A politetrafluor-etilén (PTFE) egy szén és fluor polimer. Ennek az anyagnak a legismertebb neve: Teflon.
A PTFE tulajdonságai a következők:
Kiváló mechanikai tulajdonságok (<1%)
Kémiai tehetetlenség korrózióállóság
Hőállóság
A legalacsonyabb súrlódási együtthatók
Tapadásmentes tulajdonságok (260 °C-os (500°f) folyamatos magas hőmérsékletnek ellenáll)
Kopásállóság
Magas olvadáspont
A PTFE kiváló tulajdonságai széles körben alkalmazhatók, és leggyakrabban edények tapadásmentes bevonataként használják. A PTFE jobb kopásállósága lehetővé teszi, hogy emulziós polimerizációval vagy szuszpenziós polimerizációs eljárással kombinálják különféle anyagokkal, hogy kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkező, hőálló ipari termékeket állítsanak elő, mint például a huzalszigetelés, élelmiszer-minőségű szállítószalagok, rugalmas tapadásmentes szövetek stb.
![2]()
A politetrafluor-etilént 1938-ban fedezték fel. Eredetileg Roy J. Plunkett (1910–1994) amerikai kémikus fedezte fel, amikor egy új, szén- és fluorvegyületből álló hűtőközeget próbált előállítani. Az emberek akkoriban nem gondolták volna ezt a hétköznapi terméket. A furcsa katalizátorok a világ minden területére hatással lesznek.
1941-ben a DuPont szabadalmat szerzett erre a termékre, és 1944-ben 'Teflon' néven védjegyet jegyeztetett be.
Napjainkban a politetrafluor-etilént széles körben használják a termelés és az élet számos területén. A vendéglátóiparban széles körben használják a PTFE bevonatú edényeket; a ruhaiparban a HELIKON és a Carinthia márkák kiváló hidegálló ruházata PTFE-t használ bevonatként vagy külső rétegként. , annak érdekében, hogy ellenálljon a -30°C-os erős hidegnek; a katonai területen az alacsony veszteséggel, kiváló dielektromos tulajdonságokkal, jó konzisztenciával, stabil kémiai tulajdonságokkal és szinte semmilyen nedvességfelvétellel rendelkező PTFE anyagokat széles körben használják a nagy rádiófrekvenciás radarpanelekben. Az orvostudományban a PTFE anyagokat széles körben használják mesterséges testrészekben is.
![3]()
A PTFE a politetrafluor-etilén rövidítése, a (C2F4)n polimer kémiai elnevezése.
Ez az anyag általában bármely márkás ptfe szintetikus fluorpolimerre vonatkozik. A politetrafluor-etilén fő jellemzői a következők:
Maximális üzemi hőmérséklet (°F /°C): 500/260
Szakítószilárdság törésnél (PSI): 4000
Dielektromos állandó (kV/mil): 3,7
Arány: 2,16
Szakadási nyúlás: 350%
Shore D keménység: 54
A széles körben használt ptfe politetrafluoretilén szintetikus fluorpolimernek a fenti tulajdonságokkal már számtalan márkája van, a főbb márkák a következők:
![4]()
A politetrafluor-etilén szén (C) és fluor (F) atomokból álló lineáris polimer, amelynek kémiai képlete (C2F4)n, ahol n a monomer egységek száma.
A PTFE szerkezete a következőképpen fejezhető ki: -CF2-CF2-CF2-CF2-
A PTFE-molekulák hosszú lánca szénatomokból áll, amelyek mindegyike két fluoratomhoz kapcsolódik.
A spirális polimerlánc szénatomjainak felületét a fluoratomok szinte lefedik. A szénatomok alkotják a polimerlánc fő láncát. A fluoratomok pajzsszerű szerkezetet alkotnak a szénatomok körül, amely jól védi a belső szénatomokat.
Az atomok ezen egyedi elrendezése biztosítja a PTFE kivételes tulajdonságait. Ez a molekuláris szerkezet hozzájárul a PTFE páratlan fizikai és kémiai tulajdonságaihoz.
A teflon egy hőre lágyuló fluorpolimer, a teflon mozaikszó pedig PTFE (politetrafluor-etilén).
A teflon a Chemours védjegye, azonban a PTFE a Chemourstól eltérő cégektől is megvásárolható.
A teflon népszerű anyag alacsony súrlódása, magas hőmérséklet-állósága és vegyszerállósága miatt.
Természetesen a teflon egy tetrafluor-etilénből polimerizált polimer anyag, és egyfajta perfluorozott anyag. Kémiai neve politetrafluor-etilén (PTFE).
A teflon kémiai szerkezete nagyon egyedi. A molekula szerkezete az, hogy F (fluoratomok) helyettesíti az összes H (hidrogénatomot) a C láncon. Ugyanakkor, mivel a fluoratom sugara jóval nagyobb, mint a szénatom sugara, az atomok közötti taszítás nagyon nagy, így nem fog A hidrogénatomokhoz hasonlóan egy síkban is elhelyezkedni, így a fluoratomok szinte spirálisan felcsavarják a szénatomokat, így a külvilág csak viszonylag inert fluoratomokkal kerülhet kapcsolatba.
Az erős fluoratom gáttal a teflon polimer szerkezete viszonylag stabil más anyagokhoz képest.
![11]()
A PTFE egy tetrafluor-etilén monomerből polimerizált polimer. A PE-hez hasonló átlátszó vagy átlátszatlan viasz. Sűrűsége 2,2g/cm3, vízfelvétele kevesebb, mint 0,01%.
A PTFE polimer kémiai szerkezete hasonló a PE-éhez, azzal az eltéréssel, hogy a polietilénben minden hidrogénatomot fluoratom helyettesít. A nagy kötési energiának és a CF kötés stabil teljesítményének köszönhetően kiváló kémiai korrózióállósággal rendelkezik, és minden erős savnak ellenáll (beleértve az aqua regiát is), kivéve az olvadt alkálifémeket, oxidálószereket és nátrium-hidroxidot 300 °C felett. Valamint az erős oxidálószerek, redukálószerek és a különböző szerves oldószerek hatásait.
A PTFE-molekulában az F atom szimmetrikus, és a CF-kötésben a két elem kovalensen kötődik. A molekulában nincsenek szabad elektronok, így az egész molekula semleges. Ezért kiváló dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik, elektromos szigetelését nem befolyásolja a környezet és a frekvencia hatása.
A teflon fizikai tulajdonságai
![512d5f3d-ff78-42ae-94a2-cbe31e9b4dda]()
Térfogat-ellenállása 1017-nél nagyobb, dielektromos vesztesége kicsi, áttörési feszültsége nagy, ívellenállása jó, 250°C-os elektromos környezetben is működik. Mivel a PTFE molekulaszerkezetében nincsenek hidrogénkötések, a szerkezet szimmetrikus, így a kristályosodása A kristályosodás foka nagyon magas (általában a kristályosság 55%~75%, néha akár 94%), ami miatt a PTFE rendkívül hőálló. Olvadáspontja 324C, bomlási hőmérséklete 415°C, maximális felhasználási hőmérséklete 250°C. Törékeny A hőmérséklet -190°C, a hőtorzulási hőmérséklet (0,46 MPa körülmények között) 120°C.
A teflon anyag jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Szakítószilárdsága 21–28 MPa, hajlítószilárdsága 11–14 MPa, nyúlása 250–300%, dinamikus és statikus súrlódási együtthatója acéllal szemben egyaránt 0,04, ami jobb, mint a nejlon, a poliformaldehid és a polietilén. A hideg műanyagok súrlódási tényezője kicsi.
A tiszta PTFE szilárdsága alacsony, kopásállósága és kúszásállósága gyenge. Általában szükséges néhány szervetlen részecskét hozzáadni a PTFE polimerhez, például grafitot, diszulfidcsoportot, alumínium-oxidot, üvegszálat, szénszálat stb., hogy javítsa mechanikai tulajdonságait. , és más polimerekkel, például polifenilázzal (PHB), polifenilén-szulfiddal (PFS), polietilénglikollal (PEEK), polietilén/propilén kopolimerrel (PFEP) stb. való együttműködéssel is bővíthető a csillapítási hőmérséklet-tartománya, javítva a változékonysággal szembeni ellenállását.
![c4a261ee-9d7a-40cb-a84e-357d7ac5cda2]()
A gyártási folyamat kloroformot használ nyersanyagként, vízmentes hidrogén-fluoridot használ a kloroform fluorozására, a reakcióhőmérséklet 65 °C felett van, katalizátorként antimon-pentakloridot használnak, végül termikus krakkolást alkalmaznak tetrafluor-etilén előállítására.
Az Aokai-t szuszpenziós polimerizációval vagy emulziós polimerizációval állítják elő.
Tetrafluor-etilén monomer előállítása
Iparilag kloroformot használnak nyersanyagként, vízmentes hidrogén-fluoridot a kloroform fluorozására, a reakcióhőmérséklet 65ºC felett van, katalizátorként antimon-pentakloridot használnak, végül termikus krakkolás útján tetrafluor-etilént állítanak elő. Tetrafluor-etilén előállítható cink és tetrafluor-diklór-etán magas hőmérsékleten történő reagáltatásával is.
Politetrafluor-etilén előállítása
Zománcozott vagy rozsdamentes acél polimerizációs üstben vizet használnak közegként, kálium-perszulfátot iniciátorként, perfluor-karbonsav ammóniumsót használnak diszpergálószerként, fluor-szénhidrogént stabilizátorként, és tetrafluor-etilént redox polimerizálnak, hogy finom por alakú polietilént kapjanak. Tetrafluor-etilén.
Adjunk hozzá különféle adalékokat a reakcióedénybe, és a tetrafluor-etilén monomer gázfázisban kerül a polimerizációs edénybe. Állítsa be a vízforraló hőmérsékletét 25°C-ra, majd adjon hozzá bizonyos mennyiségű aktivátort (nátrium-metabiszulfit), hogy a redox rendszeren keresztül beinduljon a polimerizáció. A polimerizációs folyamat során folyamatosan adnak hozzá monomereket, és a polimerizációs nyomást 0,49-0,78 MPa értéken tartják. A polimerizáció után kapott diszperziót vízzel bizonyos koncentrációra hígítjuk, és a hőmérsékletet 15-20 °C-ra állítjuk. Mechanikai keveréssel történő aggregálás után vízzel mossuk és szárítjuk, azaz ezt a terméket finom szemcsés gyanta formájában kapjuk.
Maga a teflon bevonat biztonságos: maga a teflon anyag nem mérgező, nem bomlik le, és nem okoz egészségügyi kockázatot. Ennek valószínűleg az az oka, hogy molekuláris szerkezete alapvetően nem oldódik valódi vegyi anyagokban, nem beszélve arról, hogy az emberi szervezet megemészti és felszívja.
Tudjon meg többet a teflon biztonságáról
![464d0c72-03f1-477a-8aa7-525162f89fec]()
A PTFE egyedülálló tulajdonságai miatt széles körben alkalmazzák az ipari és tengeri műveletekben, mint például a vegyipar, kőolaj, textil, élelmiszeripar, papírgyártás, orvostudomány, elektronika és gépipar.
A politetrafluor-etilén (PTFE) alkalmazása korróziógátló tulajdonságokban:
A gumi, üveg, fémötvözetek és egyéb anyagok korrózióállóságának hibái miatt nehéz megfelelni a zord környezetnek, ahol a hőmérséklet, a nyomás és a kémiai közegek együtt élnek, és az ebből eredő veszteségek meglehetősen riasztóak. Míg a PTFE anyag kiváló korrózióállósággal rendelkezik, a politetrafluor-etilén a fő korrózióálló anyagokat használja a kőolaj-, vegyipar-, textilipar- és más iparágakban.
Speciális alkalmazások: szállítócsövek, kipufogócsövek, gőzcsövek korrozív gázok szállítására, nagynyomású olajcsövek hengerművekhez, magas, közepes és alacsony nyomású csövek repülőgép-hidraulikus rendszerekhez és hidegprésrendszerekhez, desztillálótornyok, hőcserélők, vízforralók, tornyok és tartályok. A vegyi berendezések tömítéseinek, mint például a bélések és szelepek teljesítménye nagy hatással van a teljes gép és berendezés hatékonyságára és teljesítményére. A PTFE anyag jellemzői a korrózióállóság, az öregedésállóság, az alacsony súrlódási együttható és a tapadásmentesség, a széles hőmérséklet-tartomány és a jó rugalmasság, így kiválóan alkalmas magas korrózióállósági követelményekkel és 100 ° feletti üzemi hőmérséklettel rendelkező tömítések gyártására. Például gépek, hőcserélők, nagynyomású tartályok, nagy átmérőjű tartályok, szelepek és szivattyúk hornyolt karimáinak tömítései, üveg reakcióedények tömítései, lapos karimák, nagy átmérőjű karimák, tengelyek, dugattyúrudak, szeleprudak, csigakerekes szivattyúk, hajtórúd tömítések stb.
2. A politetrafluor-etilén (PTFE) alacsony súrlódási teljesítményét terheléses alkalmazásokban használják.
Egyes berendezések súrlódó részei nem alkalmasak kenésre, például olyan helyzetekben, amikor a kenőzsírt az oldószerek feloldják és hatástalanná válnak, vagy papírgyártásban, gyógyszeriparban, élelmiszeriparban, textilgyártásban stb. Az ipari termékeknek el kell kerülniük a kenőolaj szennyeződését, ami miatt a töltött PTFE anyagok a legideálisabb anyag az olajmentes berendezések mechanikai kenőanyagaihoz. Ennek az az oka, hogy ennek az anyagnak a súrlódási tényezője a legalacsonyabb az ismert szilárd anyagok között. Különleges felhasználási területei közé tartoznak a vegyi berendezések, papírgyártó gépek és mezőgazdasági gépek csapágyai, mint dugattyúgyűrűk, szerszámgépek vezetősínek és vezetőgyűrűk. Széles körben használják polgári építési projektekben hidak alátámasztó csúszdájaként, alagút acélszerkezetű tetőtartóiként, nagy vegyi csővezetékek és tárolótartályok számára. Tömbök, valamint hídtámaszként és hídforgatóként stb.
3. Politetrafluor-etilén (PTFE) alkalmazásai elektronikai és elektromos alkalmazásokban.
A PTFE anyagok rejlő kis vesztesége és kis dielektromos állandója lehetővé teszi, hogy zománcozott huzalokat készítsenek mikromotorokban, hőelemekben, vezérlőberendezésekben stb., PTFE elektromos szigetelő fólia Ideális szigetelőanyag kondenzátorok, rádiószigetelő bélések, szigetelt kábelek, motorok és transzformátorok gyártásához. Ezenkívül az egyik nélkülözhetetlen anyag az ipari elektronikai alkatrészekhez, mint például a repülés és az űrrepülés. A fluortartalmú műanyag fóliák használata nagy oxigén- és nagy vízgőzáteresztő képességgel rendelkezik. Ez a kis permeabilitású szelektív permeabilitás felhasználható oxigénérzékelők gyártására. A fluoroplasztok magas hőmérsékleten és nagy nyomáson poláris töltéseltérést okozó jellemzői felhasználhatók mikrofonok, hangszórók, robotalkatrészek stb. gyártására, illetve alacsony fénytörésük is felhasználható. A nagy hatékonyság jellemzői optikai szálakat készíthetnek.
4. A politetrafluor-etilén (PTFE) alkalmazása az orvostudományban.
Az expandált PTFE anyag tisztán inert és nagyon erős biológiai alkalmazkodóképességgel rendelkezik. Nem okoz a szervezet kilökődését, és nincs fiziológiai mellékhatása az emberi szervezetre. Bármilyen módszerrel sterilizálható. Mikropórusos szerkezete lehetővé teszi a különféle rehabilitációs megoldásokban való alkalmazást, beleértve a mesterséges ereket és a lágyrészek regenerálódását szolgáló tapaszokat, valamint a sebészeti varratokat ér-, szív-, általános és ortopédiai műtétekhez.
5. A politetrafluor-etilén (PTFE) tapadásgátló tulajdonságainak alkalmazása.
![6317fdf3-a8d8-4046-be60-c2e8c646059d]()
A PTFE anyagnak van a legkisebb felületi feszültsége a szilárd anyagok között, és nem tapad semmilyen anyaghoz. Emellett rendelkezik a magas és alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállás és a kémiai tehetetlenség jellemzőivel is, így alkalmas olyan alkalmazásokra, mint a gyártás. A tapadásmentes serpenyőket széles körben használják tapadásgátló alkalmazásokban. A tapadásgátló eljárás alapvetően két típusból áll: a PTFE-lemez felhelyezése az aljzatra és a PTFE bevonat vagy lakk üveggel az aljzaton hőzsugorodás révén.
Tudjon meg többet a PTFE bevonatokról
Bár a PTFE-anyagok hegesztési nehézségei továbbra is fennállnak, a technológia fejlődésével az új szintézismódszerek hamarosan megoldják a PTFE fájdalompontjait, és a PTFE-t szélesebb körben alkalmazzák.
