forlængelsen er 250%~300%, og dens dynamiske og statiske friktionskoefficienter mod stål er begge 0,04, hvilket er bedre end nylon, polyformaldehyd og polyethylen. Friktionskoefficienten for køligt plast er lille.
Ren PTFE har lav styrke, dårlig slidstyrke og dårlig krybemodstand. 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), etc. dets dæmpende temperaturområde, hvilket forbedrer dets modstandsdygtighed over for variabilitet.
Hvordan er teflon lavet
Fremstillingsprocessen bruger chloroform som råmateriale, bruger vandfri flussyre til at fluorere chloroform, reaktionstemperaturen er over 65ºC, bruger antimonpentachlorid som katalysator og bruger til sidst termisk krakning til fremstilling af tetrafluorethylen.
Aokai fremstilles ved hjælp af suspensionspolymerisation eller emulsionspolymerisation.
Fremstilling af monomer tetrafluorethylen
Industrielt bruges chloroform som råmateriale, vandfri flussyre bruges til at fluorere chloroform, reaktionstemperaturen er over 65ºC, antimonpentachlorid bruges som katalysator, og til sidst produceres tetrafluorethylen ved termisk krakning. Tetrafluorethylen kan også fremstilles ved at reagere zink med tetrafluordichlorethan ved høje temperaturer.
Fremstilling af polytetrafluorethylen
I en polymerisationskedel af emalje eller rustfrit stål bruges vand som medium, kaliumpersulfat bruges som initiator, perfluorcarboxylsyreammoniumsalt bruges som dispergeringsmiddel, fluorcarbon bruges som stabilisator, og tetrafluorethylen redoxpolymeriseres for at opnå finpulveriseret polyethylen. Tetrafluorethylen.
Tilsæt forskellige tilsætningsstoffer til reaktionskedlen, og tetrafluorethylenmonomeren kommer ind i polymerisationskedlen i gasfasen. Juster temperaturen i kedlen til 25°C, og tilsæt derefter en vis mængde aktivator (natriummetabisulfit) for at starte polymerisation gennem et redoxsystem. Under polymerisationsprocessen tilsættes monomerer kontinuerligt, og polymerisationstrykket holdes på 0,49 ~ 0,78 MPa. Dispersionen opnået efter polymerisation fortyndes til en vis koncentration med vand, og temperaturen justeres til 15~20ºC. Efter aggregering med mekanisk omrøring vaskes det med vand og tørres, det vil sige Dette produkt opnås som finkornet harpiks.
Er Teflon sikkert?
Selve teflonbelægningen er sikker: Teflonmaterialet i sig selv er ikke-giftigt, nedbrydes ikke og forårsager ikke sundhedsfare. Dette skyldes sandsynligvis, at dens molekylære struktur dybest set er uopløselig i rigtige kemikalier, endsige fordøjet og absorberet af den menneskelige krop.
De unikke egenskaber ved PTFE gør det meget brugt i industrielle og marine operationer såsom kemisk industri, olie, tekstil, fødevarer, papirfremstilling, medicin, elektronik og maskiner.
Anvendelse af polytetrafluorethylen (PTFE) i anti-korrosionsegenskaber:
På grund af defekter i korrosionsbestandighed af gummi, glas, metallegeringer og andre materialer er det svært at møde det barske miljø, hvor temperatur, tryk og kemiske medier eksisterer side om side, og de resulterende tab er ret alarmerende. Mens PTFE-materiale har fremragende korrosionsbestandighed, bruger polytetrafluorethylen de vigtigste korrosionsbestandige materialer i olie-, kemikalie-, tekstil- og andre industrier.
Specifikke anvendelser omfatter: leveringsrør, udstødningsrør, damprør til transport af ætsende gasser, højtryksolierør til valseværker, høj-, mellem- og lavtryksrør til flyhydrauliksystemer og koldpressesystemer, destillationstårne, varmevekslere, kedler, tårne og tanke. Ydeevnen af kemiske udstyrstætninger såsom foringer og ventiler har stor indflydelse på effektiviteten og ydeevnen af hele maskinen og udstyret. PTFE-materiale har egenskaberne korrosionsbestandighed, ældningsmodstand, lav friktionskoefficient og ikke-klæbrighed, bredt temperaturområde og god elasticitet, hvilket gør det meget velegnet til fremstilling af tætninger med høje krav til korrosionsbestandighed og driftstemperaturer over 100°. Såsom tætninger til rillede flanger på maskiner, varmevekslere, højtryksbeholdere, beholdere med stor diameter, ventiler og pumper, tætninger til glasreaktionsbeholdere, flade flanger, flanger med stor diameter, aksler, stempelstænger, ventilstænger, snekkegearpumper, trækstangstætninger osv.
2. Lavfriktionsydelsen af polytetrafluorethylen (PTFE) bruges i belastningsanvendelser.
Friktionsdelene i noget udstyr er ikke egnede til smøring, såsom i situationer, hvor smørefedt vil blive opløst af opløsningsmidler og blive ineffektivt, eller i papirfremstilling, farmaceutiske produkter, fødevarer, tekstiler osv. Produkter inden for det industrielle område skal undgå forurening af smøreolie, hvilket gør fyldte PTFE-materialer til det mest ideelle materiale til smøreoliefrit smøreudstyr (direkte smøreudstyr). Dette skyldes, at friktionskoefficienten for dette materiale er den laveste blandt kendte faste materialer. Dens specifikke anvendelser omfatter lejer til kemisk udstyr, papirfremstillingsmaskiner og landbrugsmaskiner, som stempelringe, værktøjsmaskiners styreskinner og føringsringe. De bruges i vid udstrækning i civile byggeprojekter som støtteruder til broer, tunnelstålkonstruktion tagspær, store kemiske rørledninger og lagertanke. Blokke, samt bruges som brostøtter og brosvirvler mv.
3.Anvendelser af polytetrafluorethylen (PTFE) i elektroniske og elektriske applikationer.
Det iboende lave tab og den lille dielektriske konstant af PTFE-materialer gør det muligt at lave det til emaljerede ledninger til brug i mikromotorer, termoelementer, kontrolenheder osv., PTFE elektrisk isoleringsfilm Det er et ideelt isoleringsmateriale til fremstilling af kondensatorer, radioisolerende foringer, isolerede kabler, 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 med lille permeabilitet kan bruges til at fremstille iltsensorer. 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 lave optiske fibre.
4.Anvendelse af polytetrafluorethylen (PTFE) i medicinsk medicin.
Det ekspanderede 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 på enhver måde. Dens mikroporøse struktur tillader brug i en række rehabiliteringsløsninger, herunder kunstige blodkar og plastre til bløddelsregenerering og kirurgiske suturer til vaskulære, hjerte-, generelle og ortopædiske operationer.
5.Anvendelse af anti-stick egenskaber af polytetrafluorethylen (PTFE).
PTFE-materiale har den mindste overfladespænding blandt faste materialer og klæber ikke til noget stof. Det har også egenskaberne ved høj- og lavtemperaturbestandighed og kemisk inerthed, hvilket gør det velegnet til applikationer såsom fremstilling. Non-stick pander er meget udbredt i anti-stick applikationer. Anti-klæbeprocessen omfatter 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 ved svejsning, vil nye syntesemetoder med teknologiens fremskridt snart løse smertepunkterne ved PTFE og anvende PTFE til en bredere vifte af områder.
