Il politetrafluoroetilene (PTFE) è un polimero di carbonio e fluoro. Questo materiale ha il nome più familiare: Teflon.
Le proprietà di PTFE includono:
Eccellenti proprietà meccaniche (<1%)
Resistenza alla corrosione dell'inertezza chimica
Resistenza al calore
Coefficienti più bassi di attrito
Proprietà non stick (resistono a temperature continue ad alte temperature di 260 ° C) di 500 ° F)
Resistenza all'usura
Punto di fusione elevato
Le eccellenti proprietà di PTFE danno una vasta gamma di applicazioni ed è più comunemente usato come rivestimento antiaderente per le pentole. La migliore resistenza all'usura di PTFE consente di essere combinato con vari materiali attraverso la polimerizzazione emulsiva o la lavorazione della polimerizzazione della sospensione per formare prodotti industriali ad alta resistenza termica con eccellenti proprietà meccaniche, come l'isolamento del filo, le cinture del trasporto di trasporto alimentare, i tessuti antiaderenti flessibili, ecc.
Cos'è PTFE?
Il politetrafluoroetilene fu scoperto nel 1938. Fu originariamente scoperto dal chimico americano Roy J. Plunkett (1910-1994) quando stava cercando di creare un nuovo refrigerante composto di carbonio e fluoro. Le persone all'epoca non avrebbero pensato a questo prodotto normale. Strani catalizzatori influenzeranno ogni aspetto del mondo.
Nel 1941, DuPont ottenne un brevetto per questo prodotto e registrò un marchio con il nome 'Teflon ' nel 1944.
Al giorno d'oggi, il politetrafluoroetilene è stato ampiamente utilizzato in molti campi di produzione e vita. Nel settore della ristorazione, le pentole rivestite PTFE sono ampiamente utilizzate; Nel settore dell'abbigliamento, i migliori abiti a prova di freddo di marchi come Helikon e Carinthia usano tutti il PTFE come strato di rivestimento o esterno. , al fine di raggiungere la capacità di resistere al forte raffreddore di -30 ° C; Nel campo militare, i materiali PTFE con bassa perdita, eccellenti proprietà dielettriche, buona consistenza, proprietà chimiche stabili e quasi nessun assorbimento di umidità sono ampiamente utilizzati nei pannelli radar ad alta frequenza. Nel campo medico, i materiali PTFE sono anche ampiamente utilizzati nelle parti del corpo artificiale.
Cosa significa PTFE?
PTFE sta per il politetrafluoroetilene, il termine chimico per il polimero (C2F4) n.
Questo materiale si riferisce generalmente a qualsiasi fluoropolimero sintetico PTFE con marchio. Le caratteristiche principali del politetrafluoroetilene sono le seguenti:
Temperatura di funzionamento massima (° F /° C): 500/260
Resistenza alla trazione a rottura (psi): 4.000
Costante dielettrico (kv/mil): 3.7
Proporzione: 2.16
Allungamento a pausa: 350%
Shore D Durezza: 54
Il fluoropolimero sintetico politetrafluoroetilene PTFE ampiamente utilizzato con le caratteristiche di cui sopra ha già innumerevoli marchi, i marchi principali sono i seguenti:
Teflon®: Chemours
FLUON®: AGC LTD
Dyneon®: 3M
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
Struttura chimica PTFE
Il politetrafluoroetilene è un polimero lineare composto da atomi di carbonio (C) e fluoro (F), con la formula chimica (C2F4) N, dove n è il numero di unità monomeriche.
La struttura di PTFE può essere espressa come: -CF2-CF2-CF2-CF2-
La lunga catena di molecole PTFE è costituita da atomi di carbonio, ognuna delle quali è collegata a due atomi di fluoro.
Gli atomi di fluoro coprono quasi la superficie degli atomi di carbonio della catena polimerica a spirale. Gli atomi di carbonio formano la catena principale della catena polimerica. Gli atomi di fluoro formano una struttura simile a uno scudo attorno agli atomi di carbonio, che protegge bene gli atomi di carbonio interni.
Questa disposizione unica di atomi offre a PTFE le sue proprietà eccezionali. Questa struttura molecolare contribuisce alle proprietà fisiche e chimiche senza pari di PTFE.
Qual è il materiale in teflon?
Il teflon è un fluoropolimero termoplastico e l'acronimo di Teflon è PTFE (politetrafluoroetilene).
Teflon è un marchio di chemours, tuttavia, PTFE può anche essere acquistato da aziende diverse da Chemours.
Il teflon è un materiale popolare grazie alla sua bassa attrito, resistenza ad alta temperatura e resistenza chimica.
È teflon ptfe
Naturalmente, il teflon è un materiale polimerico polimerizzato dal tetrafluoroetilene ed è un tipo di materiale perfluorurato. Il suo nome chimico è politetrafluoroetilene (PTFE).
La struttura chimica di Teflon è davvero unica. La struttura molecolare è che F (atomi di fluoro) sostituisce tutti gli H (atomi di idrogeno) sulla catena C. Allo stesso tempo, poiché il raggio dell'atomo di fluoro è molto più grande del raggio dell'atomo di carbonio, la repulsione tra gli atomi è molto grande, quindi non piacerà gli atomi di idrogeno, possono essere disposti su un piano, quindi gli atomi di fluoro sono quasi a spirale per avvolgere gli atomi di carbonio, in modo che il mondo esterno possa entrare solo con i contatti con gli atomi di fluoro relativamente inerte.
Con una forte barriera per atomo di fluoro, la struttura del polimero in teflon è relativamente stabile rispetto ad altri materiali.
Proprietà in teflon
PTFE è un polimero polimerizzato dal monomero tetrafluoroetilene. È una cera trasparente o opaca simile a PE. La sua densità è di 2,2 g/cm3 e il suo tasso di assorbimento d'acqua è inferiore allo 0,01%.
La struttura chimica del polimero PTFE è simile a quella di PE, tranne per il fatto che tutti gli atomi di idrogeno nel polietilene sono sostituiti da atomi di fluoro. A causa dell'elevata energia del legame e delle prestazioni stabili del legame CF, ha un'eccellente resistenza alla corrosione chimica e può resistere a tutti gli acidi forti (incluso Aqua Regia) ad eccezione dei metalli alcali fusi, dei media ossidanti e dell'idrossido di sodio sopra i 300 ° C. Così come gli effetti di forti ossidanti, riducendo gli agenti e vari solventi organici.
L'atomo F nella molecola PTFE è simmetrico e i due elementi nel legame CF sono legati in modo covalente. Non ci sono elettroni liberi nella molecola, rendendo neutro l'intera molecola. Pertanto, ha eccellenti proprietà dielettriche e il suo isolamento elettrico non è influenzato dall'influenza dell'ambiente e della frequenza.
Proprietà fisiche in teflon
La sua resistività al volume è maggiore di 1017, la sua perdita dielettrica è piccola, la sua tensione di rottura è elevata, la sua resistenza all'arco è buona e può funzionare in un ambiente elettrico di 250 ° C. Poiché non ci sono legami idrogeno nella struttura molecolare PTFE, la struttura è simmetrica, quindi la sua cristallizzazione il grado di cristallizzazione è molto elevata (generalmente la cristallinità è del 55%~ 75%, a volte fino al 94%), il che rende il PTFE estremamente resistente al calore. La sua temperatura di fusione è di 324 ° C, la sua temperatura di decomposizione è di 415 ° C e la sua temperatura massima di uso è di 250 ° C. È fragile la temperatura è di -190 ° C e la temperatura di distorsione di calore (in condizioni di 0,46 milioni) è di 120 ° C.
Il materiale in teflon ha buone proprietà meccaniche. La sua resistenza alla trazione è di 21 ~ 28MPa, la forza di flessione è di 11 ~ 14 MPA, l'allungamento è del 250%~ 300%e i suoi coefficienti di attrito dinamico e statico contro l'acciaio sono entrambi 0,04, che è migliore del nylon, della poliformaldeide e del polietilene. Il coefficiente di attrito della plastica fresca è piccolo.
Il PTFE puro ha una bassa resistenza, una scarsa resistenza all'usura e una scarsa resistenza al creep. Di solito è necessario aggiungere alcune particelle inorganiche al polimero PTFE, come grafite, gruppo disolfuro, ossido di alluminio, fibra di vetro, fibra di carbonio, ecc. Per migliorare le sue proprietà meccaniche. , e può anche essere ampliato collaborando con altri polimeri come polifenilasi (PHB), polifenilene solfuro (PFS), polietilenglicole (sbirciatina), copolimero di polietilene/propilene (PFEP), ecc. La sua gamma di temperatura di sumulo, migliorando la sua resistenza alla variabilità.
Come viene fatto il teflon
Il processo di produzione utilizza cloroformio come materia prima, utilizza acido idrofluorico anidro per fluoroformare il cloroformio, la temperatura di reazione è superiore a 65 ° C, utilizza pentacloruro di antimonio come catalizzatore e infine utilizza crack termici per produrre tetrafluoroetilene.
Aokai viene prodotto utilizzando polimerizzazione della sospensione o polimerizzazione emulsiva.
Preparazione del monomero tetrafluoroetilene
Industrialmente, il cloroformio viene utilizzato come materia prima, l'acido idrofluorico anidro viene utilizzato per fluoroformare il cloroformio, la temperatura di reazione è superiore a 65 ° C, il pentacloruro di antimonio viene usato come catalizzatore e infine il tetrafluoroetilene viene prodotto mediante crepe termiche. Il tetrafluoroetilene può anche essere prodotto reagendo lo zinco con tetrafluorodicloroetano ad alte temperature.
Preparazione di politetrafluoroetilene
In un bollitore di polimerizzazione in acciaio inossidabile o inossidabile, l'acqua viene utilizzata come mezzo, il persolfato di potassio viene usato come iniziatore, il sale di ammonio di acido perfluorocarbossilico viene usato come dispersione, il fluorocarburo viene usato come stabilizzatore e tetrafluoroetilene è polimerizzato in polvere. Tetrafluoroetilene.
Aggiungi vari additivi al bollitore di reazione e il monomero tetrafluoroetilene entra nel bollitore di polimerizzazione nella fase gassosa. Regolare la temperatura nel bollitore a 25 ° C, quindi aggiungere una certa quantità di attivatore (metabisolfito di sodio) per iniziare la polimerizzazione attraverso un sistema redox. Durante il processo di polimerizzazione, i monomeri vengono continuamente aggiunti e la pressione di polimerizzazione viene mantenuta a 0,49 ~ 0,78 MPA. La dispersione ottenuta dopo la polimerizzazione viene diluita a una certa concentrazione con acqua e la temperatura viene regolata a 15 ~ 20 ° C. Dopo l'aggregazione con agitazione meccanica, viene lavato con acqua e essiccato, cioè questo prodotto è ottenuto come resina granulare fine.
Teflon è sicuro?
Il rivestimento in teflon è sicuro: il materiale in teflon stesso è non tossico, non si decomporrà e non causerà rischi per la salute. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che la sua struttura molecolare è sostanzialmente insolubile nelle sostanze chimiche reali, per non parlare del digerito e assorbito dal corpo umano.
Le proprietà uniche del PTFE lo rendono ampiamente utilizzato nelle operazioni industriali e marine come industria chimica, petrolio, tessuto, cibo, produzione di carta, medicina, elettronica e macchinari.
Applicazione di politetrafluoroetilene (PTFE) nelle proprietà anticorrosivi:
A causa dei difetti nella resistenza alla corrosione di gomma, vetro, leghe in metallo e altri materiali, è difficile soddisfare l'ambiente duro in cui coesistono i media di temperatura, pressione e chimica e le perdite risultanti sono abbastanza allarmanti. Mentre il materiale PTFE ha un'eccellente resistenza alla corrosione, il politetrafluoroetilene utilizza i principali materiali resistenti alla corrosione in petrolio, chimica, tessuto e altre industrie.
Applicazioni specifiche includono: tubi di consegna, tubi di scarico, tubi a vapore per il trasporto di gas corrosivi, tubi di olio ad alta pressione per laminatori, tubi ad alta, media e bassa pressione per sistemi idraulici aeronautici e sistemi di pressione a freddo, torri di distillazione, scambiatori di calore, bolli, torri e serbatoi. Le prestazioni delle tenute di attrezzatura chimica come fodere e valvole hanno un grande impatto sull'efficienza e sulle prestazioni dell'intera macchina e attrezzatura. Il materiale PTFE ha le caratteristiche della resistenza alla corrosione, della resistenza all'invecchiamento, del coefficiente di attrito a bassa attrito e della non appalti, nell'ampio intervallo di temperature e una buona elasticità, rendendolo molto adatto per la produzione di guarnizioni con elevate esigenze di resistenza alla corrosione e temperature operative superiori a 100 °. Come guarnizioni per flange scanalate di macchine, scambiatori di calore, vasi ad alta pressione, vasi di grande diametro, valvole e pompe, guarnizioni per vasi di reazione di vetro, flange piatte, flange di grande diametro, alberi, aste a pistone, aste di valvola, aste di valvola, pompe per ingranaggi a bordo, guarnizioni a biella
2. Le prestazioni a basso attrito del politetrafluoroetilene (PTFE) sono utilizzate nelle applicazioni di carico.
Le parti di attrito di alcune attrezzature non sono adatte per la lubrificazione, come in situazioni in cui il grasso lubrificante verrà sciolto dai solventi e diventerà inefficace, o in una produzione di carta, farmaceutica, cibo, tessuti, ecc. I prodotti nel campo industriale devono evitare la lubricamento della contaminazione dell'olio, che rendono i materiali PTFE riempiti il materiale più ideale per la lubrificazione a carico diretta (cuscinetti a carico diretto. Questo perché il coefficiente di attrito di questo materiale è il più basso tra i materiali solidi noti. I suoi usi specifici includono cuscinetti per attrezzature chimiche, macchinari per la fabbricazione di carta e macchinari agricoli, come anelli di pistone, binari di guida per macchine utensili e anelli di guida. Sono ampiamente utilizzati nei progetti di costruzione civile come diapositive di supporto per ponti, capriate sul tetto della struttura in acciaio tunnel, grandi condutture chimiche e serbatoi di stoccaggio. Blocchi, oltre a utilizzati come supporti per ponti e giri a ponte, ecc.
3. Applicazioni del politetrafluoroetilene (PTFE) in applicazioni elettroniche ed elettriche.
La costante inerente a bassa perdita e piccola costante dielettrica dei materiali PTFE consentono di essere realizzato in fili smaltati per l'uso in micro motori, termocoppie, dispositivi di controllo, ecc. È anche uno dei materiali indispensabili per componenti elettronici industriali come aerospaziale e aerospaziale. L'uso di film in plastica di fluoro ha un'elevata permeabilità all'ossigeno e ad alta permeabilità al vapore acqueo. Questa permeabilità selettiva della piccola permeabilità può essere utilizzata per produrre sensori di ossigeno. Le caratteristiche dei fluoroplastici che causano deviazione di carica polare ad alta temperatura e alta pressione possono essere utilizzate per produrre microfoni, altoparlanti, parti sui robot, ecc. E la loro bassa rifrazione è possibile utilizzare. Le caratteristiche dell'elevata efficienza possono rendere le fibre ottiche.
4.Applicazione del politetrafluoroetilene (PTFE) in medicina medica.
Il materiale PTFE ampliato è puramente inerte e ha una forte adattabilità biologica. Non causerà rifiuto da parte del corpo e non ha effetti collaterali fisiologici sul corpo umano. Può essere sterilizzato con qualsiasi metodo. La sua struttura microporosa consente l'uso in una varietà di soluzioni di riabilitazione, tra cui vasi sanguigni artificiali e patch per la rigenerazione dei tessuti molli e le suture chirurgiche per interventi vascolari, cardiaci, generali e ortopedici.
5. Applicazione di proprietà antidoliche del politetrafluoroetilene (PTFE).
Il materiale PTFE ha la più piccola tensione superficiale tra i materiali solidi e non aderisce a nessuna sostanza. Ha anche le caratteristiche della resistenza e dell'inertezza chimica ad alta e bassa temperatura, che lo rende adatto a applicazioni come la produzione. Le padelle antiaderenti sono ampiamente utilizzate nelle applicazioni antieick. Il processo anti-adesivo include principalmente due tipi: Installazione del foglio PTFE sul substrato e posizionando il Rivestimento PTFE o vernice composita con vetro sul substrato attraverso il restringimento del calore.
Sebbene i materiali PTFE abbiano ancora il problema di elevate difficoltà nella saldatura, con l'avanzamento della tecnologia, i nuovi metodi di sintesi risolveranno presto i punti deboli del PTFE e applicheranno PTFE su una gamma più ampia di campi.
