Ang polytetrafluoroethylene (PTFE) ay isang carbon at fluorine polymer. Ang materyal na ito ay may pinakapamilyar na pangalan: Teflon.
Ang mga katangian ng PTFE ay kinabibilangan ng:
Napakahusay na mekanikal na katangian (<1%)
paglaban sa kaagnasan ng kawalang-kinang kemikal
Panlaban sa init
Pinakamababang coefficients ng friction
Nonstick na mga katangian (nakatiis ng tuluy-tuloy na mataas na temperatura na 500°f (260°c))
Magsuot ng pagtutol
Mataas na punto ng pagkatunaw
Ang mahusay na mga katangian ng PTFE ay nagbibigay dito ng malawak na hanay ng mga aplikasyon, at ito ay pinakakaraniwang ginagamit bilang isang non-stick coating para sa cookware. Ang mas mahusay na wear resistance ng PTFE ay nagpapahintulot na ito ay pagsamahin sa iba't ibang materyales sa pamamagitan ng emulsion polymerization o suspension polymerization processing upang bumuo ng mataas na thermal-resistant na mga produktong pang-industriya na may mahusay na mekanikal na katangian, tulad ng wire insulation, food-grade conveyor belt, flexible non-stick na tela, atbp.
![2]()
Natuklasan ang polytetrafluoroethylene noong 1938. Ito ay orihinal na natuklasan ng Amerikanong chemist na si Roy J. Plunkett (1910–1994) noong sinusubukan niyang gumawa ng bagong carbon at fluorine compound na nagpapalamig. Hindi maiisip ng mga tao noon ang ordinaryong produktong ito. Ang mga kakaibang katalista ay makakaapekto sa bawat aspeto ng mundo.
Noong 1941, nakakuha ang DuPont ng patent para sa produktong ito at nagrehistro ng trademark sa ilalim ng pangalang 'Teflon' noong 1944.
Sa ngayon, ang polytetrafluoroethylene ay malawakang ginagamit sa maraming larangan ng produksyon at buhay. Sa industriya ng catering, malawakang ginagamit ang PTFE coated cookware; sa industriya ng pananamit, ang nangungunang malamig na damit mula sa mga tatak tulad ng HELIKON at Carinthia ay lahat ay gumagamit ng PTFE bilang patong o panlabas na layer. , upang makamit ang kakayahang makatiis sa matinding lamig ng -30°C; sa larangan ng militar, ang mga materyales ng PTFE na may mababang pagkawala, mahusay na mga katangian ng dielectric, mahusay na pagkakapare-pareho, matatag na katangian ng kemikal, at halos walang pagsipsip ng kahalumigmigan ay malawakang ginagamit sa mga panel ng radar na may mataas na dalas ng radyo. Sa larangang medikal, ang mga materyales ng PTFE ay malawakang ginagamit sa mga artipisyal na bahagi ng katawan.
Ano ang Paninindigan ng PTFE?
![3]()
Ang PTFE ay kumakatawan sa polytetrafluoroethylene, ang kemikal na termino para sa polymer (C2F4)n.
Ang materyal na ito ay karaniwang tumutukoy sa anumang branded na ptfe synthetic fluoropolymer. Ang mga pangunahing katangian ng polytetrafluoroethylene ay ang mga sumusunod:
Pinakamataas na temperatura ng pagpapatakbo (°F /°C): 500/260
Tensile Strength at Break (PSI): 4,000
Dielectric constant (kV/mil): 3.7
Proporsyon: 2.16
Pagpahaba sa break: 350%
Shore D Katigasan: 54
Ang malawakang ginagamit na ptfe polytetrafluoroethylene synthetic fluoropolymer na may mga katangian sa itaas ay mayroon nang hindi mabilang na mga tatak, ang mga pangunahing tatak ay ang mga sumusunod:
![4]()
Ang polytetrafluoroethylene ay isang linear polymer na binubuo ng carbon (C) at fluorine (F) atoms, na may chemical formula (C2F4)n, kung saan ang n ay ang bilang ng mga monomer unit.
Ang istraktura ng PTFE ay maaaring ipahayag bilang: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Ang mahabang kadena ng mga molecule ng PTFE ay binubuo ng mga carbon atom, na ang bawat isa ay naka-link sa dalawang fluorine atoms.
Ang mga fluorine atom ay halos sumasakop sa ibabaw ng mga carbon atom ng spiral polymer chain. Ang mga carbon atom ay bumubuo sa pangunahing kadena ng polymer chain. Ang mga fluorine atom ay bumubuo ng isang kalasag na istraktura sa paligid ng mga atomo ng carbon, na mahusay na pinoprotektahan ang panloob na mga atomo ng carbon.
Ang natatanging pag-aayos ng mga atom ay nagbibigay sa PTFE ng mga natatanging katangian nito. Ang molecular structure na ito ay nag-aambag sa walang kapantay na pisikal at kemikal na katangian ng PTFE.
Ang Teflon ay isang thermoplastic fluoropolymer, at ang Teflon acronym ay PTFE (polytetrafluoroethylene).
Ang Teflon ay isang trademark ng Chemours, gayunpaman, ang PTFE ay maaari ding bilhin mula sa mga kumpanya maliban sa Chemours.
Ang Teflon ay isang tanyag na materyal dahil sa mababang friction, mataas na temperatura, at chemical resistance.
Siyempre, ang Teflon ay isang polymer material na polymerized mula sa tetrafluoroethylene at isang uri ng perfluorinated na materyal. Ang kemikal na pangalan nito ay polytetrafluoroethylene (PTFE).
Ang istraktura ng kemikal ng Teflon ay napaka kakaiba. Ang molecular structure ay ang F (fluorine atoms) ay pumapalit sa lahat ng H (hydrogen atoms) sa C chain. Kasabay nito, dahil ang radius ng fluorine atom ay mas malaki kaysa sa radius ng carbon atom, ang repulsion sa pagitan ng mga atomo ay napakalaki, kaya hindi ito Tulad ng mga atomo ng hydrogen, maaari silang ayusin sa isang eroplano, kaya ang mga fluorine atoms ay halos umiikot upang balutin ang mga carbon atom, upang ang labas ng mundo ay maaari lamang makipag-ugnay sa medyo hindi gumagalaw na fluorine atoms.
Sa isang malakas na fluorine atom barrier, ang istraktura ng Teflon polymer ay medyo matatag kumpara sa iba pang mga materyales.
![11]()
Ang PTFE ay isang polymer polymerized mula sa tetrafluoroethylene monomer. Ito ay isang transparent o opaque na wax na katulad ng PE. Ang density nito ay 2.2g/cm3 at ang rate ng pagsipsip ng tubig nito ay mas mababa sa 0.01%.
Ang kemikal na istraktura ng PTFE polymer ay katulad ng PE, maliban na ang lahat ng hydrogen atoms sa polyethylene ay pinalitan ng fluorine atoms. Dahil sa mataas na enerhiya ng bond at stable na performance ng CF bond, mayroon itong mahusay na chemical corrosion resistance at kayang tiisin ang lahat ng malalakas na acids (kabilang ang aqua regia) maliban sa molten alkali metals, oxidizing media, at sodium hydroxide sa itaas ng 300°C. Pati na rin ang mga epekto ng malakas na oxidants, pagbabawas ng mga ahente at iba't ibang mga organic solvents.
Ang F atom sa PTFE molecule ay simetriko, at ang dalawang elemento sa CF bond ay covalently bonded. Walang mga libreng electron sa molekula, na ginagawang neutral ang buong molekula. Samakatuwid, mayroon itong mahusay na mga katangian ng dielectric, at ang pagkakabukod ng kuryente nito ay hindi apektado ng Ang impluwensya ng kapaligiran at dalas.
Mga Pisikal na Katangian ng Teflon
![512d5f3d-ff78-42ae-94a2-cbe31e9b4dda]()
Ang resistivity ng volume nito ay mas malaki kaysa sa 1017, ang dielectric loss nito ay maliit, ang breakdown voltage nito ay mataas, ang arc resistance nito ay mahusay, at maaari itong gumana sa isang electrical environment na 250°C. Dahil walang mga hydrogen bond sa istruktura ng molekular ng PTFE, simetriko ang istraktura, kaya ang pagkikristal nito Ang antas ng pagkikristal ay napakataas (sa pangkalahatan ang crystallinity ay 55%~75%, minsan kasing taas ng 94%), na ginagawang labis na lumalaban sa init ang PTFE. Ang temperatura ng pagkatunaw nito ay 324C, ang temperatura ng pagkabulok nito ay 415°C, at ang pinakamataas na temperatura ng paggamit nito ay 250°C. Ito ay malutong Ang temperatura ay -190°C, at ang temperatura ng pagbaluktot ng init (sa ilalim ng 0.46MPa na mga kondisyon) ay 120C.
Ang materyal ng Teflon ay may mahusay na mga katangian ng mekanikal. Ang tensile strength nito ay 21~28MPa, ang baluktot na lakas ay 11~14MPa, ang elongation ay 250%~300%, at ang dynamic at static friction coefficient nito laban sa bakal ay parehong 0.04, na mas mahusay kaysa sa nylon, polyformaldehyde, at polyethylene. Ang koepisyent ng friction ng mga cool na plastik ay maliit.
Ang purong PTFE ay may mababang lakas, mahinang wear resistance at mahinang creep resistance. Karaniwang kinakailangan na magdagdag ng ilang inorganic na particle sa PTFE polymer, tulad ng graphite, disulfide group, aluminum oxide, glass fiber, carbon fiber, atbp. upang mapabuti ang mga mekanikal na katangian nito. , at maaari ding palawakin sa pamamagitan ng pakikipagtulungan sa iba pang polymer gaya ng polyphenylase (PHB), polyphenylene sulfide (PFS), polyethylene glycol (PEEK), polyethylene/propylene copolymer (PFEP), atbp. ang hanay ng temperatura ng damping nito, na nagpapahusay sa resistensya nito sa variability.
![c4a261ee-9d7a-40cb-a84e-357d7ac5cda2]()
Ang proseso ng pagmamanupaktura ay gumagamit ng chloroform bilang hilaw na materyal, gumagamit ng anhydrous hydrofluoric acid upang mag-fluorinate ng chloroform, ang temperatura ng reaksyon ay higit sa 65ºC, gumagamit ng antimony pentachloride bilang isang katalista, at sa wakas ay gumagamit ng thermal cracking upang makagawa ng tetrafluoroethylene.
Ang Aokai ay ginawa gamit ang suspension polymerization o emulsion polymerization.
Paghahanda ng monomer tetrafluoroethylene
Sa industriya, ang chloroform ay ginagamit bilang hilaw na materyal, ang anhydrous hydrofluoric acid ay ginagamit upang mag-fluorinate ng chloroform, ang temperatura ng reaksyon ay higit sa 65ºC, ang antimony pentachloride ay ginagamit bilang isang katalista, at sa wakas ang tetrafluoroethylene ay ginawa ng thermal cracking. Ang Tetrafluoroethylene ay maaari ding gawin sa pamamagitan ng pag-react ng zinc sa tetrafluorodichloroethane sa mataas na temperatura.
Paghahanda ng polytetrafluoroethylene
Sa isang enamel o hindi kinakalawang na asero polymerization kettle, ang tubig ay ginagamit bilang daluyan, ang potassium persulfate ay ginagamit bilang ang initiator, ang perfluorocarboxylic acid na ammonium salt ay ginagamit bilang ang dispersant, ang fluorocarbon ay ginagamit bilang ang stabilizer, at ang tetrafluoroethylene ay redox polymerized upang makakuha ng pinong powdered polyethylene. Tetrafluoroethylene.
Magdagdag ng iba't ibang mga additives sa reaction kettle, at ang tetrafluoroethylene monomer ay pumapasok sa polymerization kettle sa gas phase. Ayusin ang temperatura sa kettle sa 25°C, pagkatapos ay magdagdag ng isang tiyak na halaga ng activator (sodium metabisulfite) upang simulan ang polymerization sa pamamagitan ng redox system. Sa panahon ng proseso ng polimerisasyon, ang mga monomer ay patuloy na idinaragdag, at ang presyon ng polimerisasyon ay pinananatili sa 0.49~0.78MPa. Ang dispersion na nakuha pagkatapos ng polymerization ay diluted sa isang tiyak na konsentrasyon ng tubig, at ang temperatura ay nababagay sa 15~20ºC. Pagkatapos ng pagsasama-sama sa mekanikal na pagpapakilos, ito ay hugasan ng tubig at tuyo, iyon ay, Ang produktong ito ay nakuha bilang pinong butil na dagta.
Ang Teflon coating mismo ay ligtas: Ang Teflon material mismo ay hindi nakakalason, hindi mabubulok, at hindi magdudulot ng mga panganib sa kalusugan. Ito ay marahil dahil ang molecular structure nito ay karaniwang hindi matutunaw sa mga tunay na kemikal, lalo pa't natutunaw at hinihigop ng katawan ng tao.
Matuto pa tungkol sa kaligtasan ng Teflon
Ano ang Ginagamit ng PTFE?
![464d0c72-03f1-477a-8aa7-525162f89fec]()
Dahil sa kakaibang katangian ng PTFE, malawak itong ginagamit sa mga operasyong pang-industriya at dagat tulad ng industriya ng kemikal, petrolyo, tela, pagkain, paggawa ng papel, gamot, elektroniko at makinarya.
Paglalapat ng polytetrafluoroethylene (PTFE) sa mga katangian ng anti-corrosion:
Dahil sa mga depekto sa corrosion resistance ng goma, salamin, metal na haluang metal at iba pang mga materyales, mahirap matugunan ang malupit na kapaligiran kung saan ang temperatura, presyon at kemikal na media ay magkakasamang nabubuhay, at ang mga resultang pagkalugi ay medyo nakakaalarma. Habang ang materyal ng PTFE ay may mahusay na resistensya sa kaagnasan, ginagamit ng polytetrafluoroethylene ang pangunahing mga materyales na lumalaban sa kaagnasan sa petrolyo, kemikal, tela at iba pang mga industriya.
Kasama sa mga partikular na application ang: mga delivery pipe, exhaust pipe, steam pipe para sa transporting corrosive gas, high-pressure oil pipe para sa rolling mill, high, medium at low-pressure pipe para sa aircraft hydraulic system at cold press system, distillation tower, heat exchanger, kettle, tower at tank. Ang pagganap ng mga chemical equipment seal tulad ng mga lining at valve ay may malaking epekto sa kahusayan at performance ng buong makina at kagamitan. Ang materyal ng PTFE ay may mga katangian ng corrosion resistance, aging resistance, mababang friction coefficient at non-stickiness, malawak na hanay ng temperatura, at mahusay na elasticity, na ginagawa itong napaka-angkop para sa pagmamanupaktura ng mga seal na may mataas na kinakailangan sa corrosion resistance at operating temperatura sa itaas 100°. Gaya ng mga seal para sa mga grooved flanges ng mga makina, heat exchanger, high-pressure vessel, malalaking diameter na sisidlan, valve, at pump, seal para sa glass reaction pot, flat flanges, large-diameter flanges, shaft, piston rod, valve rod, Worm gear pump, tie rod seal, atbp.
2.Ang mababang friction performance ng polytetrafluoroethylene (PTFE) ay ginagamit sa mga application ng pagkarga.
Ang mga bahagi ng friction ng ilang kagamitan ay hindi angkop para sa pagpapadulas, tulad ng sa mga sitwasyon kung saan ang lubricating grease ay matutunaw ng mga solvent at magiging hindi epektibo, o sa paggawa ng papel, parmasyutiko, pagkain, tela, atbp. Ang mga produkto sa larangan ng industriya ay kailangang maiwasan ang kontaminasyon ng langis sa lubricating, na ginagawang pinakaangkop na pampadulas ang mga punong materyales ng PTFE (direktang load na materyal para sa mga kagamitang walang langis). Ito ay dahil ang friction coefficient ng materyal na ito ay ang pinakamababa sa mga kilalang solid na materyales. Kasama sa mga partikular na gamit nito ang mga bearings para sa mga kagamitang kemikal, makinarya sa paggawa ng papel, at makinarya sa agrikultura, bilang mga piston ring, machine tool guide rails, at guide ring. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga proyekto sa pagtatayo ng sibil bilang mga slide ng suporta para sa mga tulay, tunnel steel structure roof trusses, malalaking pipeline ng kemikal, at mga tangke ng imbakan. Mga bloke, pati na rin ginagamit bilang mga suporta sa tulay at mga swivel ng tulay, atbp.
3.Applications ng polytetrafluoroethylene (PTFE) sa electronic at electrical applications.
Ang likas na mababang pagkawala at maliit na dielectric na pare-pareho ng mga materyales ng PTFE ay nagbibigay-daan upang gawin itong mga enameled wire para magamit sa mga micro motor, thermocouples, control device, atbp., PTFE electrical insulation film Ito ay isang perpektong insulating material para sa pagmamanupaktura ng mga capacitor, radio insulating liners, insulated cables, motors at mga transformer. Isa rin ito sa mga kailangang-kailangan na materyales para sa mga pang-industriyang elektronikong sangkap tulad ng aerospace at aerospace. Ang paggamit ng fluorine plastic film ay may mataas na permeability sa oxygen at mataas na permeability sa water vapor. Ang selective permeability na ito ng maliit na permeability ay maaaring gamitin sa paggawa ng oxygen sensors. Ang mga katangian ng fluoroplastics na nagdudulot ng paglihis ng polar charge sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon ay maaaring gamitin sa paggawa ng mga mikropono, speaker, mga piyesa sa mga robot, atbp., at maaaring gamitin ang kanilang mababang repraksyon. Ang mga katangian ng mataas na kahusayan ay maaaring gumawa ng mga optical fibers.
4.Paglalapat ng polytetrafluoroethylene (PTFE) sa medikal na gamot.
Ang pinalawak na materyal na PTFE ay purong inert at may napakalakas na biological adaptability. Hindi ito magiging sanhi ng pagtanggi ng katawan at walang physiological side effect sa katawan ng tao. Maaari itong isterilisado sa anumang paraan. Ang microporous na istraktura nito ay nagbibigay-daan para magamit sa iba't ibang mga solusyon sa rehabilitasyon, kabilang ang mga artipisyal na daluyan ng dugo at mga patch para sa pagbabagong-buhay ng malambot na tissue at mga surgical suture para sa vascular, cardiac, general at orthopaedic surgeries.
5.Paglalapat ng mga anti-stick na katangian ng polytetrafluoroethylene (PTFE).
![6317fdf3-a8d8-4046-be60-c2e8c646059d]()
Ang materyal na PTFE ay may pinakamaliit na pag-igting sa ibabaw sa mga solidong materyales at hindi nakadikit sa anumang sangkap. Mayroon din itong mga katangian ng mataas at mababang temperatura na paglaban at chemical inertness, na ginagawa itong angkop para sa mga aplikasyon tulad ng pagmamanupaktura. Ang mga non-stick na pan ay malawakang ginagamit sa mga anti-stick na application. Ang proseso ng anti-adhesive ay pangunahing kinabibilangan ng dalawang uri: pag-install ng PTFE sheet sa substrate at paglalagay ng PTFE coating o varnish composited na may salamin sa substrate sa pamamagitan ng init pag-urong.
Matuto pa tungkol sa PTFE coatings
Kahit na ang mga materyales ng PTFE ay mayroon pa ring problema sa mataas na kahirapan sa hinang, sa pagsulong ng teknolohiya, ang mga bagong pamamaraan ng synthesis ay malapit nang malutas ang mga punto ng sakit ng PTFE at ilapat ang PTFE sa isang mas malawak na hanay ng mga larangan.
