Le polytétrafluoroéthylène (PTFE) est un polymère de carbone et de fluor. Ce matériau porte le nom le plus familier : Téflon.
Les propriétés du PTFE incluent :
Excellentes propriétés mécaniques (<1%)
Résistance à la corrosion par inertie chimique
Résistance à la chaleur
Coefficients de frottement les plus bas
Propriétés antiadhésives (résiste à des températures élevées continues de 500°f (260°c))
Résistance à l'usure
Point de fusion élevé
Les excellentes propriétés du PTFE lui confèrent une large gamme d’applications et il est le plus souvent utilisé comme revêtement antiadhésif pour les ustensiles de cuisine. La meilleure résistance à l'usure du PTFE lui permet d'être combiné avec divers matériaux par polymérisation en émulsion ou polymérisation en suspension pour former des produits industriels à haute résistance thermique avec d'excellentes propriétés mécaniques, tels que l'isolation des fils, les bandes transporteuses de qualité alimentaire, les tissus flexibles antiadhésifs, etc.
Qu'est-ce que le PTFE ?
Le polytétrafluoroéthylène a été découvert en 1938. Il a été découvert à l'origine par le chimiste américain Roy J. Plunkett (1910-1994) alors qu'il essayait de fabriquer un nouveau réfrigérant composé de carbone et de fluor. Les gens de l’époque n’auraient pas pensé à ce produit ordinaire. D’étranges catalyseurs affecteront tous les aspects du monde.
En 1941, DuPont a obtenu un brevet pour ce produit et a déposé une marque sous le nom « Téflon » en 1944.
De nos jours, le polytétrafluoroéthylène est largement utilisé dans de nombreux domaines de la production et de la vie. Dans le secteur de la restauration, les ustensiles de cuisine revêtus de PTFE sont largement utilisés ; Dans l'industrie de l'habillement, les vêtements résistants au froid de marques telles que HELIKON et Carinthia utilisent tous du PTFE comme revêtement ou couche extérieure. , afin d'atteindre la capacité de résister au froid intense de -30°C ; dans le domaf=- Conscience de la durée de conservation : soyez conscient de la durée de conservation du ruban et utilisez d'abord du matériel plus ancien pour garantir des performances optimales.
Que signifie PTFE ?
PTFE signifie polytétrafluoroéthylène, le terme chimique désignant le polymère (C2F4)n.
Ce matériau fait généralement référence à tout fluoropolymère synthétique ptfe de marque. Les principales caractéristiques du polytétrafluoroéthylène sont les suivantes :
Température de fonctionnement maximale (°F /°C) : 500/260
Résistance à la traction à la rupture (PSI) : 4 000
Constante diélectrique (kV/mil) : 3,7
Proportion : 2,16
Allongement à la rupture : 350%
Dureté Shore D : 54
Le fluoropolymère synthétique ptfe polytétrafluoroéthylène largement utilisé avec les caractéristiques ci-dessus possède déjà d'innombrables marques, les principales marques sont les suivantes :
TEFLON® : Chemours
FLUON® : AGC SA
DYNEON® : 3M
POLYFLON : Daikin Industrial Co., Ltd.
ALGOFLON : Solvay SA.
Structure chimique du PTFE
Le polytétrafluoroéthylène est un polymère linéaire composé d'atomes de carbone (C) et de fluor (F), de formule chimique (C2F4)n, où n est le nombre d'unités monomères.
La structure du PTFE peut être exprimée comme suit : -CF2-CF2-CF2-CF2-
La longue chaîne de molécules de PTFE est constituée d’atomes de carbone dont chacun est lié à deux atomes de fluor.
Les atomes de fluor recouvrent presque la surface des atomes de carbone de la chaîne polymère en spirale. Les atomes de carbone forment la chaîne principale de la chaîne polymère. Les atomes de fluor forment une structure en forme de bouclier autour des atomes de carbone, qui protège bien les atomes de carbone internes.
Cette disposition unique des atomes confère au PTFE ses propriétés exceptionnelles. Cette structure moléculaire contribue aux propriétés physiques et chimiques inégalées du PTFE.
Quel est le matériau téflon ?
Le téflon est un fluoropolymère thermoplastique et l'acronyme Téflon est PTFE (polytétrafluoroéthylène).
Le Téflon est une marque commerciale de Chemours, cependant, le PTFE peut également être acheté auprès de sociétés autres que Chemours.
Le téflon est un matériau populaire en raison de sa faible friction, de sa résistance aux températures élevées et de sa résistance chimique.
Est-ce du Téflon PTFE
Bien entendu, le téflon est un matériau polymère polymérisé à partir de tétrafluoroéthylène et est un type de matériau perfluoré. Son nom chimique est polytétrafluoroéthylène (PTFE).
La structure chimique du téflon est tout à fait unique. La structure moléculaire est que F (atomes de fluor) remplace tous les H (atomes d'hydrogène) sur la chaîne C. En même temps, comme le rayon de l'atome de fluor est beaucoup plus grand que le rayon de l'atome de carbone, la répulsion entre les atomes est très grande, donc ce ne sera pas comme les atomes d'hydrogène, ils peuvent être disposés dans un plan, de sorte que les atomes de fluor s'enroulent presque en spirale pour envelopper les atomes de carbone, de sorte que le monde extérieur ne puisse entrer en contact qu'avec les atomes de fluor relativement inertes.
Dotée d'une forte barrière contre les atomes de fluor, la structure du polymère téflon est relativement stable par rapport à d'autres matériaux.
Propriétés du téflon
Le PTFE est un polymère polymérisé à partir du monomère tétrafluoroéthylène. C'est une cire transparente ou opaque semblable au PE. Sa densité est de 2,2g/cm3 et son taux d'absorption d'eau est inférieur à 0,01%.
La structure chimique du polymère PTFE est similaire à celle du PE, sauf que tous les atomes d'hydrogène du polyéthylène sont remplacés par des atomes de fluor. En raison de l'énergie de liaison élevée et des performances stables de la liaison CF, elle présente une excellente résistance à la corrosion chimique et peut résister à tous les acides forts (y compris l'eau régale) à l'exception des métaux alcalins fondus, des milieux oxydants et de l'hydroxyde de sodium au-dessus de 300°C. Ainsi que les effets des oxydants puissants, des agents réducteurs et de divers solvants organiques.
L'atome F dans la molécule de PTFE est symétrique et les deux éléments de la liaison CF sont liés de manière covalente. Il n’y a pas d’électrons libres dans la molécule, ce qui rend la molécule entière neutre. Par conséquent, il possède d'excellentes propriétés diélectriques et son isolation électrique n'est pas affectée par l'influence de l'environnement et de la fréquence.
Propriétés physiques du téflon
Sa résistivité volumique est supérieure à 1017, sa perte diélectrique est faible, sa tension de claquage est élevée, sa résistance à l'arc est bonne et il peut fonctionner dans un environnement électrique de 250°C. Parce qu'il n'y a pas de liaisons hydrogène dans la structure moléculaire du PTFE, la structure est symétrique, donc sa cristallisation. Le degré de cristallisation est très élevé (généralement la cristallinité est de 55 % à 75 %, parfois jusqu'à 94 %), ce qui rend le PTFE extrêmement résistant à la chaleur. Sa température de fusion est de 324°C, sa température de décomposition est de 415°C et sa température maximale d'utilisation est de 250°C. Il est fragile. La température est de -190 °C et la température de déformation thermique (dans des conditions de 0,46 MPa) est de 120 °C.
Le matériau téflon possède de bonnes propriétés mécaniques. Sa résistance à la traction est de 21 à 28 MPa, sa résistance à la flexion est de 11 à 14 MPa, son allongement est de 250 à 300 % et ses coefficients de frottement dynamique et statique contre l'acier sont tous deux de 0,04, ce qui est meilleur que le nylon, le polyformaldéhyde et le polyéthylène. Le coefficient de frottement des plastiques froids est faible.
Le PTFE pur a une faible résistance, une mauvaise résistance à l'usure et une mauvaise résistance au fluage. Il est généralement nécessaire d'ajouter des particules inorganiques au polymère PTFE, telles que du graphite, un groupe disulfure, de l'oxyde d'aluminium, de la fibre de verre, de la fibre de carbone, etc. pour améliorer ses propriétés mécaniques. , et peut également être élargi en coopérant avec d'autres polymères tels que la polyphénylase (PHB), le sulfure de polyphénylène (PFS), le polyéthylène glycol (PEEK), le copolymère polyéthylène/propylène (PFEP), etc. sa plage de température d'amortissement, améliorant sa résistance à la variabilité.
Comment est fabriqué le téflon
Le processus de fabrication utilise le chloroforme comme matière première, utilise de l'acide fluorhydrique anhydre pour fluorer le chloroforme, la température de réaction est supérieure à 65 °C, utilise du pentachlorure d'antimoine comme catalyseur et utilise enfin le craquage thermique pour produire du tétrafluoroéthylène.
L'Aokai est produit par polymérisation en suspension ou par polymérisation en émulsion.
Préparation du monomère tétrafluoroéthylène
Industriellement, le chloroforme est utilisé comme matière première, l'acide fluorhydrique anhydre est utilisé pour fluorer le chloroforme, la température de réaction est supérieure à 65 °C, le pentachlorure d'antimoine est utilisé comme catalyseur et enfin le tétrafluoroéthylène est produit par craquage thermique. Le tétrafluoroéthylène peut également être produit en faisant réagir du zinc avec du tétrafluorodichloroéthane à haute température.
Préparation de polytétrafluoroéthylène
Dans une bouilloire de polymérisation en émail ou en acier inoxydable, l'eau est utilisée comme milieu, le persulfate de potassium est u
Ajoutez divers additifs à la bouilloire de réaction et le monomère de tétrafluoroéthylène entre dans la bouilloire de polymérisation en phase gazeuse. Ajustez la température de la bouilloire à 25°C, puis ajoutez une certaine quantité d'activateur (métabisulfite de sodium) pour initier la polymérisation via un système redox. Pendant le processus de polymérisation, des monomères sont ajoutés en continu et la pression de polymérisation est maintenue entre 0,49 et 0,78 MPa. La dispersion obtenue après polymérisation est diluée à une certaine concentration avec de l'eau et la température est ajustée à 15~20ºC. Après agrégation sous agitation mécanique, il est lavé à l'eau et séché, c'est-à-dire que ce produit est obtenu sous forme de résine granulaire fine.
Le téflon est-il sûr ?
Le revêtement en téflon lui-même est sûr : le matériau en téflon lui-même est non toxique, ne se décomposera pas et ne présentera aucun risque pour la santé. Cela est probablement dû au fait que sa structure moléculaire est fondamentalement insoluble dans les produits chimiques réels, et encore moins digérée et absorbée par le corps humain.
Les propriétés uniques du PTFE le rendent largement utilisé dans les opérations industrielles et marines telles que l'industrie chimique, le pétrole, le textile, l'alimentation, la fabrication du papier, la médecine, l'électronique et les machines.
Application du polytétrafluoroéthylène (PTFE) aux propriétés anticorrosion :
En raison des défauts de résistance à la corrosion du caoutchouc, du verre, des alliages métalliques et d'autres matériaux, il est difficile de résister aux environnements difficiles où coexistent température, pression et milieux chimiques, et les pertes qui en résultent sont assez alarmantes. Alors que le matériau PTFE présente une excellente résistance à la corrosion, le polytétrafluoroéthylène utilise les principaux matériaux résistants à la corrosion dans les industries pétrolière, chimique, textile et autres.
Les applications spécifiques incluent : les tuyaux de refoulement, les tuyaux d'échappement, les tuyaux de vapeur pour le transport de gaz corrosifs, les tuyaux d'huile haute pression pour les laminoirs, les tuyaux haute, moyenne et basse pression pour les systèmes hydrauliques d'avions et les systèmes de presse à froid, les tours de distillation, les échangeurs de chaleur, l�s bouilloires, les tours et les réservoirs. Les performances des joints d'étanchéité des équipements chimiques tels que les revêtements et les vannes ont un impact important sur l'efficacité et les performances de l'ensemble de la machine et de l'équipement. Le matériau PTFE présente les caractéristiques de résistance à la corrosion, de résistance au vieillissement, de faible coefficient de frottement et de non-adhérence, d'une large plage de température et d'une bonne élasticité, ce qui le rend très approprié pour la fabrication de joints avec des exigences élevées de résistance à la corrosion
2. Les faibles performances de frottement du polytétrafluoroéthylène (PTFE) sont utilisées dans les applications de charge.
Les pièces de friction de certains équipements ne sont pas adaptées à la lubrification, par exemple dans les situations où la graisse lubrifiante sera dissoute par les solvants et deviendra inefficace, ou dans la fabrication du papier, des produits pharmaceutiques, de l'alimentation, des textiles, etc. Les produits du domaine industriel doivent éviter la contamination par l'huile lubrifiante, ce qui fait des matériaux PTFE chargés le matériau le plus idéal pour la lubrification sans huile (port de charge directe) des pièces d'équipement mécanique. En effet, le coefficient de frottement de ce matériau est le plus faible parmi les matériaux solides connus. Ses utilisations spécifiques incluent les roulements pour les équipements chimiques, les machines à papier et les machines agricoles, comme segments de piston, rails de guidage de machines-outils et bagues de guidage. Ils sont largement utilisés dans les projets de construction civile comme glissières de support pour les ponts, les fermes de toit de structure métallique de tunnel, les grands pipelines de produits chimiques et les réservoirs de stockage. Blocs, ainsi que utilisés comme supports de pont et émerillons de pont, etc.
3.Applications du polytétrafluoroéthylène (PTFE) dans les applications électroniques et électriques.
La faible perte inhérente et la faible constante diélectrique des matériaux PTFE lui permettent d'être transformés en fils émaillés destinés à être utilisés dans des micromoteurs, des thermocouples, des dispositifs de contrôle, etc. Film isolant électrique PTFE. C'est un matériau isolant idéal pour la fabrication de condensateurs, de revêtements radio-isolants, de câbles isolés, de moteurs et de transformateurs. C'est également l'un des matériaux indispensables pour les composants électroniques industriels tels que nt électrique PTFE. C'est un matériau isolant idéal pour la fabrication de condensateurs, de revêtements radio-isolants, de câbles isolés, de moteurs et de transformateurs. C'est également l'un des matériaux indispensables pour les composants électroniques industriels tels que l'aérospatiale et l'aérospatiale. L'utilisation de films plastiques fluorés présente une perméabilité élevée à l'oxygène et une perméabilité élevée à la vape une perméabilité élevée à la vapeur d'eau. Cette perméabilité sélective de faible perméabilité peut être utilisée pour fabriquer des capteurs d'oxygène. Les caractéristiques des plastiques fluorés qui provoquent une déviation de charge polaire à haute température et haute pression peuvent être utilisées pour fabriquer des microphones, des haut-parleurs, des pièces de robots, etc., et leur faible réfraction peut être utilisée. Les caractéristiques de haute efficacité peuvent fabriquer des fibres optiques.
4.Application du polytétrafluoroéthylène (PTFE) en médecine médicale.
Le matériau PTFE expansé est purement inerte et possède une très forte adaptabilité biologique. Il ne provoquera pas de rejet par l’organisme et n’aura aucun effet secondaire physiologique sur le corps humain. Il peut être stérilisé par n'importe quelle méthode. Sa structure microporeuse permet une utilisation dans une variété de solutions de rééducation, notamment les vaisseaux sanguins artificiels et les patchs pour la régénération des tissus mous et les sutures chirurgicales pour les chirurgies vasculaires, cardiaques, générales et orthopédiques.
5.Application des propriétés antiadhésives du polytétrafluoroéthylène (PTFE).
Le matériau PTFE a la plus faible tension superficielle parmi les matériaux solides et n’adhère à aucune substance. Il présente également les caractéristiques de résistance aux hautes et basses températures et d’inertie chimique, ce qui le rend adapté à des applications telles que la fabrication. Les poêles antiadhésives sont largement utilisées dans les applications antiadhésives. Le procédé antiadhésif comprend principalement deux types : la pose de la feuille PTFE sur le substrat et la pose du Revêtement ou vernis PTFE composé de verre sur le substrat par thermorétraction.
Bien que les matériaux PTFE présentent toujours un problème de grande difficulté de soudage, avec les progrès de la technologie, de nouvelles méthodes de synthèse résoudront bientôt les problèmes du PTFE et appliqueront le PTFE à un plus large éventail de domaines.
