O politetrafluoroetileno (PTFE) é un polímero de carbono e flúor. Este material ten o nome máis coñecido: Teflon.
As propiedades do PTFE inclúen:
Excelentes propiedades mecánicas (<1%)
Inercia química resistencia á corrosión
Resistencia á calor
Coeficientes de rozamento máis baixos
Propiedades antiadherentes (soporta altas temperaturas continuas de 500 °f (260 °C))
Resistencia ao desgaste
Alto punto de fusión
As excelentes propiedades do PTFE danlle unha ampla gama de aplicacións e úsase máis habitualmente como revestimento antiadherente para utensilios de cociña. A mellor resistencia ao desgaste do PTFE permítelle combinar con diversos materiais mediante o proceso de polimerización en emulsión ou polimerización en suspensión para formar produtos industriais de alta resistencia térmica con excelentes propiedades mecánicas, como illamento de arame, cintas transportadoras de calidade alimentaria, tecidos flexibles antiadherentes, etc.
![2]()
O politetrafluoroetileno foi descuberto en 1938. Foi descuberto orixinalmente polo químico estadounidense Roy J. Plunkett (1910–1994) cando intentaba fabricar un novo refrixerante composto de carbono e flúor. A xente da época non tería pensado neste produto común. Catalizadores estraños afectarán todos os aspectos do mundo.
En 1941, DuPont obtivo unha patente para este produto e rexistrou unha marca comercial co nome 'Teflon' en 1944.
Hoxe en día, o politetrafluoroetileno foi amplamente utilizado en moitos campos de produción e vida. Na industria da restauración, os utensilios de cociña revestidos de PTFE úsanse amplamente; na industria do vestiario, as principais roupas resistentes ao frío de marcas como HELIKON e Carinthia usan PTFE como revestimento ou capa exterior. , para lograr a capacidade de soportar o frío intenso de -30 ° C; no campo militar, os materiais de PTFE con baixa perda, excelentes propiedades dieléctricas, boa consistencia, propiedades químicas estables e case ningunha absorción de humidade son amplamente utilizados nos paneis de radar de alta frecuencia de radio. No campo médico, os materiais de PTFE tamén se usan amplamente en partes artificiais do corpo.
![3]()
PTFE significa politetrafluoroetileno, o termo químico para o polímero (C2F4)n.
Este material refírese xeralmente a calquera fluoropolímero sintético de ptfe de marca. As principais características do politetrafluoroetileno son as seguintes:
Temperatura máxima de funcionamento (°F /°C): 500/260
Resistencia á rotura (PSI): 4.000
Constante dieléctrica (kV/mil): 3,7
Proporción: 2,16
Alongamento á rotura: 350%
Dureza Shore D: 54
O fluoropolímero sintético de politetrafluoroetileno ptfe amplamente utilizado coas características anteriores xa ten innumerables marcas, as principais marcas son as seguintes:
Estrutura química do PTFE
![4]()
O politetrafluoroetileno é un polímero lineal composto por átomos de carbono (C) e flúor (F), coa fórmula química (C2F4)n, onde n é o número de unidades monómeras.
A estrutura do PTFE pódese expresar como: -CF2-CF2-CF2-CF2-
A longa cadea de moléculas de PTFE está formada por átomos de carbono, cada un dos cales está ligado a dous átomos de flúor.
Os átomos de flúor case cobren a superficie dos átomos de carbono da cadea polimérica espiral. Os átomos de carbono forman a cadea principal da cadea polimérica. Os átomos de flúor forman unha estrutura similar a un escudo ao redor dos átomos de carbono, que protexe ben os átomos de carbono internos.
Esta disposición única de átomos dálle ao PTFE as súas propiedades excepcionais. Esta estrutura molecular contribúe ás propiedades físicas e químicas incomparables do PTFE.
Cal é o material de teflón?
O teflón é un fluoropolímero termoplástico e o acrónimo de teflón é PTFE (politetrafluoroetileno).
O teflón é unha marca rexistrada de Chemours, non obstante, o PTFE tamén se pode mercar a outras empresas que non sexan Chemours.
O teflón é un material popular debido á súa baixa fricción, resistencia a altas temperaturas e resistencia química.
Por suposto, o teflón é un material polimérico polimerizado a partir de tetrafluoroetileno e é un tipo de material perfluorado. O seu nome químico é politetrafluoroetileno (PTFE).
A estrutura química do teflón é moi única. A estrutura molecular é que F (átomos de flúor) substitúe todos os H (átomos de hidróxeno) na cadea C. Ao mesmo tempo, debido a que o raio do átomo de flúor é moito maior que o raio do átomo de carbono, a repulsión entre os átomos é moi grande, polo que non. Como os átomos de hidróxeno, poden estar dispostos nun plano, polo que os átomos de flúor case en espiral ata envolver os átomos de carbono, polo que o mundo exterior só pode entrar en contacto cos átomos de flúor relativamente inertes.
Cunha forte barreira átomo de flúor, a estrutura do polímero de teflón é relativamente estable en comparación con outros materiais.
![11]()
PTFE é un polímero polimerizado a partir de monómero de tetrafluoroetileno. É unha cera transparente ou opaca semellante ao 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 do PE, agás que todos os átomos de hidróxeno do polietileno son substituídos por átomos de flúor. Debido á alta enerxía de unión e ao rendemento estable da unión CF, ten unha excelente resistencia á corrosión química e pode soportar todos os ácidos fortes (incluída a 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 oxidantes fortes, axentes reductores e diversos disolventes orgánicos.
O átomo F da molécula de PTFE é simétrico e os dous elementos do enlace CF están unidos covalentemente. Non hai electróns libres na molécula, o que fai que toda a molécula sexa neutra. Polo tanto, ten excelentes propiedades dieléctricas e o seu illamento eléctrico non se ve afectado pola influencia do ambiente e da frecuencia.
Propiedades físicas do teflón
![512d5f3d-ff78-42ae-94a2-cbe31e9b4dda]()
A súa resistividade de volume é superior a 1017, a súa perda dieléctrica é pequena, a súa tensión de ruptura 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 do PTFE, a estrutura é simétrica, polo que a súa cristalización O grao de cristalización é moi alto (xeralmente a cristalinidade é do 55% ~ 75%, ás veces ata o 94%), o que fai que o PTFE sexa extremadamente resistente á calor. A súa temperatura de fusión é de 324 °C, a súa temperatura de descomposición é de 415 °C e a súa temperatura máxima de uso é de 250 °C. É fráxil. A temperatura é de -190 °C e a temperatura de distorsión térmica (en condicións de 0,46 MPa) é de 120 °C.
O material de teflón ten boas propiedades mecánicas. A súa resistencia á tracción é de 21 ~ 28 MPa, a resistencia á flexión é de 11 ~ 14 MPa, a elongación é de 250% ~ 300% e os seus coeficientes de fricción dinámico e estático contra o aceiro son de 0,04, o que é mellor que o nailon, o poliformaldehído e o polietileno. O coeficiente de fricción dos plásticos fríos é pequeno.
O PTFE puro ten unha resistencia baixa, unha escasa resistencia ao desgaste e unha escasa resistencia á fluencia. 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 polifenilase (PHB), sulfuro de polifenileno (PFS), polietilenglicol (PEEK), copolímero de polietileno/propileno (PFEP), etc. o seu rango de temperatura de amortiguamento, mellorando a súa resistencia á variabilidade.
![c4a261ee-9d7a-40cb-a84e-357d7ac5cda2]()
O proceso de fabricación utiliza cloroformo como materia prima, utiliza ácido fluorhídrico anhidro para fluorar cloroformo, a temperatura de reacción é superior a 65ºC, usa pentacloruro de antimonio como catalizador e, finalmente, utiliza craqueo térmico para producir tetrafluoroetileno.
Aokai prodúcese mediante polimerización en suspensión ou polimerización en emulsión.
Preparación de monómero tetrafluoroetileno
Industrialmente, o cloroformo úsase como materia prima, o ácido fluorhídrico anhidro úsase para fluorar o cloroformo, a temperatura de reacción é superior a 65ºC, o pentacloruro de antimonio úsase como catalizador e, finalmente, o tetrafluoroetileno prodúcese por craqueo térmico. O tetrafluoroetileno tamén se pode producir facendo reaccionar cinc con tetrafluorodicloroetano a altas temperaturas.
Preparación de politetrafluoroetileno
Nunha chaleira de polimerización de esmalte ou de aceiro inoxidable úsase auga como medio, úsase persulfato de potasio como iniciador, sal de amonio do ácido perfluorocarboxílico como dispersante, fluorocarbono como estabilizador e tetrafluoroetileno polimerízase redox para obter polietileno en po fino. Tetrafluoroetileno.
Engade varios aditivos á caldera de reacción e o monómero de tetrafluoroetileno entra na caldera de polimerización na fase gaseosa. Axuste a temperatura da chaleira a 25 °C, despois 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 ~ 0,78 MPa. A dispersión obtida despois da polimerización dilúese con auga ata unha certa concentración e axústase a temperatura entre 15 e 20 ºC. Despois da agregación con axitación mecánica, lávase con auga e sécase, é dicir, este produto obtense como resina granular fina.
O revestimento de teflón en si é seguro: o material de teflón en si non é tóxico, non se descompoñerá e non causará perigos para a saúde. Isto probablemente débese a que a súa estrutura molecular é basicamente insoluble en produtos químicos reais, e moito menos dixerida e absorbida polo corpo humano.
Máis información sobre a seguridade do teflón
![464d0c72-03f1-477a-8aa7-525162f89fec]()
As propiedades únicas do PTFE fan que sexa amplamente utilizado en operacións industriais e mariñas, como industria química, petróleo, téxtil, alimentos, fabricación de papel, medicina, electrónica e maquinaria.
Aplicación de politetrafluoroetileno (PTFE) en propiedades anticorrosivas:
Debido aos defectos na resistencia á corrosión de caucho, vidro, aliaxes metálicas e outros materiais, é difícil afrontar o ambiente duro onde coexisten temperatura, presión e medios químicos, e as perdas resultantes son bastante alarmantes. Aínda que o material de PTFE ten unha excelente resistencia á corrosión, o politetrafluoroetileno usa os principais materiais resistentes á corrosión en industrias petrolíferas, químicas, téxtiles e outras.
As aplicacións específicas inclúen: tubos de entrega, tubos de escape, tubos de vapor para o transporte de gases corrosivos, tubos de aceite de alta presión para laminadores, tubos de alta, media e baixa presión para sistemas hidráulicos de avións e sistemas de prensa en frío, torres de destilación, intercambiadores de calor, caldeiras, torres e tanques. O rendemento dos selos de equipos químicos, como revestimentos e válvulas, ten un gran impacto na eficiencia e no rendemento de toda a máquina e o equipo. O material de PTFE ten as características de resistencia á corrosión, resistencia ao envellecemento, baixo coeficiente de fricción e non pegajosidade, amplo rango de temperatura e boa elasticidade, polo que é moi axeitado para fabricar selos con requisitos de alta resistencia á corrosión e temperaturas de funcionamento superiores a 100 °. Tales como selos para bridas ranuradas de máquinas, intercambiadores de calor, recipientes de alta presión, recipientes de gran diámetro, válvulas e bombas, selos para recipientes de reacción de vidro, bridas planas, bridas de gran diámetro, eixes, vástagos de pistóns, vástagos de válvulas, bombas de engrenaxes sen fin, selos de tirantes, etc.
2.O rendemento de baixa fricción do politetrafluoroetileno (PTFE) úsase en aplicacións de carga.
As pezas de fricción dalgúns equipos non son adecuadas para a lubricación, como en situacións nas que a graxa lubricante será disolta por disolventes e se volve ineficaz, ou na fabricación de papel, produtos farmacéuticos, alimentos, téxtiles, etc. Os produtos no ámbito industrial deben evitar a contaminación do aceite lubricante, o que fai que os materiais de PTFE cheos sexan o material máis ideal para a lubricación directa de equipos de carga mecánica sen aceite. Isto débese a que o coeficiente de rozamento deste material é o máis baixo entre os materiais sólidos coñecidos. Os seus usos específicos inclúen rodamentos para equipos químicos, maquinaria para a fabricación de papel e maquinaria agrícola, como aneis de pistón, raíles de guía de máquinas ferramenta e aneis de guía. Son amplamente utilizados en proxectos de construción civil como correderas de apoio para pontes, cerchas de tellado de estrutura de aceiro de túneles, grandes canalizacións de produtos químicos e tanques de almacenamento. Bloques, así como utilizados como soportes de pontes e xiratorias de pontes, etc.
3.Aplicacións do politetrafluoroetileno (PTFE) en aplicacións electrónicas e eléctricas.
A baixa perda inherente e a pequena constante dieléctrica dos materiais de PTFE permítenlle converterse en fíos esmaltados para o seu uso en micro motores, termopares, dispositivos de control, etc., Película de illamento eléctrico de PTFE É un material illante ideal para a fabricación de capacitores, forros illantes de radio, cables illados, motores e transformadores. Tamén é un dos materiais indispensables para compoñentes electrónicos industriais como o aeroespacial e o aeroespacial. O uso de películas plásticas de flúor ten unha alta permeabilidade ao osíxeno e unha alta permeabilidade ao vapor de auga. Esta permeabilidade selectiva de pequena permeabilidade pódese utilizar para fabricar sensores de osíxeno. As características dos fluoroplásticos que provocan a desviación da carga polar a altas temperaturas e altas presións pódense utilizar para fabricar micrófonos, altofalantes, pezas en robots, etc., e pódese utilizar a súa baixa refracción. As características de alta eficiencia poden facer fibras ópticas.
4.Aplicación do politetrafluoroetileno (PTFE) na medicina médica.
O material de PTFE expandido é puramente inerte e ten unha adaptabilidade biolóxica moi forte. Non causará rexeitamento por parte do corpo e non ten efectos secundarios fisiolóxicos no 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 a rexeneración de tecidos brandos e suturas cirúrxicas para cirurxías vasculares, cardíacas, xerais e ortopédicas.
5.Aplicación de propiedades antiadherentes do politetrafluoroetileno (PTFE).
![6317fdf3-a8d8-4046-be60-c2e8c646059d]()
O material PTFE ten a menor tensión superficial entre os materiais sólidos e non se adhire a ningunha substancia. Tamén ten as características de resistencia a altas e baixas temperaturas e inercia química, polo que é apta para aplicacións como a fabricación. As tixolas antiadherentes úsanse amplamente en aplicacións antiadherentes. O proceso antiadhesivo inclúe principalmente dous tipos: instalar a folla de PTFE no substrato e colocar o Revestimento de PTFE ou verniz composto con vidro sobre o substrato mediante a contracción térmica.
Máis información sobre os revestimentos de PTFE
Aínda que os materiais de 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 do PTFE e aplicarán PTFE a unha gama máis ampla de campos.
