Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein Kohlenstoff- und Fluorpolymer. Dieses Material hat den bekanntesten Namen: Teflon.
Zu den Eigenschaften von PTFE gehören:
Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften (<1%)
Korrosionsbeständigkeit chemischer Trägheit
Wärmewiderstand
Niedrigste Reibungskoeffizienten
Nicht -Stick -Eigenschaften (kontinuierliche hohe Temperaturen von 260 ° C standhalten))
Resistenz tragen
Hoher Schmelzenpunkt
Die hervorragenden Eigenschaften von PTFE verleihen ihm eine breite Palette von Anwendungen und werden am häufigsten als Nicht-Stick-Beschichtung für Kochgeschirr verwendet. Die bessere Verschleißfestigkeit von PTFE ermöglicht es, durch Emulsionspolymerisation oder Suspensionspolymerisationsverarbeitung mit verschiedenen Materialien kombiniert zu werden, um hohe thermisch-resistente industrielle Produkte mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften wie Drahtisolierung, Förderbändern mit Lebensmitteln, flexiblen, felsigen Fabrics usw. usw. zu bilden.
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Polytetrafluorethylen wurde 1938 entdeckt. Menschen hätten zu dieser Zeit nicht an dieses gewöhnliche Produkt gedacht. Seltsame Katalysatoren beeinflussen jeden Aspekt der Welt.
1941 erhielt DuPont ein Patent für dieses Produkt und registrierte 1944 eine Marke unter dem Namen 'Teflon'.
Heutzutage wurde Polytetrafluorethylen in vielen Bereichen Produktion und Lebens weit verbreitet. In der Catering -Branche wird mit PTFE beschichtete Kochgeschirr weit verbreitet. In der Kleidungsbranche verwenden die kaltdichten Kleidung von Marken wie Helikon und Carinthia PTFE als Beschichtung oder Außenschicht. um die Fähigkeit zu erreichen, der schweren Kälte von -30 ° C standzuhalten; Im Militärfeld werden PTFE -Materialien mit geringem Verlust, ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften, gute Konsistenz, stabile chemische Eigenschaften und fast keine Feuchtigkeitsabsorption in hohen Radarplatten mit hoher Funkfrequenz häufig verwendet. Im medizinischen Bereich werden PTFE -Materialien auch in künstlichen Körperteilen häufig verwendet.
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PTFE steht für Polytetrafluorethylen, den chemischen Term für das Polymer (C2F4) n.
Dieses Material bezieht sich im Allgemeinen auf ein Marken -PTFE -synthetischer Fluoropolymer. Die Haupteigenschaften von Polytetrafluorethylen sind wie folgt:
Maximale Betriebstemperatur (° F /° C): 500/260
Zugfestigkeit bei Break (PSI): 4.000
Dielektrizitätskonstante (KV/mil): 3,7
Anteil: 2.16
Dehnung bei Pause: 350%
Ufer D Härte: 54
Das weit verbreitete PTFE Polytetrafluorethylen -Synthetikfluoropolymer mit den oben genannten Eigenschaften hat bereits unzählige Marken. Die Hauptmarken sind wie folgt:
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Polytetrafluorethylen ist ein lineares Polymer aus Kohlenstoff (C) und Fluor (F) Atomen mit der chemischen Formel (C2F4) n, wobei n die Anzahl der Monomereinheiten ist.
Die Struktur von PTFE kann ausgedrückt werden als: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Die lange Kette von PTFE -Molekülen besteht aus Kohlenstoffatomen, von denen jede mit zwei Fluoratomen verbunden ist.
Fluoratome bedecken fast die Oberfläche der Kohlenstoffatome der Spiralpolymerkette. Die Kohlenstoffatome bilden die Hauptkette der Polymerkette. Die Fluoratome bilden eine schildartige Struktur um die Kohlenstoffatome, die die inneren Kohlenstoffatome gut schützt.
Diese einzigartige Anordnung von Atomen gibt PTFE seine außergewöhnlichen Eigenschaften. Diese molekulare Struktur trägt zu den beispiellosen physikalischen und chemischen Eigenschaften von PTFE bei.
Was ist das Teflon -Material?
Teflon ist ein thermoplastisches Fluoropolymer, und das Teflon -Akronym ist PTFE (Polytetrafluorethylen).
Teflon ist eine Marke von Chemours, PTFE kann jedoch auch von anderen Unternehmen als Chemours gekauft werden.
Teflon ist ein beliebtes Material aufgrund seiner geringen Reibung, seines hohen Temperaturbeständigkeit und seiner chemischen Resistenz.
Natürlich ist Teflon ein aus Tetrafluorethylen polymerisiertes Polymermaterial und eine Art von Perfluorinatmaterial. Sein chemischer Name ist Polytetrafluorethylen (PTFE).
Die chemische Struktur der Teflon ist sehr einzigartig. Die molekulare Struktur ist, dass F (Fluoratome) alle H (Wasserstoffatome) an der C -Kette ersetzt. Gleichzeitig, da der Radius des Fluoratoms viel größer als der Radius des Kohlenstoffatoms ist, ist die Abstoßung zwischen Atomen sehr groß, so dass es nicht wie Wasserstoffatome in einer Ebene angeordnet werden kann, sodass die Fluoratome fast spiralisch bis zum Kohlenstoffatome einwickeln können, sodass die Außenwelt nur mit den relativen Fluoratomen in Kontakt kommen kann.
Mit einer starken Fluor -Atom -Barriere ist die Teflonpolymerstruktur im Vergleich zu anderen Materialien relativ stabil.
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PTFE ist ein aus Tetrafluorethylenmonomer polymerisiertes Polymer. Es ist ein transparentes oder undurchsichtiges Wachs ähnlich wie PE. Seine Dichte beträgt 2,2 g/cm3 und seine Wasserabsorptionsrate beträgt weniger als 0,01%.
Die chemische Struktur des PTFE -Polymers ähnelt der von PE, außer dass alle Wasserstoffatome in Polyethylen durch Fluoratome ersetzt werden. Aufgrund der hohen Bindungsenergie und der stabilen Leistung der CF -Bindung weist sie eine ausgezeichnete chemische Korrosionsresistenz auf und kann allen starken Säuren (einschließlich Aqua -Regien) mit Ausnahme geschmolzener Alkali -Metalle, Oxidationsmedien und Natriumhydroxid über 300 ° C standhalten. Sowie die Auswirkungen starker Oxidationsmittel, reduzierende Wirkstoffe und verschiedene organische Lösungsmittel.
Das F -Atom im PTFE -Molekül ist symmetrisch und die beiden Elemente in der CF -Bindung sind kovalent gebunden. Es gibt keine freien Elektronen im Molekül, was das gesamte Molekül neutral macht. Daher hat es ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften, und seine elektrische Isolierung wird nicht vom Einfluss von Umwelt und Häufigkeit beeinflusst.
Teflon physikalische Eigenschaften
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Sein Volumenwiderstand ist größer als 1017, sein dielektrischer Verlust ist gering, seine Durchbruchsspannung ist hoch, sein Bogenwiderstand ist gut und kann in einer elektrischen Umgebung von 250 ° C funktionieren. Da es keine Wasserstoffbrückenbindungen in der PTFE-Molekülstruktur gibt, ist die Struktur symmetrisch, so dass die Kristallisation der Kristallisationsgrad sehr hoch ist (im Allgemeinen beträgt die Kristallinität 55%~ 75%, manchmal bis zu 94%), was PTFE extrem hitzebeständig macht. Die Schmelztemperatur beträgt 324 ° C, seine Zersetzungstemperatur 415 ° C und die maximale Verwendungstemperatur 250 ° C. Es ist spröde, die Temperatur beträgt -190 ° C und die Wärmeverzögerungstemperatur (unter 0,46 mPa -Bedingungen) 120 ° C.
Teflonmaterial hat gute mechanische Eigenschaften. Die Zugfestigkeit beträgt 21 ~ 28 mPa, die Biegefestigkeit beträgt 11 ~ 14 MPa, die Dehnung von 250%~ 300%und seine dynamischen und statischen Reibungskoeffizienten gegen Stahl sind beide 0,04, was besser als Nylon, Polyformdehyd und Polyethylen ist. Der Reibungskoeffizient kühler Kunststoffe ist gering.
Reines PTFE hat eine geringe Festigkeit, eine schlechte Verschleißfestigkeit und eine schlechte Kriechfestigkeit. In der Regel müssen einige anorganische Partikel zum PTFE -Polymer wie Graphit, Disulfidgruppe, Aluminiumoxid, Glasfaser, Kohlefaser usw. hinzugefügt werden, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern. und kann auch durch Zusammenarbeit mit anderen Polymeren wie Polyphenylase (PHB), Polyphenylensulfid (PFS), Polyethylenglykol (Peek), Polyethylen/Propylen -Copolymer (PFEP) usw. seines Dämpfungstemperaturbereichs, Verbesserung seiner Resistenz zu Variablen erweitert werden.
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Das Herstellungsprozess verwendet Chloroform als Rohstoff, verwendet wasserfreie Hydrofluorsäure zum Fluorinatchloroform, die Reaktionstemperatur liegt über 65 ° C, verwendet Antimon -Pentachlorid als Katalysator und verwendet schließlich thermische Risse, um Tetrafluorethylen zu produzieren.
Aokai wird unter Verwendung von Suspensionspolymerisation oder Emulsionspolymerisation hergestellt.
Vorbereitung des Monomers Tetrafluorethylen
Industriell wird Chloroform als Rohstoff verwendet, wasserhydrofluorsäure wird zum Fluorinatchloroform verwendet. Die Reaktionstemperatur liegt über 65 ° C. Antimonpentachlorid wird als Katalysator verwendet und schließlich wird Tetrafluorethylen durch thermische Risse erzeugt. Tetrafluorethylen kann auch durch Reagieren von Zink mit Tetrafluorodichlorethan bei hohen Temperaturen erzeugt werden.
Herstellung von Polytetrafluorethylen
In einem Schmelz- oder Edelstahlpolymerisationskessel wird Wasser als Medium verwendet. Kaliumpersulfat wird als Initiator verwendet. Der Perfluorokarbonsäure -Ammoniumsalz wird als Dispergiermittel verwendet, Fluorkohlenstoff wird als Stabilisator verwendet, um feine Polyethylen zu erhalten, um feine Polyethylen zu erhalten. Tetrafluorethylen.
Fügen Sie den Reaktionskessel verschiedene Additive hinzu, und das Tetrafluorethylen -Monomer tritt in der Gasphase in den Polymerisationskessel ein. Stellen Sie die Temperatur im Kessel auf 25 ° C ein und fügen Sie dann eine bestimmte Menge Aktivator (Natriummetabisulfit) hinzu, um die Polymerisation über ein Redoxsystem zu initiieren. Während des Polymerisationsprozesses werden Monomere kontinuierlich zugegeben und der Polymerisationsdruck wird bei 0,49 ~ 0,78 mPa gehalten. Die nach der Polymerisation erhaltene Dispersion wird auf eine bestimmte Konzentration mit Wasser verdünnt und die Temperatur wird auf 15 ~ 20 ° C eingestellt. Nach der Aggregation mit mechanischem Rühren wird es mit Wasser gewaschen und getrocknet, dh dieses Produkt wird als feines körniges Harz erhalten.
Die Teflonbeschichtung selbst ist sicher: Teflonmaterial selbst ist ungiftig, zersetzt sich nicht und verursacht keine Gesundheitsgefahren. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass seine molekulare Struktur in realen Chemikalien im Grunde unlöslich ist, geschweige denn vom menschlichen Körper verdaut und absorbiert.
Erfahren Sie mehr über Teflonsicherheit
Was wird PTFE für？ verwendet
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Die einzigartigen Eigenschaften von PTFE machen es in Industrie- und Meeresbetrieb wie chemischer Industrie, Erdöl, Textil, Lebensmittel, Papierherstellung, Medizin, Elektronik und Maschinen häufig eingesetzt.
Anwendung von Polytetrafluorethylen (PTFE) in Antikorrosionseigenschaften:
Aufgrund der Defekte der Korrosionsbeständigkeit von Gummi, Glas, Metalllegierungen und anderen Materialien ist es schwierig, die harte Umgebung zu decken, in der Temperatur, Druck und chemische Medien koexistieren, und die daraus resultierenden Verluste ziemlich alarmierend sind. Während PTFE-Material eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweist, verwendet Polytetrafluorethylen die wichtigsten korrosionsbeständigen Materialien in Erdöl-, Chemikalie-, Textil- und anderen Branchen.
Zu den spezifischen Anwendungen gehören: Lieferrohre, Abgasrohre, Dampfrohre zum Transport von korrosiven Gasen, Hochdruckölrohren für Rollmühlen, hohe, mittlere und niedrige Druckrohre für Flugzeughydrauliksysteme und Kaltpresse, Destillationstürme, Wärmetauscher, Kessel, Türme und Tanks. Die Leistung chemischer Gerätedichtungen wie Auskleidungen und Ventile hat einen großen Einfluss auf die Effizienz und Leistung der gesamten Maschine und Ausrüstung. PTFE-Material hat die Eigenschaften des Korrosionsbeständigkeit, des Alterungswiderstands, des geringen Reibungskoeffizienten und der Nicht-Stickeligkeit, des breiten Temperaturbereichs und der guten Elastizität. Wie Dichtungen für gerillte Flansche von Maschinen, Wärmetauschern, Hochdruckgefäßen, Gefäßen mit großer Durchmesser, Ventile und Pumpen, Dichtungen für Glasreaktionstöpfe, flache Flansche, Flansche mit großer Durchmesser, Wellen, Kolbenstangen, Ventilstangen, Wurmgetriebe, Spurstabstangen usw. usw.
2. Die niedrige Reibungsleistung von Polytetrafluorethylen (PTFE) wird in Lastanwendungen verwendet.
Die Reibungsteile einiger Geräte eignen sich nicht zur Schmierung, z. B. in Situationen, in denen das Schmierenfett durch Lösungsmittel gelöst und in unwirksamer Papierherstellung, Pharmazeutika, Lebensmittel, Textilien usw. Produkte im Industriefeld für die Industriegebiet vermeiden müssen, die gefüllte PTFE-Materialien für die ölfreie Lubrikmaterial (direkte Belastung) (direkte Belastung). Dies liegt daran, dass der Reibungskoeffizient dieses Materials unter bekannten festen Materialien am niedrigsten ist. Zu den spezifischen Verwendungen gehören die Lager für chemische Geräte, Papierherstellungsmaschinen und landwirtschaftliche Maschinen, als Kolbenringe, Werkzeuganleitung und Führungsringe. Sie werden in zivilen Bauprojekten häufig als Stützfolien für Brücken, Dachbinder der Tunnelstahlstahl, große chemische Pipelines und Lagertanks verwendet. Blöcke sowie als Brückenstützen und Brücken wirksam, usw.
3. Anwendungen von Polytetrafluorethylen (PTFE) in elektronischen und elektrischen Anwendungen.
Die inhärente niedrige Verlust und die kleine dielektrische Konstante der PTFE -Materialien ermöglichen es, in emaillierten Drähten für Mikromotoren, Thermoelemente, Kontrollgeräte usw., PTFE -Elektroisolationsfilm zu verwenden. Es ist ein ideales Isoliermaterial für die Herstellungskondensatoren, Funk -Isolierkabeln, isolierte Kabel, Motoren und Transformer. Es ist auch eines der unverzichtbaren Materialien für industrielle elektronische Komponenten wie Luft- und Raumfahrt und Luft- und Raumfahrt. Die Verwendung von Fluor -Plastikfilmen hat eine hohe Durchlässigkeit des Sauerstoffs und eine hohe Durchlässigkeit des Wasserdampfs. Diese selektive Permeabilität der kleinen Permeabilität kann zur Herstellung von Sauerstoffsensoren verwendet werden. Die Eigenschaften von Fluoroplastik, die eine polare Ladungsabweichung unter hoher Temperatur und hohem Druck verursachen, können zur Herstellung von Mikrofonen, Lautsprechern, Teilen für Roboter usw. verwendet werden, und deren geringe Brechung kann verwendet werden. Die Eigenschaften hoher Effizienz können optische Fasern herstellen.
4. Anwendung von Polytetrafluorethylen (PTFE) in medizinischer Medizin.
Das erweiterte PTFE -Material ist rein inert und hat eine sehr starke biologische Anpassungsfähigkeit. Es wird keine Ablehnung durch den Körper verursachen und hat keine physiologischen Nebenwirkungen auf den menschlichen Körper. Es kann mit jeder Methode sterilisiert werden. Die mikroporöse Struktur ermöglicht die Verwendung in einer Vielzahl von Rehabilitationslösungen, einschließlich künstlicher Blutgefäße und Flecken für die Regeneration von Weichteilen und chirurgische Nähte für Gefäß-, Herz-, Allgemeine und orthopädische Operationen.
5. Anwendung der Anti-Stick-Eigenschaften von Polytetrafluorethylen (PTFE).
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PTFE -Material hat die kleinste Oberflächenspannung zwischen festen Materialien und hält sich an keiner Substanz an. Es hat auch die Eigenschaften einer hohen und niedrigen Temperaturresistenz und chemischen Trägheit, was es für Anwendungen wie die Herstellung geeignet ist. Nicht-Stick-Pfannen werden in Anti-Stick-Anwendungen häufig eingesetzt. Der anti-adhäsive Prozess enthält hauptsächlich zwei Arten: Installieren des PTFE-Blatts auf dem Substrat und platzieren Sie die PTFE -Beschichtung oder Lack mit Glas am Substrat durch Wärmeschrumpfung.
Erfahren Sie mehr über PTFE -Beschichtungen
Obwohl PTFE -Materialien mit der Weiterentwicklung der Technologie immer noch das Problem der hohen Schwierigkeit beim Schweißen haben, werden neue Synthesemethoden bald die Schmerzpunkte von PTFE lösen und PTFE auf eine breitere Reihe von Feldern anwenden.
