O politetrafluoroetileno (PTFE) é un polímero de carbono e fluor. Este material ten o nome máis familiar: Teflon.
As propiedades de PTFE inclúen:
Excelentes propiedades mecánicas (<1%)
Resistencia á corrosión de inercia química
Resistencia á calor
Coeficientes máis baixos de fricción
Propiedades non de vara (soportan temperaturas altas continuas de 260 ° C de 500 ° F))
Resistencia ao desgaste
Punto de fusión elevado
As excelentes propiedades de PTFE danlle unha ampla gama de aplicacións e úsase máis como revestimento antiadherente para a cociña. A mellor resistencia ao desgaste de PTFE permítelle combinar con diversos materiais mediante a polimerización de emulsión ou o procesamento de polimerización de suspensión para formar produtos industriais resistentes térmicos con excelentes propiedades mecánicas, como illamento de fíos, cintos transportadores de calidade alimentaria, fabrics flexibles, etc.
Que é PTFE?
O politetrafluoroetileno foi descuberto en 1938. Foi descuberto orixinalmente polo químico estadounidense Roy J. Plunkett (1910–1994) cando intentaba facer un novo refrixerante composto de carbono e flúor. A xente daquel momento non tería pensado neste produto común. Os estraños catalizadores afectarán a todos os aspectos do mundo.
En 1941, Dupont obtivo unha patente para este produto e rexistrou unha marca rexistrada baixo o nome 'Teflon ' en 1944.
Hoxe en día, o politetrafluoroetileno foi moi utilizado en moitos campos de produción e vida. Na industria da restauración, a cociña revestida PTFE é moi utilizada; Na industria do vestiario, a roupa máis fría de marcas como Helikon e Carinthia usan PTFE como a capa de revestimento ou exterior. , para conseguir a capacidade de soportar o frío grave de -30 ° C; No campo militar, os materiais PTFE con baixa perda, excelentes propiedades dieléctricas, boa coherencia, propiedades químicas estables e case ningunha absorción de humidade son amplamente utilizadas en paneis de radar de frecuencia de alta frecuencia. No campo médico, os materiais PTFE tamén son moi utilizados en partes do corpo artificial.
Que significa PTFE?
PTFE significa politetrafluoroetileno, o termo químico para o polímero (C2F4) n.
Este material refírese xeralmente a calquera fluoropolímero sintético PTFE de marca. As principais características do politetrafluoroetileno son as seguintes:
Temperatura máxima de funcionamento (° F /° C): 500/260
Forza de tracción ao descanso (PSI): 4.000
Constante dieléctrica (kv/mil): 3.7
Proporción: 2.16
Elongación ao descanso: 350%
Dureza da costa: 54
O fluoropolímero sintético de politetrafluoroetileno PTFE amplamente usado coas características anteriores xa ten infinidade de marcas, as principais marcas son as seguintes:
Teflon®: Chemours
Fluon®: AGC Ltd
Dyneon®: 3m
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
Estrutura química PTFE
O politetrafluoroetileno é un polímero lineal composto por átomos de carbono (C) e fluoro (F), coa fórmula química (C2F4) N, onde N é o número de unidades de monómero.
A estrutura de PTFE pódese expresar como: -cf2-cf2-cf2-cf2-
A longa cadea de moléculas PTFE está formada por átomos de carbono, cada unha das cales está ligada a dous átomos de flúor.
Os átomos de flúor case cubren a superficie dos átomos de carbono da cadea de polímero en espiral. Os átomos de carbono forman a cadea principal da cadea de polímeros. Os átomos de fluor forman unha estrutura similar ao escudo arredor dos átomos de carbono, o que protexe ben os átomos internos de carbono.
Esta disposición única de átomos dálle ás súas propiedades excepcionais a PTFE. Esta estrutura molecular contribúe ás propiedades físicas e químicas inigualables de PTFE.
Cal é o material do teflón?
O teflón é un fluoropolímero termoplástico e o acrónimo de teflón é PTFE (politetrafluoroetileno).
Teflon é unha marca comercial de Chemours, con todo, PTFE tamén se pode mercar en empresas distintas de Chemours.
Teflon é un material popular debido á súa baixa fricción, á alta resistencia á temperatura e á resistencia química.
É teflon ptfe
Por suposto, o teflón é un material polímero polimerizado a partir de tetrafluoroetileno e é un tipo de material perfluorinado. O seu nome químico é politetrafluoroetileno (PTFE).
A estrutura química do teflón é moi única. A estrutura molecular é que F (átomos de fluor) substitúe todos os H (átomos de hidróxeno) na cadea C. Ao mesmo tempo, porque o radio do átomo de fluor é moito maior que o radio do átomo de carbono, a repulsión entre átomos é moi grande, polo que non lles gustará aos átomos de hidróxeno, pódense organizar nun plano, polo que os átomos de flúor case en espiral ata os átomos de carbono.
Cunha forte barreira de átomo de flúor, a estrutura do polímero de teflón é relativamente estable en comparación con outros materiais.
Propiedades do Teflon
PTFE é un polímero polimerizado a partir do monómero de tetrafluoroetileno. É unha cera transparente ou opaca similar a PE. A súa densidade é de 2,2 g/cm3 e a súa taxa de absorción de auga é inferior ao 0,01%.
A estrutura química do polímero PTFE é similar á da PE, excepto que todos os átomos de hidróxeno en polietileno son substituídos por átomos de fluor. Debido á alta enerxía de enlace e ao rendemento estable do enlace CF, ten unha excelente resistencia á corrosión química e pode soportar todos os ácidos fortes (incluído Aqua Regia), excepto os metais alcalinos fundidos, os medios oxidantes e o hidróxido de sodio por encima dos 300 ° C. Así como os efectos de fortes oxidantes, reducindo axentes e diversos disolventes orgánicos.
O átomo de F na molécula PTFE é simétrico e os dous elementos do enlace CF están unidos covalentemente. Non hai electróns libres na molécula, facendo que toda a molécula sexa neutral. Polo tanto, ten excelentes propiedades dieléctricas e o seu illamento eléctrico non se ve afectado pola influencia do medio ambiente e da frecuencia.
Propiedades físicas de Teflon
A súa resistividade ao volume é superior a 1017, a súa perda dieléctrica é pequena, a súa tensión de descomposición é alta, a súa resistencia ao arco é boa e pode funcionar nun ambiente eléctrico de 250 ° C. Debido a que non hai enlaces de hidróxeno na estrutura molecular PTFE, a estrutura é simétrica, polo que a súa cristalización o grao de cristalización é moi elevado (xeralmente a cristalinidade é do 55%~ 75%, ás veces ata o 94%), o que fai que a PTFE sexa extremadamente resistente á calor. A súa temperatura de fusión é de 324C, a súa temperatura de descomposición é de 415 ° C e a súa temperatura máxima de uso é de 250 ° C. É quebradizo a temperatura é de -190 ° C, e a temperatura de distorsión da calor (en condicións de 0,46MPA) é de 120C.
O material de teflón ten boas propiedades mecánicas. A súa resistencia á tracción é de 21 ~ 28MPa, a forza de flexión é de 11 ~ 14MPA, a elongación é do 250%~ 300%, e os seus coeficientes de fricción dinámicos e estáticos contra o aceiro son 0,04, o que é mellor que o nylon, o poliformaldehído e o polietileno. O coeficiente de fricción de plásticos frescos é pequeno.
O PTFE puro ten pouca resistencia, mala resistencia ao desgaste e mala resistencia ao fluído. Normalmente é necesario engadir algunhas partículas inorgánicas ao polímero PTFE, como grafito, grupo disulfuro, óxido de aluminio, fibra de vidro, fibra de carbono, etc. para mellorar as súas propiedades mecánicas. e tamén se pode ampliar cooperando con outros polímeros como a polifenilase (PHB), o polifenileno sulfuro (PFS), o polietilen glicol (PEEK), o polietileno/copolímero de propileno (PFEP), etc. O seu rango de temperatura de amortecemento, mellorando a súa resistencia á variabilidade.
Como se fai o teflón
O proceso de fabricación usa o cloroformo como materia prima, usa ácido hidrofluórico anhidro para fluorar o cloroformo, a temperatura de reacción está por encima dos 65 ºC, usa o pentacloruro de antimonio como catalizador e finalmente usa rachaduras térmicas para producir tetrafluoroetileno.
Aokai prodúcese mediante polimerización de suspensión ou polimerización de emulsión.
Preparación de tetrafluoroetileno monómero
Industrialmente, o cloroformo úsase como materia prima, o ácido hidrofluórico anhidro úsase para fluor do cloroformo, a temperatura de reacción está por encima de 65 ºC, o pentacloruro de antimonio úsase como catalizador e finalmente o tetrafluoroetileno prodúcese por fisuras térmicas. O tetrafluoroetileno tamén se pode producir reaccionando cinc con tetrafluorodichloroetano a altas temperaturas.
Preparación de politetrafluoroetileno
Nunha caldera de polimerización de esmalte ou aceiro inoxidable, úsase a auga como medio, o persulfato de potasio úsase como iniciador, a sal de ácido perfluorocarboxílico se usa como dispersante, o fluorocarbon é usado como estabilizador e o polietileno. Tetrafluoroetileno.
Engade varios aditivos á caldera de reacción e o monómero de tetrafluoroetileno entra na caldera de polimerización na fase gasosa. Axuste a temperatura na caldera a 25 ° C e engade unha certa cantidade de activador (metabisulfito de sodio) para iniciar a polimerización a través dun sistema redox. Durante o proceso de polimerización, engádense continuamente monómeros e a presión de polimerización mantense en 0,49 ~ 0,78MPa. A dispersión obtida despois da polimerización dilúese ata unha certa concentración con auga e a temperatura axústase a 15 ~ 20ºC. Despois da agregación con axitación mecánica, lava con auga e seca, é dicir, este produto obtense como resina granular fina.
¿É seguro o teflón?
O revestimento de teflón é seguro: o material de teflón en si é non tóxico, non se descompoñerá e non causará riscos para a saúde. Isto é probablemente debido a que a súa estrutura molecular é basicamente insoluble en produtos químicos reais, e moito menos dixerido e absorbido polo corpo humano.
As propiedades únicas de PTFE fan que sexa moi utilizada en operacións industriais e mariñas como a industria química, o petróleo, o téxtil, os alimentos, a toma de papel, a medicina, a electrónica e a maquinaria.
Aplicación de politetrafluoroetileno (PTFE) en propiedades anticorrosión:
Debido aos defectos na resistencia á corrosión de caucho, vidro, aliaxes metálicas e outros materiais, é difícil cumprir o duro ambiente onde conviven a temperatura, a presión e os medios químicos e as perdas resultantes son bastante alarmantes. Aínda que o material PTFE ten unha excelente resistencia á corrosión, o politetrafluoroetileno usa os principais materiais resistentes á corrosión en industrias de petróleo, produtos químicos, téxtiles e outras.
As aplicacións específicas inclúen: tubos de entrega, tubaxes de escape, tubaxes de vapor para transportar gases corrosivos, tubos de aceite de alta presión para fábricas de rolamento, tubos altos, medianos e de baixa presión para sistemas hidráulicos de aeronaves e sistemas de prensa en frío, torres de destilación, intercambiadores de calor, charchas, toallas e tanques. O rendemento de selos de equipos químicos como revestimentos e válvulas ten un gran impacto na eficiencia e o rendemento de toda a máquina e equipos. O material PTFE ten as características da resistencia á corrosión, a resistencia ao envellecemento, o baixo coeficiente de fricción e a non parvada, o amplo intervalo de temperatura e a boa elasticidade, tornándoo moi adecuado para os selos de fabricación con altas necesidades de resistencia á corrosión e temperaturas de funcionamento superiores a 100 °. Como selos para bridas ranuradas de máquinas, intercambiadores de calor, vasos de alta presión, buques de gran diámetro, válvulas e bombas, selos para macetas de reacción de vidro, bridas planas, bridas de gran diámetro, eixes, barras de pistón, varillas de válvulas, bombas de engrenaxe de verme, selos de corda de gravata, etc., etc.
2. O baixo rendemento de fricción do politetrafluoroetileno (PTFE) úsase en aplicacións de carga.
As partes de fricción dalgúns equipos non son adecuadas para a lubricación, como en situacións en que a graxa lubricante será disolta por disolventes e se converterá en ineficaz, ou na fabricación de papel, farmacéuticos, alimentos, téxtiles, etc. Os produtos do campo industrial necesitan evitar a contaminación por aceite, o que fai que os materiais máis importantes do petróleo sexan de petróleo. Isto débese a que o coeficiente de fricción deste material é o máis baixo entre os materiais sólidos coñecidos. Os seus usos específicos inclúen rodamentos para equipos químicos, maquinaria de fabricación de papel e maquinaria agrícola, como aneis de pistón, carrís de guía de máquinas -ferramenta e aneis de guía. Son moi utilizados en proxectos de construción civil como diapositivas de soporte para pontes, troncos de tellados de estrutura de aceiro túnel, grandes canalizacións químicas e tanques de almacenamento. Bloques, así como usados como soportes de ponte e xiratorios de ponte, etc.
3.Applicacións de politetrafluoroetileno (PTFE) en aplicacións electrónicas e eléctricas.
A baixa perda inherente e a pequena constante dieléctrica dos materiais PTFE permiten converterse en fíos esmaltados para o seu uso en micro motores, termocopias, dispositivos de control, etc., película de illamento eléctrico PTFE É un material illante ideal para os condensadores de fabricación, os forros illantes de radio, cables illados, motor e transformadores transformadores. Tamén é un dos materiais indispensables para compoñentes electrónicos industriais como aeroespacial e aeroespacial. O uso de películas de plástico de flúor ten unha alta permeabilidade ao osíxeno e á alta permeabilidade ao vapor de auga. Esta permeabilidade selectiva de pequena permeabilidade pódese usar para fabricar sensores de osíxeno. Pódense usar as características dos fluoroplásticos que causan desviación de carga polar a alta temperatura e alta presión para fabricar micrófonos, altofalantes, pezas sobre robots, etc., e a súa baixa refracción pódese usar. As características de alta eficiencia poden facer fibras ópticas.
4.Applicación de politetrafluoroetileno (PTFE) na medicina médica.
O material PTFE expandido é puramente inerte e ten unha adaptabilidade biolóxica moi forte. Non provocará o rexeitamento polo corpo e non ten efectos secundarios fisiolóxicos sobre o corpo humano. Pódese esterilizar por calquera método. A súa estrutura microporosa permite o seu uso nunha variedade de solucións de rehabilitación, incluíndo vasos sanguíneos artificiais e parches para rexeneración de tecidos brandos e suturas cirúrxicas para cirurxías vasculares, cardíacas, xerais e ortopédicas.
5. Aplicación de propiedades anti-paquetes de politetrafluoroetileno (PTFE).
O material PTFE ten a menor tensión superficial entre materiais sólidos e non se adhire a ningunha sustancia. Tamén ten as características de alta e baixa resistencia á temperatura e inercia química, tornándoa adecuada para aplicacións como a fabricación. As tixolas antiadherentes son amplamente utilizadas en aplicacións anti-paquete. O proceso anti-adhesivo inclúe principalmente dous tipos: instalar a folla PTFE no substrato e colocar o Revestimento PTFE ou verniz compositado con vidro no substrato a través do encollemento de calor.
Aínda que os materiais PTFE aínda teñen o problema de alta dificultade na soldadura, co avance da tecnoloxía, os novos métodos de síntese resolverán pronto os puntos de dor de PTFE e aplicarán PTFE a unha gama máis ampla de campos.
