პოლიტეტრაფტორეთილენი (PTFE) არის ნახშირბადის და ფტორის პოლიმერი. ამ მასალას ყველაზე ნაცნობი სახელი აქვს: ტეფლონი.
PTFE-ის თვისებები მოიცავს:
შესანიშნავი მექანიკური თვისებები (<1%)
ქიმიური ინერტულობა კოროზიის წინააღმდეგობა
სითბოს წინააღმდეგობა
ხახუნის ყველაზე დაბალი კოეფიციენტები
არაწებოვანი თვისებები (გაუძლებს უწყვეტ მაღალ ტემპერატურას 500°f (260°c))
აცვიათ წინააღმდეგობა
მაღალი დნობის წერტილი
PTFE-ის შესანიშნავი თვისებები აძლევს მას გამოყენების ფართო სპექტრს და ის ყველაზე ხშირად გამოიყენება როგორც ჭურჭლის ჭურჭლის არაწებოვანი საფარი. PTFE-ის უკეთესი აცვიათ წინააღმდეგობა საშუალებას აძლევს მას გაერთიანდეს სხვადასხვა მასალებთან ემულსიური პოლიმერიზაციის ან სუსპენზიური პოლიმერიზაციის დამუშავების გზით, რათა შეიქმნას მაღალი თერმორეზისტენტული სამრეწველო პროდუქტები შესანიშნავი მექანიკური თვისებებით, როგორიცაა მავთულის იზოლაცია, კვების ხარისხის კონვეიერის ლენტები, მოქნილი არაწებოვანი ქსოვილები და ა.შ.
რა არის PTFE?
პოლიტეტრაფტორეთილენი აღმოაჩინეს 1938 წელს. იგი თავდაპირველად აღმოაჩინა ამერიკელმა ქიმიკოსმა როი ჯ. პლუნკეტმა (1910–1994), როდესაც ის ცდილობდა ახალი ნახშირბადის და ფტორის ნაერთის გამაგრილებელი აგენტის შექმნას. იმ დროს ხალხი ვერ იფიქრებდა ამ ჩვეულებრივ პროდუქტზე. უცნაური კატალიზატორები გავლენას მოახდენს მსოფლიოს ყველა ასპექტზე.
1941 წელს DuPont-მა მიიღო პატენტი ამ პროდუქტისთვის და დაარეგისტრირა სავაჭრო ნიშანი სახელწოდებით 'ტეფლონი' 1944 წელს.
დღესდღეობით პოლიტეტრაფტორეთილენი ფართოდ გამოიყენება წარმოებისა და ცხოვრების მრავალ სფეროში. კვების მრეწველობაში ფართოდ გამოიყენება PTFE დაფარული ჭურჭელი; ტანსაცმლის ინდუსტრიაში, ისეთი ბრენდების, როგორებიცაა HELIKON და Carinthia, ცივი გამძლე ტანსაცმელი, ყველა იყენებს PTFE-ს, როგორც საფარს ან გარე ფენას. , რათა მივაღწიოთ ძლიერ სიცივეს -30°C-ს; სამხედრო სფეროში, PTFE მასალები დაბალი დანაკარგებით, შესანიშნავი დიელექტრიკული თვისებებით, კარგი თანმიმდევრულობით, სტაბილური ქიმიური თვისებებით და ტენის თითქმის არ შთანთქმით, ფართოდ გამოიყენება მაღალი რადიოსიხშირული რადარის პანელებში. სამედიცინო სფეროში, PTFE მასალები ასევე ფართოდ გამოიყენება სხეულის ხელოვნურ ნაწილებში.
რას ნიშნავს PTFE?
PTFE ნიშნავს პოლიტეტრაფტორეთილენს, ქიმიური ტერმინი პოლიმერისთვის (C2F4)n.
ეს მასალა ზოგადად ეხება ნებისმიერ ბრენდირებულ PTFE სინთეზურ ფტორპოლიმერს. პოლიტეტრაფტორეთილენის ძირითადი მახასიათებლები შემდეგია:
მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურა (°F /°C): 500/260
დაჭიმვის სიძლიერე შესვენებისას (PSI): 4000
დიელექტრიკული მუდმივი (კვ/მლ): 3.7
პროპორცია: 2.16
დრეკადობა შესვენებისას: 350%
ნაპირი D სიმტკიცე: 54
ზემოაღნიშნული მახასიათებლებით ფართოდ გამოყენებულ PTfe პოლიტეტრაფტორეთილენის სინთეზურ ფტორპოლიმერს უკვე აქვს უამრავი ბრენდი, ძირითადი ბრენდები შემდეგია:
TEFLON®: ქიმიურები
FLUON®: AGC Ltd
DYNEON®: 3 მ
POLYFLON: Daikin Industrial Co., Ltd.
ALGOFLON: Solvay Ltd.
PTFE ქიმიური სტრუქტურა
პოლიტეტრაფტორეთილენი არის ხაზოვანი პოლიმერი, რომელიც შედგება ნახშირბადის (C) და ფტორის (F) ატომებისგან, ქიმიური ფორმულით (C2F4)n, სადაც n არის მონომერული ერთეულების რაოდენობა.
PTFE-ის სტრუქტურა შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად: -CF2-CF2-CF2-CF2-
PTFE მოლეკულების გრძელი ჯაჭვი შედგება ნახშირბადის ატომებისგან, რომელთაგან თითოეული დაკავშირებულია ფტორის ორ ატომთან.
ფტორის ატომები თითქმის ფარავს სპირალური პოლიმერული ჯაჭვის ნახშირბადის ატომების ზედაპირს. ნახშირბადის ატომები ქმნიან პოლიმერული ჯაჭვის მთავარ ჯაჭვს. ფტორის ატომები ქმნიან ფარისებრ სტრუქტურას ნახშირბადის ატომების გარშემო, რომელიც კარგად იცავს ნახშირბადის შიდა ატომებს.
ატომების ეს უნიკალური განლაგება აძლევს PTFE-ს განსაკუთრებულ თვისებებს. ეს მოლეკულური სტრუქტურა ხელს უწყობს PTFE-ის შეუდარებელ ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებს.
რა არის ტეფლონის მასალა?
ტეფლონი არის თერმოპლასტიკური ფტორპოლიმერი, ხოლო ტეფლონის აბრევიატურა არის PTFE (პოლიტეტრაფტორეთილენი).
ტეფლონი Chemours-ის სავაჭრო ნიშანია, თუმცა PTFE-ის შეძენა შესაძლებელია Chemours-ის გარდა სხვა კომპანიებისგანაც.
ტეფლონი პოპულარული მასალაა დაბალი ხახუნის, მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის და ქიმიური წინააღმდეგობის გამო.
არის ტეფლონი PTFE
რა თქმა უნდა, ტეფლონი არის პოლიმერული მასალა, რომელიც პოლიმერიზებულია ტეტრაფტორეთილენისგან და წარმოადგენს პერფტორირებული მასალის ტიპს. მისი ქიმიური სახელია პოლიტეტრაფტორეთილენი (PTFE).
ტეფლონის ქიმიური სტრუქტურა ძალიან უნიკალურია. მოლეკულური სტრუქტურა არის ის, რომ F (ფტორის ატომები) ცვლის ყველა H (წყალბადის ატომს) C ჯაჭვზე. ამავდროულად, იმის გამო, რომ ფტორის ატომის რადიუსი გაცილებით დიდია, ვიდრე ნახშირბადის ატომის რადიუსი, ატომებს შორის უკუგდება ძალიან დიდია, ამიტომ წყალბადის ატომების მსგავსად, ისინი შეიძლება განლაგდეს სიბრტყეში, ამიტომ ფტორის ატომები თითქმის სპირალურად ახვევენ ნახშირბადის ატომებს, ისე რომ გარე სამყაროს ატომები მხოლოდ შედარებით კონტაქტში შევიდეს.
ფტორის ატომის ძლიერი ბარიერით, ტეფლონის პოლიმერული სტრუქტურა შედარებით სტაბილურია სხვა მასალებთან შედარებით.
ტეფლონის თვისებები
PTFE არის პოლიმერული პოლიმერული ტეტრაფტორეთილენის მონომერისგან. ეს არის გამჭვირვალე ან გაუმჭვირვალე ცვილის მსგავსი PE. მისი სიმკვრივეა 2.2გ/სმ3 და წყლის შთანთქმის მაჩვენებელი 0.01%-ზე ნაკლებია.
PTFE პოლიმერის ქიმიური სტრუქტურა PE-ს მსგავსია, გარდა იმისა, რომ პოლიეთილენში წყალბადის ყველა ატომი იცვლება ფტორის ატომებით. კავშირის მაღალი ენერგიისა და CF კავშირის სტაბილური მუშაობის გამო, მას აქვს შესანიშნავი ქიმიური კოროზიის წინააღმდეგობა და შეუძლია გაუძლოს ყველა ძლიერ მჟავას (მათ შორის aqua regia) გარდა მდნარი ტუტე ლითონებისა, დაჟანგვის საშუალებებისა და ნატრიუმის ჰიდროქსიდის 300°C-ზე ზემოთ. ისევე როგორც ძლიერი ოქსიდანტების, შემცირების აგენტების და სხვადასხვა ორგანული გამხსნელების ეფექტი.
PTFE მოლეკულაში F ატომი სიმეტრიულია, ხოლო CF კავშირის ორი ელემენტი კოვალენტურად არის დაკავშირებული. მოლეკულაში არ არის თავისუფალი ელექტრონები, რაც მთელ მოლეკულას ნეიტრალურს ხდის. აქედან გამომდინარე, მას აქვს შესანიშნავი დიელექტრიკული თვისებები და მის ელექტრო იზოლაციაზე გავლენას არ ახდენს გარემო და სიხშირე.
ტეფლონის ფიზიკური თვისებები
მისი მოცულობითი წინაღობა 1017-ზე მეტია, დიელექტრიკული დანაკარგი მცირეა, დაშლის ძაბვა მაღალია, რკალის წინააღმდეგობა კარგია და შეუძლია მუშაობა 250°C ელექტრულ გარემოში. იმის გამო, რომ PTFE მოლეკულურ სტრუქტურაში არ არის წყალბადის ბმები, სტრუქტურა სიმეტრიულია, ამიტომ მისი კრისტალიზაცია კრისტალიზაციის ხარისხი ძალიან მაღალია (ზოგადად კრისტალურობა არის 55%~75%, ზოგჯერ 94%), რაც PTFE-ს უკიდურესად სითბოს მდგრადს ხდის. მისი დნობის ტემპერატურაა 324C, დაშლის ტემპერატურა 415°C, ხოლო გამოყენების მაქსიმალური ტემპერატურა 250°C. ის მყიფეა ტემპერატურა არის -190°C, ხოლო სითბოს დამახინჯების ტემპერატურა (0.46MPa პირობებში) არის 120C.
ტეფლონის მასალას აქვს კარგი მექანიკური თვისებები. მისი დაჭიმვის სიძლიერეა 21~28MPa, ღუნვის ძალა 11~14MPa, დრეკადობა არის 250%~300%, ხოლო მისი დინამიური და სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტები ფოლადის მიმართ არის 0,04, რაც უკეთესია ნეილონზე, პოლიფორმალდეჰიდზე და პოლიეთილენზე. მაგარი პლასტმასის ხახუნის კოეფიციენტი მცირეა.
სუფთა PTFE-ს აქვს დაბალი სიმტკიცე, ცუდი აცვიათ წინააღმდეგობა და ცუდი მცოცავი წინააღმდეგობა. მისი მექანიკური თვისებების გასაუმჯობესებლად, როგორც წესი, საჭიროა PTFE პოლიმერში არაორგანული ნაწილაკების დამატება, როგორიცაა გრაფიტი, დისულფიდური ჯგუფი, ალუმინის ოქსიდი, მინის ბოჭკოვანი, ნახშირბადის ბოჭკო და ა.შ. და ასევე შეიძლება გაფართოვდეს სხვა პოლიმერებთან თანამშრომლობით, როგორიცაა პოლიფენილაზა (PHB), პოლიფენილ სულფიდი (PFS), პოლიეთილენ გლიკოლი (PEEK), პოლიეთილენ/პროპილენის კოპოლიმერი (PFEP) და ა.შ. მისი დამამშვიდებელი ტემპერატურის დიაპაზონი, აუმჯობესებს მის წინააღმდეგობას ცვალებადობის მიმართ.
როგორ მზადდება ტეფლონი
წარმოების პროცესი იყენებს ქლოროფორმს, როგორც ნედლეულს, იყენებს უწყლო ჰიდროფთორმჟავას ქლოროფორმის ფტორირაციისთვის, რეაქციის ტემპერატურა 65ºC-ზე მეტია, იყენებს ანტიმონის პენტაქლორიდს, როგორც კატალიზატორს და ბოლოს იყენებს თერმულ კრეკს ტეტრაფტორეთილენის წარმოებისთვის.
Aokai იწარმოება სუსპენზიის პოლიმერიზაციის ან ემულსიური პოლიმერიზაციის გამოყენებით.
მონომერის ტეტრაფტორეთილენის მომზადება
ინდუსტრიაში ნედლეულად გამოიყენება ქლოროფორმი, ქლოროფორმის ფტორირაციისთვის გამოიყენება უწყლო ჰიდროფთორმჟავა, რეაქციის ტემპერატურა 65ºC-ზე მეტია, ანტიმონის პენტაქლორიდი გამოიყენება კატალიზატორად და ბოლოს ტეტრაფტორეთილენი წარმოიქმნება თერმული კრეკინგით. ტეტრაფტორეთილენი ასევე შეიძლება წარმოიქმნას თუთიის რეაქციით ტეტრაფტორდიქლორეთანთან მაღალ ტემპერატურაზე.
პოლიტეტრაფტორეთილენის მომზადება
მინანქრის ან უჟანგავი ფოლადის პოლიმერიზაციის ქვაბში წყალი გამოიყენება როგორც საშუალება, კალიუმის პერსულფატი გამოიყენება როგორც ინიციატორი, პერფტორკარბოქსილის მჟავა ამონიუმის მარილი გამოიყენება როგორც დისპერსანტი, ფტორნახშირბადი გამოიყენება როგორც სტაბილიზატორი და ტეტრაფტორეთილენი რედოქს პოლიმერიზებულია წვრილ ფხვნილოვანი პოლიეთილენის მისაღებად. ტეტრაფტორეთილენი.
სარეაქციო ქვაბში დაამატეთ სხვადასხვა დანამატები და ტეტრაფტორეთილენის მონომერი პოლიმერიზაციის ქვაბში გაზის ფაზაში შედის. დაარეგულირეთ ქვაბში ტემპერატურა 25°C-მდე, შემდეგ დაამატეთ გარკვეული რაოდენობის აქტივატორი (ნატრიუმის მეტაბისულფიტი), რათა დაიწყოს პოლიმერიზაცია რედოქსის სისტემის მეშვეობით. პოლიმერიზაციის პროცესის დროს მონომერები მუდმივად ემატება და პოლიმერიზაციის წნევა შენარჩუნებულია 0.49-0.78 მპა-ზე. პოლიმერიზაციის შემდეგ მიღებულ დისპერსიას აზავებენ წყლით გარკვეულ კონცენტრაციამდე და რეგულირდება 15-20ºC ტემპერატურამდე. მექანიკური მორევით აგრეგაციის შემდეგ მას რეცხავენ წყლით და აშრობენ, ანუ ეს პროდუქტი მიიღება წვრილმარცვლოვანი ფისის სახით.
ტეფლონი უსაფრთხოა?
თავად ტეფლონის საფარი უსაფრთხოა: თავად ტეფლონის მასალა არატოქსიკურია, არ იშლება და არ გამოიწვევს ჯანმრთელობის საფრთხეს. ეს ალბათ იმიტომ ხდება, რომ მისი მოლეკულური სტრუქტურა ძირითადად უხსნადია რეალურ ქიმიკატებში, რომ აღარაფერი ვთქვათ მონელებული და შეიწოვება ადამიანის ორგანიზმის მიერ.
PTFE-ის უნიკალური თვისებები ხდის მას ფართოდ გამოყენებას სამრეწველო და საზღვაო ოპერაციებში, როგორიცაა ქიმიური მრეწველობა, ნავთობი, ტექსტილი, საკვები, ქაღალდის დამზადება, მედიცინა, ელექტრონიკა და მანქანები.
პოლიტეტრაფტორეთილენის (PTFE) გამოყენება ანტიკოროზიულ თვისებებში:
რეზინის, მინის, ლითონის შენადნობების და სხვა მასალების კოროზიის წინააღმდეგობის დეფექტების გამო, ძნელია შეხვდე მკაცრ გარემოს, სადაც თანაარსებობს ტემპერატურა, წნევა და ქიმიური საშუალებები და შედეგად მიღებული დანაკარგები საკმაოდ საგანგაშოა. მიუხედავად იმისა, რომ PTFE მასალას აქვს შესანიშნავი კოროზიის წინააღმდეგობა, პოლიტეტრაფტორეთილენი იყენებს ძირითად კოროზიის მდგრად მასალებს ნავთობის, ქიმიური, ტექსტილის და სხვა ინდუსტრიებში.
სპეციფიკური აპლიკაციებია: მიწოდების მილები, გამონაბოლქვი მილები, ორთქლის მილები კოროზიული აირების ტრანსპორტირებისთვის, მაღალი წნევის ნავთობის მილები მოძრავი ქარხნებისთვის, მაღალი, საშუალო და დაბალი წნევის მილები თვითმფრინავების ჰიდრავლიკური სისტემებისთვის და ცივი პრესის სისტემებისთვის, დისტილაციის კოშკები, სითბოს გადამცვლელები, ქვაბები, კოშკები და ტანკები. ქიმიური აღჭურვილობის დალუქვის შესრულება, როგორიცაა უგულებელყოფა და სარქველები, დიდ გავლენას ახდენს მთელი მანქანისა და აღჭურვილობის ეფექტურობასა და შესრულებაზე. PTFE მასალას აქვს კოროზიის წინააღმდეგობის მახასიათებლები, დაბერების წინააღმდეგობა, დაბალი ხახუნის კოეფიციენტი და არაწებოვნება, ფართო ტემპერატურული დიაპაზონი და კარგი ელასტიურობა. როგორიცაა მანქანების ღარიანი ფლანგების, სითბოს გადამცვლელების, მაღალი წნევის ჭურჭლის, დიდი დიამეტრის ჭურჭლის, სარქველების და ტუმბოების ლუქები, შუშის რეაქციის ქოთნების, ბრტყელი ფლანგების, დიდი დიამეტრის მილტუჩების, ლილვების, დგუშის ღეროების, სარქვლის ღეროები, ჭიის გადაცემათა ტუმბოები, საკინძების ლუქები და ა.შ.
2. პოლიტეტრაფტორეთილენის (PTFE) დაბალი ხახუნის შესრულება გამოიყენება დატვირთვის აპლიკაციებში.
ზოგიერთი აღჭურვილობის ხახუნის ნაწილები არ არის შესაფერისი შეზეთვისთვის, მაგალითად, სიტუაციებში, როდესაც საპოხი ცხიმი იხსნება გამხსნელებით და გახდება არაეფექტური, ან ქაღალდის წარმოებაში, ფარმაცევტულ პროდუქტებში, საკვებში, ქსოვილებში და ა.შ. მექანიკური აღჭურვილობის ნაწილები. ეს იმიტომ ხდება, რომ ამ მასალის ხახუნის კოეფიციენტი ყველაზე დაბალია ცნობილ მყარ მასალებში. მისი სპეციფიკური გამოყენება მოიცავს საკისრებს ქიმიური აღჭურვილობის, ქაღალდის დასამზადებელი მანქანებისა და სასოფლო-სამეურნეო მანქანებისთვის, როგორც დგუშის რგოლები, ჩარხების სახელმძღვანელო რელსები და სახელმძღვანელო რგოლები. ისინი ფართოდ გამოიყენება სამოქალაქო სამშენებლო პროექტებში, როგორც ხიდების დამხმარე სლაიდები, გვირაბის ფოლადის კონსტრუქციის სახურავის ფერმები, დიდი ქიმიური მილსადენები და შესანახი ავზები. ბლოკები, ასევე გამოიყენება როგორც ხიდის საყრდენი და ხიდის მბრუნავი და ა.შ.
3. პოლიტეტრაფტორეთილენის (PTFE) გამოყენება ელექტრონულ და ელექტრო პროგრამებში.
PTFE მასალების თანდაყოლილი დაბალი დანაკარგი და მცირე დიელექტრიკული მუდმივი საშუალებას აძლევს მას გადაკეთდეს ემალირებულ მავთულებად მიკრო ძრავებში, თერმოწყვილებში, საკონტროლო მოწყობილობებში და ა. ის ასევე არის ერთ-ერთი შეუცვლელი მასალა სამრეწველო ელექტრონული კომპონენტებისთვის, როგორიცაა აერონავტიკა და კოსმოსი. ფტორის პლასტმასის ფილმების გამოყენებას აქვს მაღალი გამტარიანობა ჟანგბადის მიმართ და მაღალი გამტარიანობა წყლის ორთქლის მიმართ. მცირე გამტარიანობის ეს შერჩევითი გამტარიანობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჟანგბადის სენსორების დასამზადებლად. ფტორპლასტიკების მახასიათებლები, რომლებიც იწვევენ პოლარული მუხტის გადახრას მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის პირობებში, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მიკროფონების, დინამიკების, რობოტებზე ნაწილების და ა.შ. დასამზადებლად და მათი დაბალი რეფრაქციის გამოყენება. მაღალი ეფექტურობის მახასიათებლებს შეუძლიათ ოპტიკური ბოჭკოების დამზადება.
4.პოლიტეტრაფტორეთილენის (PTFE) გამოყენება სამედიცინო მედიცინაში.
გაფართოებული PTFE მასალა არის წმინდა ინერტული და აქვს ძალიან ძლიერი ბიოლოგიური ადაპტაცია. ის არ გამოიწვევს ორგანიზმის უარყოფას და არ გააჩნია ფიზიოლოგიური გვერდითი მოვლენები ადამიანის ორგანიზმზე. მისი სტერილიზაცია შესაძლებელია ნებისმიერი მეთოდით. მისი მიკროფოროვანი სტრუქტურა საშუალებას იძლევა გამოიყენოს სხვადასხვა სარეაბილიტაციო გადაწყვეტილებები, მათ შორის ხელოვნური სისხლძარღვები და ლაქები რბილი ქსოვილების რეგენერაციისთვის და ქირურგიული ნაკერები სისხლძარღვთა, გულის, ზოგადი და ორთოპედიული ოპერაციებისთვის.
5.პოლიტეტრაფტორეთილენის (PTFE) წებოვანი თვისებების გამოყენება.
PTFE მასალას აქვს ყველაზე მცირე ზედაპირული დაძაბულობა მყარ მასალებს შორის და არ ეკვრის არცერთ ნივთიერებას. მას ასევე აქვს მაღალი და დაბალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის და ქიმიური ინერტულობის მახასიათებლები, რაც მას შესაფერისს ხდის ისეთი აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა წარმოება. არაწებოვანი ტაფები ფართოდ გამოიყენება წებოვნების საწინააღმდეგო პროგრამებში. ადჰეზივის საწინააღმდეგო პროცესი ძირითადად მოიცავს ორ ტიპს: PTFE ფურცლის დაყენება სუბსტრატზე და განთავსება. PTFE საფარი ან ლაქი შედგენილი შუშით სუბსტრატზე სითბოს შემცირების გზით.
მიუხედავად იმისა, რომ PTFE მასალებს ჯერ კიდევ აქვთ შედუღების მაღალი სირთულის პრობლემა, ტექნოლოგიების წინსვლასთან ერთად, სინთეზის ახალი მეთოდები მალე გადაჭრის PTFE-ის მტკივნეულ წერტილებს და გამოიყენებს PTFE სფეროების უფრო ფართო სპექტრს.
