پلی تترا فلورو اتیلن (PTFE) یک پلیمر کربن و فلورین است. این ماده دارای آشناترین نام است: تفلون.
خواص PTFE شامل موارد زیر است:
خواص مکانیکی عالی (<1 ٪)
مقاومت در برابر عدم تحرک شیمیایی
مقاومت در برابر گرما
کمترین ضرایب اصطکاک
خواص غیر چوب (مقاومت در برابر دمای مداوم 500 درجه فارنهایت (260 درجه سانتیگراد))
مقاومت در برابر پوشیدن
نقطه ذوب بالا
خصوصیات عالی PTFE طیف گسترده ای از برنامه ها را به آن می دهد و بیشتر از همه به عنوان یک پوشش غیر چسبنده برای وسایل آشپزی استفاده می شود. مقاومت بهتر سایش PTFE اجازه می دهد تا با مواد مختلف از طریق پلیمریزاسیون امولسیون یا پردازش پلیمریزاسیون تعلیق ترکیب شود تا محصولات صنعتی مقاوم در برابر حرارتی بالا با خواص مکانیکی عالی مانند عایق سیم ، کمربندهای نوار نقاله درجه مواد غذایی ، پارچه های غیر استیک انعطاف پذیر و غیره تشکیل شود.
PTFE چیست؟
پلی تتو فلورو اتیلن در سال 1938 کشف شد. در ابتدا توسط شیمیدان آمریکایی روی جی پلوکتت (1910-1994) کشف شد که وی در تلاش بود تا یک مبرد ترکیب کربن و فلورین جدید بسازد. مردم در آن زمان به این محصول معمولی فکر نمی کردند. کاتالیزورهای عجیب و غریب بر همه جنبه های جهان تأثیر می گذارد.
در سال 1941 ، DuPont حق ثبت اختراع را برای این محصول بدست آورد و یک علامت تجاری را با نام 'تفلون' در سال 1944 ثبت کرد.
امروزه ، پلی تترا فلورو اتیلن در بسیاری از زمینه های تولید و زندگی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در صنعت پذیرایی ، از وسایل آشپزی روکش شده با PTFE استفاده می شود. در صنعت پوشاک ، لباس های ضد سرماخوردگی از مارک هایی مانند Helikon و Carinthia همه از PTFE به عنوان پوشش یا لایه بیرونی استفاده می کنند. ، به منظور دستیابی به توانایی مقاومت در برابر سرما شدید -30 درجه سانتیگراد. در حوزه نظامی ، مواد PTFE با از دست دادن کم ، خاصیت دی الکتریک عالی ، قوام خوب ، خواص شیمیایی پایدار و تقریباً هیچ جذب رطوبت در پانل های رادار فرکانس رادیویی بالا استفاده نمی شود. در حوزه پزشکی ، مواد PTFE نیز در قسمت های مصنوعی بدن مورد استفاده قرار می گیرند.
PTFE برای چه چیزی ایستاده است؟
PTFE مخفف Polytetrafluoroethylene ، اصطلاح شیمیایی برای پلیمر (C2F4) n است.
این ماده به طور کلی به هر فلوروپلیمر مصنوعی PTFE مصنوعی اشاره دارد. ویژگی های اصلی Polytetrafluoroethylene به شرح زیر است:
حداکثر دمای کار (درجه فارنهایت /درجه سانتیگراد): 500/260
استحکام کششی در استراحت (PSI): 4000
ثابت دی الکتریک (KV/MIL): 3.7
نسبت: 2.16
کشیدگی در استراحت: 350 ٪
سختی ساحل: 54
فلوئوروپلیمر مصنوعی PTFE پلی تترا فلوئورو اتیلن با ویژگی های فوق در حال حاضر دارای مارک های بی شماری است ، مارک های اصلی به شرح زیر است:
Teflon®: Chemours
Fluon®: AGC Ltd
Dyneon®: 3M
Polyflon: شرکت صنعتی Daikin ، Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
ساختار شیمیایی PTFE
پلی تتو فلورو اتیلن یک پلیمر خطی است که از اتم های کربن (C) و فلوئور (F) تشکیل شده است ، با فرمول شیمیایی (C2F4) N ، که در آن N تعداد واحدهای مونومر است.
ساختار PTFE را می توان به صورت زیر بیان کرد: -CF2-CF2-CF2-CF2-
زنجیره ای طولانی از مولکول های PTFE از اتم های کربن تشکیل شده است که هر یک از آنها به دو اتم فلورین مرتبط است.
اتم های فلوئور تقریباً سطح اتم های کربن زنجیره پلیمر مارپیچ را می پوشانند. اتم های کربن زنجیره اصلی زنجیره پلیمر را تشکیل می دهند. اتمهای فلوئور یک ساختار شبیه محافظ در اطراف اتم های کربن تشکیل می دهند ، که به خوبی از اتم های کربن داخلی محافظت می کند.
این ترتیب منحصر به فرد اتمها به PTFE خواص استثنایی خود می دهد. این ساختار مولکولی به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بی نظیر PTFE کمک می کند.
ماده تفلون چیست؟
تفلون یک فلوروپلیمر ترموپلاستیک است و مخفف تفلون PTFE (Polytetrafluoroethylene) است.
Teflon یک علامت تجاری از Chemours است ، با این حال ، PTFE همچنین می تواند از شرکت هایی غیر از Chemours خریداری شود.
تفلون به دلیل کمبود اصطکاک ، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت شیمیایی یک ماده محبوب است.
آیا تفلون ptfe است
البته ، تفلون یک ماده پلیمری است که از tetrafluoroethylene پلیمری شده است و نوعی از مواد پرفلوره است. نام شیمیایی آن Polytetrafluoroethylene (PTFE) است.
ساختار شیمیایی تفلون بسیار منحصر به فرد است. ساختار مولکولی این است که F (اتم های فلوئور) جایگزین تمام H (اتم های هیدروژن) در زنجیره C می شود. در عین حال ، از آنجا که شعاع اتم فلوئور بسیار بزرگتر از شعاع اتم کربن است ، دافع بین اتمها بسیار بزرگ است ، بنابراین می تواند اتم های هیدروژن را دوست داشته باشد ، می توان آنها را در یک هواپیما ترتیب داد ، بنابراین اتم های فلورین تقریباً مارپیچ می شوند تا اتم های کربن را بپیچند ، به طوری که جهان خارج فقط می تواند با ارتباط نسبی با فلورهای بیضه در تماس باشد.
با داشتن یک سد اتم فلوئور قوی ، ساختار پلیمر تفلون در مقایسه با سایر مواد نسبتاً پایدار است.
خواص تفلون
PTFE یک پلیمر پلیمری است که از مونومر tetrafluoroethylene است. این یک موم شفاف یا مات شبیه به PE است. چگالی آن 2.2 گرم در سانتی متر مکعب و میزان جذب آب آن کمتر از 0.01 ٪ است.
ساختار شیمیایی پلیمر PTFE شبیه به PE است ، به جز این که تمام اتم های هیدروژن موجود در پلی اتیلن توسط اتم های فلوئور جایگزین می شوند. با توجه به انرژی پیوند بالا و عملکرد پایدار پیوند CF ، از مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی بسیار خوبی برخوردار است و می تواند در برابر تمام اسیدهای قوی (از جمله Aqua Regia) به جز فلزات قلیایی مذاب ، محیط اکسید کننده و هیدروکسید سدیم بالاتر از 300 درجه سانتیگراد مقاومت کند. و همچنین اثرات اکسیدان های قوی ، کاهش عوامل و حلال های مختلف آلی.
اتم F در مولکول PTFE متقارن است و دو عنصر در پیوند CF به صورت کووالانسی پیوند می خورند. هیچ الکترون رایگان در مولکول وجود ندارد و کل مولکول را خنثی می کند. بنابراین ، دارای خواص دی الکتریک عالی است و عایق الکتریکی آن تحت تأثیر تأثیر محیط و فرکانس قرار نمی گیرد.
ویژگی های فیزیکی تفلون
مقاومت در برابر حجم آن بیشتر از 1017 است ، از بین رفتن دی الکتریک آن اندک است ، ولتاژ تجزیه آن زیاد است ، مقاومت قوس آن خوب است و می تواند در یک محیط الکتریکی 250 درجه سانتیگراد کار کند. از آنجا که هیچ پیوندی هیدروژن در ساختار مولکولی PTFE وجود ندارد ، ساختار متقارن است ، بنابراین تبلور آن درجه تبلور بسیار زیاد است (به طور کلی تبلور 55 ~ 75 ٪ ، گاهی اوقات به اندازه 94 ٪) ، که باعث می شود PTFE بسیار مقاوم در برابر گرما باشد. دمای ذوب آن 324 درجه سانتیگراد ، دمای تجزیه آن 415 درجه سانتیگراد و حداکثر دمای استفاده از آن 250 درجه سانتیگراد است. شکننده است درجه حرارت -190 درجه سانتیگراد و دمای اعوجاج گرما (تحت شرایط 0.46MPA) 120 درجه سانتیگراد است.
مواد تفلون دارای خواص مکانیکی خوبی است. استحکام کششی آن 28mpa 21 ~ 21 ، مقاومت خمشی 14 mpa 11 ~ 11mpa ، کشیدگی 250 ~ 300 ٪ است ، و ضرایب اصطکاک پویا و استاتیک آن در برابر فولاد هر دو 0.04 است که بهتر از نایلون ، پلی فالدئید و پلی اتیلن است. ضریب اصطکاک پلاستیک های خنک اندک است.
PTFE خالص دارای مقاومت کم ، مقاومت در برابر سایش ضعیف و مقاومت در برابر خزش ضعیف است. معمولاً لازم است برخی از ذرات معدنی به پلیمر PTFE مانند گرافیت ، گروه دی سولفید ، اکسید آلومینیوم ، فیبر شیشه ای ، فیبر کربن و غیره اضافه شود تا خصوصیات مکانیکی آن بهبود یابد. ، و همچنین می توان با همکاری با سایر پلیمرها مانند پلی فنیلاز (PHB) ، پلی فنیلن سولفید (PFS) ، پلی اتیلن گلیکول (PEEK) ، کوپلیمر پلی اتیلن/پروپیلن (PFEP) و غیره گسترش یافت و دامنه دمای آن را بهبود بخشید و مقاومت آن را در برابر تنوع بهبود می بخشد.
چگونه تفلون ساخته شده است
فرآیند تولید از کلروفرم به عنوان مواد اولیه استفاده می کند ، از اسید هیدروفلوئوریک بی آب برای فلوئورین کلروفرم استفاده می کند ، دمای واکنش بالاتر از 65 درجه سانتیگراد است ، از آنتیموان پنتاکلرید به عنوان یک کاتالیزور استفاده می کند و در نهایت از ترک خوردگی حرارتی برای تولید تترا فلورو اتیلن استفاده می کند.
Aokai با استفاده از پلیمریزاسیون تعلیق یا پلیمریزاسیون امولسیون تولید می شود.
تهیه مونومر تترا فلورو اتیلن
از نظر صنعتی ، از کلروفرم به عنوان مواد اولیه استفاده می شود ، اسید هیدروفلوئوریک بی آب برای فلوئورین کلروفرم استفاده می شود ، دمای واکنش بالاتر از 65 درجه سانتیگراد است ، پنتاکلرید آنتیموان به عنوان یک کاتالیزور استفاده می شود ، و در نهایت تترا فلوئورو اتیلن توسط ترک خوردگی حرارتی تولید می شود. Tetrafluoroethylene همچنین می تواند با واکنش روی روی با tetrafluorodichloroethane در دماهای بالا تولید شود.
تهیه پلی تترا فلورو اتیلن
در یک کتری پلیمریزاسیون استیل یا استیل ضدزنگ ، از آب به عنوان متوسط استفاده می شود ، از پرسولفات پتاسیم به عنوان آغازگر استفاده می شود ، نمک آمونیوم پرفلوئوروکاربکسیلیک اسید آمونیوم استفاده می شود ، به عنوان پراکندگی استفاده می شود ، از فلوئوروکربن به عنوان تثبیت کننده استفاده می شود و تترا فلوئوروئی اتیلن برای به دست آوردن پودر پودری شده است. Tetrafluoroethylene.
افزودنی های مختلفی را به کتری واکنش اضافه کنید ، و مونومر تترا فلورو اتیلن وارد کتری پلیمریزاسیون در فاز گاز می شود. دما را در کتری تا 25 درجه سانتیگراد تنظیم کنید ، سپس مقدار مشخصی از فعال کننده (متابیزولفیت سدیم) را اضافه کنید تا از طریق سیستم ردوکس پلیمریزاسیون را آغاز کنید. در طی فرآیند پلیمریزاسیون ، مونومرها به طور مداوم اضافه می شوند و فشار پلیمریزاسیون در 0.78mpa 0.49 ~ 0.49 حفظ می شود. پراکندگی به دست آمده پس از پلیمریزاسیون به غلظت خاصی با آب رقیق می شود و دما تا 20 ~ 20 درجه سانتیگراد تنظیم می شود. پس از تجمع با هم زدن مکانیکی ، آن را با آب شسته و خشک می شود ، یعنی این محصول به عنوان رزین دانه ای ریز بدست می آید.
آیا تفلون ایمن است؟
پوشش تفلون به خودی خود بی خطر است: مواد تفلون خود غیر سمی است ، تجزیه نمی شود و خطرات سلامتی ایجاد نمی کند. این احتمالاً به این دلیل است که ساختار مولکولی آن اساساً در مواد شیمیایی واقعی نامحلول است ، چه رسد به هضم و جذب بدن انسان.
خواص منحصر به فرد PTFE باعث می شود که آن را در عملیات صنعتی و دریایی مانند صنایع شیمیایی ، نفت ، نساجی ، غذا ، پاپرم سازی ، دارو ، الکترونیک و ماشین آلات مورد استفاده قرار دهد.
کاربرد پلی تترا فلورو اتیلن (PTFE) در خواص ضد خوردگی:
با توجه به نقص در مقاومت در برابر خوردگی لاستیک ، شیشه ، آلیاژهای فلزی و سایر مواد ، تحقق محیط سخت که در آن با همزیستی دما ، فشار و شیمیایی وجود دارد ، دشوار است و تلفات ناشی از آن کاملاً نگران کننده است. در حالی که مواد PTFE از مقاومت در برابر خوردگی عالی برخوردار است ، پلی تترا فلورو اتیلن از مواد اصلی مقاوم در برابر خوردگی در نفت ، شیمیایی ، نساجی و سایر صنایع استفاده می کند.
برنامه های خاص عبارتند از: لوله های زایمان ، لوله های اگزوز ، لوله های بخار برای حمل و نقل گازهای خورنده ، لوله های روغن با فشار بالا برای آسیاب های نورد ، لوله های فشار زیاد ، متوسط و کم برای سیستم های هیدرولیک هواپیما و سیستم های مطبوعاتی سرد ، برج های تقطیر ، مبدلهای حرارتی ، کتری ، برج و تانک. عملکرد مهر و موم های تجهیزات شیمیایی مانند روکش و دریچه تأثیر زیادی بر کارآیی و عملکرد کل دستگاه و تجهیزات دارد. مواد PTFE ویژگی های مقاومت در برابر خوردگی ، مقاومت در برابر پیری ، ضریب اصطکاک کم و عدم لکه دار بودن ، دامنه دمای گسترده و کشش خوب را دارد و این امر را برای تولید مهر و موم با نیازهای مقاومت در برابر خوردگی بالا و دمای کار بالاتر از 100 درجه مناسب می کند. مانند مهر و موم برای فلنج های شیار ماشین ها ، مبدل های حرارتی ، کشتی های فشار قوی ، کشتی های با قطر بزرگ ، دریچه ها و پمپ ها ، مهر و موم های گلدان های واکنش شیشه ای ، فلنج های مسطح ، فلنج های با قطر بزرگ ، شفت ها ، میله های پیستون ، میله های دریچه ، پمپ های کرم کرم ، مهر و موم های میله کراوات و غیره.
2. عملکرد اصطکاک پایین پلی تترا فلورو اتیلن (PTFE) در برنامه های بار استفاده می شود.
قطعات اصطکاک برخی از تجهیزات برای روغن کاری مناسب نیست ، مانند در شرایطی که گریس روغن کاری توسط حلالها حل می شود و ناکارآمد می شود ، یا در پاپرمینگ ، داروسازی ، مواد غذایی ، منسوجات و غیره. محصولات موجود در حوزه صنعتی نیاز به جلوگیری از روغنکاری آلودگی روغن دارند ، که باعث می شود قطعات پر شده از مواد ایده آل برای بارگذاری مواد اولیه برای بار روغن (بار) از بارهای روغن کاری (بار) بار روغن را بدون استفاده از روغن (بار) بار روغن کاری (بار) از بارهای روغن کاری (بار) از روغن (بار) بار روغن را بدون استفاده از روغن روغن کاری می کند. این امر به این دلیل است که ضریب اصطکاک این ماده کمترین میزان در بین مواد جامد شناخته شده است. کاربردهای خاص آن شامل بلبرینگ برای تجهیزات شیمیایی ، ماشین آلات papermaking و ماشین آلات کشاورزی ، به عنوان حلقه های پیستون ، ریل های راهنمای ابزار و حلقه های راهنما است. آنها به طور گسترده ای در پروژه های ساختمانی مدنی به عنوان اسلایدهای پشتیبانی برای پل ها ، خرپا های سقف ساختار فولادی تونل ، خطوط لوله شیمیایی بزرگ و مخازن ذخیره سازی مورد استفاده قرار می گیرند. بلوک ها ، و همچنین به عنوان تکیه گاه های پل و چرخش های پل و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.
3. برنامه های Polytetrafluoroethylene (PTFE) در کاربردهای الکترونیکی و الکتریکی.
کمبود ذاتی و ثابت دی الکتریک کوچک مواد PTFE باعث می شود که آن را برای استفاده در میکرو موتورها ، ترموکوپل ها ، دستگاه های کنترل و غیره در سیم های مینای دندان ساخته شود. این یک فیلم عایق الکتریکی PTFE است که یک ماده عایق ایده آل برای تولید خازن های تولید ، عایق های رادیویی ، کادر عایق بندی شده ، موتورها ، موتورها و ترانسفورماتور است. همچنین یکی از مواد ضروری برای اجزای الکترونیکی صنعتی مانند هوافضا و هوافضا است. استفاده از فیلم های پلاستیکی فلوئور دارای نفوذپذیری بالایی در برابر اکسیژن و نفوذپذیری زیاد در بخار آب است. این نفوذپذیری انتخابی از نفوذپذیری کوچک می تواند برای تولید سنسورهای اکسیژن استفاده شود. از ویژگی های فلوروپلاستیک که باعث انحراف بار قطبی در دمای بالا و فشار زیاد می شوند می توان برای تولید میکروفن ، بلندگوها ، قطعات روی روبات ها و غیره استفاده کرد و از شکست کم آنها استفاده می شود. ویژگی های راندمان بالا می تواند الیاف نوری را ایجاد کند.
4. برنامه Polytetrafluoroethylene (PTFE) در پزشکی پزشکی.
مواد PTFE گسترش یافته کاملاً بی اثر است و سازگاری بیولوژیکی بسیار قوی دارد. این امر باعث طرد بدن نمی شود و هیچ عارضه جانبی فیزیولوژیکی بر روی بدن انسان ندارد. با هر روش می توان آن را عقیم سازی کرد. ساختار ریز و درشت آن امکان استفاده در انواع راه حل های توانبخشی ، از جمله رگ های خونی مصنوعی و تکه های بازسازی بافت نرم و بخیه های جراحی را برای جراحی های عروقی ، قلبی ، عمومی و ارتوپدی فراهم می کند.
5. برنامه ریزی خواص ضد چسبنده پلی تترا فلورو اتیلن (PTFE).
مواد PTFE کمترین تنش سطح را در بین مواد جامد دارد و به هیچ ماده ای پایبند نیست. همچنین از ویژگی های مقاومت در برابر دمای بالا و پایین و عدم تحرک شیمیایی برخوردار است و آن را برای کاربردهایی مانند تولید مناسب می کند. قابلمه های غیر چسبنده به طور گسترده در برنامه های ضد چسب استفاده می شود. فرآیند ضد چسبنده عمدتا شامل دو نوع است: نصب ورق PTFE روی بستر و قرار دادن پوشش PTFE یا لاک با شیشه روی بستر از طریق انقباض گرما ترکیب شده است.
اگرچه مواد PTFE هنوز مشکل در جوشکاری مشکل دارند ، با پیشرفت فناوری ، روش های جدید سنتز به زودی نقاط درد PTFE را حل می کنند و PTFE را در طیف گسترده تری از زمینه ها اعمال می کنند.
