Политетрафторэтилен (PTFE) - көміртекті және фторлы полимер. Бұл материалдың ең танымал атауы бар: тефлон.
PTFE қасиеттеріне мыналар жатады:
Өте жақсы механикалық қасиеттер (<1%)
Химиялық инерттіліктің коррозияға төзімділігі
Ыстыққа төзімділік
Ең төменгі үйкеліс коэффициенттері
Жабысқақ емес қасиеттері (500°f (260°c) үздіксіз жоғары температураға төзеді)
Тозуға төзімділік
Жоғары балқу температурасы
PTFE тамаша қасиеттері оны қолданудың кең ауқымын береді және ол көбінесе ыдыстарға жабыспайтын жабын ретінде пайдаланылады. PTFE-нің жақсырақ тозуға төзімділігі оны эмульсияны полимерлеу немесе суспензияны полимерлеу арқылы әртүрлі материалдармен біріктіріп, тамаша механикалық қасиеттері бар жоғары термиялық төзімді өнеркәсіптік өнімдерді қалыптастыруға мүмкіндік береді, мысалы, сым оқшаулауы, тағамдық конвейер таспалары, икемді жабыспайтын маталар және т.б.
PTFE дегеніміз не?
Политетрафторэтилен 1938 жылы ашылды. Оны алғашында американдық химик Рой Дж. Планкетт (1910–1994) көміртегі мен фтор қосылыстарының жаңа салқындатқышын жасауға тырысқан кезде ашты. Ол кездегі адамдар бұл қарапайым өнім туралы ойламаған болар еді. Біртүрлі катализаторлар әлемнің барлық аспектілеріне әсер етеді.
1941 жылы DuPont осы өнімге патент алып, 1944 жылы «Тефлон» деген атпен сауда белгісін тіркеді.
Қазіргі уақытта политетрафторэтилен өндіріс пен өмірдің көптеген салаларында кеңінен қолданылады. Қоғамдық тамақтандыру өнеркәсібінде PTFE жабыны бар ыдыстар кеңінен қолданылады; киім өнеркәсібінде HELIKON және Carinthia сияқты брендтердің суыққа төзімді киімдері жабын немесе сыртқы қабат ретінде PTFE пайдаланады. , -30°С қатты суыққа төтеп беру қабілетіне жету үшін; әскери салада жоғары радиожиілік радиолокациялық панельдерде шығыны аз, тамаша диэлектрлік қасиеттері, жақсы консистенциясы, тұрақты химиялық қасиеттері және ылғал сіңірмейтін дерлік PTFE материалдары кеңінен қолданылады. Медицина саласында PTFE материалдары дененің жасанды бөліктерінде де кеңінен қолданылады.
PTFE нені білдіреді?
PTFE политетрафторэтилен дегенді білдіреді, бұл полимер (C2F4)n үшін химиялық термин.
Бұл материал әдетте кез келген фирмалық ptfe синтетикалық фторполимеріне қатысты. Политетрафторэтиленнің негізгі сипаттамалары келесідей:
Ең жоғары жұмыс температурасы (°F /°C): 500/260
Үзілу кезіндегі созылу күші (PSI): 4000
Диэлектрлік өтімділік (кВ/мил): 3,7
Пропорция: 2.16
Үзіліс кезінде созылу: 350%
Shore D қаттылығы: 54
Жоғарыда аталған сипаттамалары бар кеңінен қолданылатын ptfe политетрафторэтилен синтетикалық фторполимерінің сансыз брендтері бар, негізгі брендтер келесідей:
TEFLON®: химиурлар
FLUON®: AGC Ltd
DYNEON®: 3М
POLYFLON: Daikin Industrial Co., Ltd.
ALGOFLON: Solvay Ltd.
PTFE химиялық құрылымы
Политетрафторэтилен – көміртегі (С) және фтор (F) атомдарынан тұратын сызықты полимер, химиялық формуласы (C2F4)n, мұндағы n – мономер бірліктерінің саны.
PTFE құрылымын келесі түрде көрсетуге болады: -CF2-CF2-CF2-CF2-
PTFE молекулаларының ұзын тізбегі көміртегі атомдарынан тұрады, олардың әрқайсысы екі фтор атомымен байланысқан.
Фтор атомдары спиральды полимер тізбегінің көміртегі атомдарының бетін дерлік жабады. Көміртек атомдары полимер тізбегінің негізгі тізбегін құрайды. Фтор атомдары ішкі көміртек атомдарын жақсы қорғайтын көміртек атомдарының айналасында қалқан тәрізді құрылым құрайды.
Атомдардың бұл бірегей орналасуы PTFE-ге оның ерекше қасиеттерін береді. Бұл молекулалық құрылым PTFE-нің теңдесі жоқ физикалық және химиялық қасиеттеріне ықпал етеді.
Тефлон материалы дегеніміз не?
Тефлон – термопластикалық фторполимер, ал тефлонның аббревиатурасы – PTFE (политетрафторэтилен).
Тефлон Chemours компаниясының сауда белгісі болып табылады, дегенмен PTFE Chemours компаниясынан басқа компаниялардан да сатып алуға болады.
Тефлон төмен үйкеліске, жоғары температураға төзімділікке және химиялық төзімділікке байланысты танымал материал.
Бұл тефлон PTFE
Әрине, тефлон тетрафторэтиленнен полимерленген полимерлі материал және перфторланған материалдың бір түрі болып табылады. Оның химиялық атауы - политетрафторэтилен (PTFE).
Тефлонның химиялық құрылымы өте ерекше. Молекулалық құрылым F (фтор атомдары) С тізбегіндегі барлық Н (сутегі атомдары) орнын басады. Сонымен қатар, фтор атомының радиусы көміртегі атомының радиусынан әлдеқайда үлкен болғандықтан, атомдар арасындағы итеру өте үлкен, сондықтан ол сутегі атомдарына ұқсамайды, олар бір жазықтықта орналасуы мүмкін, сондықтан фтор атомдары көміртегі атомдарын орап алу үшін спиральға айналады, осылайша сыртқы әлем тек салыстырмалы түрде инертті атомдармен жанаса алады.
Күшті фтор атомдық кедергісі бар тефлон полимер құрылымы басқа материалдармен салыстырғанда салыстырмалы түрде тұрақты.
Тефлон қасиеттері
PTFE - тетрафторэтилен мономерінен полимерленген полимер. Бұл PE-ге ұқсас мөлдір немесе мөлдір емес балауыз. Оның тығыздығы 2,2г/см3, суды сіңіру жылдамдығы 0,01%-дан аз.
PTFE полимерінің химиялық құрылымы ПЭ-ге ұқсас, тек полиэтилендегі барлық сутегі атомдары фтор атомдарымен ауыстырылады. Жоғары байланыс энергиясы және CF байланысының тұрақты өнімділігі арқасында ол тамаша химиялық коррозияға төзімділікке ие және балқытылған сілтілі металдардан, тотықтырғыш ортадан және 300 ° C жоғары натрий гидроксидінен басқа барлық күшті қышқылдарға (соның ішінде аква региа) төтеп бере алады. Сондай-ақ күшті тотықтырғыштардың, қалпына келтіргіштердің және әртүрлі органикалық еріткіштердің әсері.
PTFE молекуласындағы F атомы симметриялы, ал CF байланысындағы екі элемент ковалентті байланысқан. Молекулада бос электрондар жоқ, бұл бүкіл молекуланы бейтарап етеді. Сондықтан ол тамаша диэлектрлік қасиеттерге ие және оның электрлік оқшаулауына қоршаған орта мен жиіліктің әсері әсер етпейді.
Тефлонның физикалық қасиеттері
Оның көлемдік меншікті кедергісі 1017-ден жоғары, диэлектрлік шығыны аз, бұзылу кернеуі жоғары, доғаның кедергісі жақсы, 250°С электрлік ортада жұмыс істей алады. PTFE молекулалық құрылымында сутегі байланыстары болмағандықтан, құрылым симметриялы, сондықтан оның кристалдануы Кристалдану дәрежесі өте жоғары (әдетте кристалдылық 55% ~ 75%, кейде 94% дейін жоғары), бұл PTFE-ді өте ыстыққа төзімді етеді. Оның балқу температурасы 324С, ыдырау температурасы 415°С, максималды пайдалану температурасы 250°С. Ол сынғыш Температура -190°C, ал жылу бұрмалану температурасы (0,46МПа жағдайында) 120C.
Тефлон материалы жақсы механикалық қасиеттерге ие. Оның созылу беріктігі 21~28МПа, иілу күші 11~14МПа, ұзаруы 250%~300%, болатқа қарсы динамикалық және статикалық үйкеліс коэффициенттері де 0,04, бұл нейлон, полиформальдегид және полиэтиленнен жақсырақ. Салқын пластмассалардың үйкеліс коэффициенті аз.
Таза PTFE төмен беріктікке, нашар тозуға төзімділікке және нашар сусымалыға төзімділікке ие. Әдетте PTFE полимеріне оның механикалық қасиеттерін жақсарту үшін кейбір бейорганикалық бөлшектерді қосу қажет, мысалы, графит, дисульфид тобы, алюминий оксиді, шыны талшық, көміртекті талшық және т.б. , және де полифенилаза (PHB), полифенилен сульфиді (PFS), полиэтиленгликоль (PEEK), полиэтилен/пропилен сополимері (PFEP) және т.б. сияқты басқа полимерлермен ынтымақтасу арқылы кеңейтілуі мүмкін.
Тефлон қалай жасалады
Өндіріс процесі шикізат ретінде хлороформды пайдаланады, хлороформды фторлау үшін сусыз фторлы қышқылды пайдаланады, реакция температурасы 65ºC-ден жоғары, катализатор ретінде сурьма пентахлоридін пайдаланады және тетрафторэтилен өндіру үшін термиялық крекингті пайдаланады.
Аокай суспензия полимерлеу немесе эмульсия полимерлеу арқылы өндіріледі.
Тетрафторэтилен мономерін алу
Өнеркәсіпте шикізат ретінде хлороформ, хлороформды фторлау үшін сусыз фторлы қышқыл қолданылады, реакция температурасы 65ºС жоғары, катализатор ретінде сурьма пентахлориді пайдаланылады, ең соңында термиялық крекинг арқылы тетрафторэтилен алынады. Тетрафторэтилен мырышты тетрафтородихлорэтанмен жоғары температурада әрекеттесу арқылы да алуға болады.
Политетрафторэтиленді дайындау
Эмальдан немесе тот баспайтын болаттан жасалған полимерлеу шәйнегінде орта ретінде су, бастамашы ретінде калий персульфаты, диспергатор ретінде перфторкарбон қышқылы аммоний тұзы, тұрақтандырғыш ретінде фторкөміртекті, ал тетрафторэтилен тотықсыздандырылып, майда ұнтақ полиэтиленді алу үшін қолданылады. Тетрафторэтилен.
Реакциялық шәйнекке әртүрлі қоспаларды қосыңыз, ал тетрафторэтилен мономері газ фазасында полимерлеу шәйнекке түседі. Шәйнектегі температураны 25°C дейін реттеңіз, содан кейін тотығу-тотықсыздану жүйесі арқылы полимерленуді бастау үшін активатордың белгілі бір мөлшерін (натрий метабисульфиті) қосыңыз. Полимерлеу процесінде мономерлер үздіксіз қосылады, ал полимерлеу қысымы 0,49~0,78МПа деңгейінде сақталады. Полимерлеуден кейін алынған дисперсия сумен белгілі бір концентрацияға дейін сұйылтылады және температура 15 ~ 20ºC дейін реттеледі. Механикалық араластыру арқылы біріктірілгеннен кейін сумен жуылады және кептіріледі, яғни бұл өнім ұсақ түйіршікті шайыр түрінде алынады.
Тефлон қауіпсіз бе?
Тефлон жабынының өзі қауіпсіз: тефлон материалының өзі улы емес, ыдырамайды және денсаулыққа қауіп төндірмейді. Бұл оның молекулалық құрылымының адам ағзасында қорытылып, сіңуі былай тұрсын, нақты химиялық заттарда негізінен ерімейтіндіктен болса керек.
PTFE бірегей қасиеттері оны химия өнеркәсібі, мұнай, тоқыма, тамақ, қағаз жасау, медицина, электроника және машина жасау сияқты өнеркәсіптік және теңіз операцияларында кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
Политетрафторэтиленді (PTFE) коррозияға қарсы қасиеттерде қолдану:
Резеңке, шыны, металл қорытпалары және басқа да материалдардың коррозияға төзімділігінің ақауларына байланысты температура, қысым және химиялық орталар қатар жүретін қатал ортаны қанағаттандыру қиын, ал осыдан болатын шығындар айтарлықтай алаңдатады. PTFE материалы тамаша коррозияға төзімділікке ие болғанымен, политетрафторэтилен мұнай, химия, тоқыма және басқа салаларда коррозияға төзімді негізгі материалдарды пайдаланады.
Арнайы қолданбаларға мыналар жатады: жеткізу құбырлары, сору құбырлары, коррозиялық газдарды тасымалдауға арналған бу құбырлары, прокат стандарына арналған жоғары қысымды мұнай құбырлары, ұшақтардың гидравликалық жүйелері мен суық престеу жүйелеріне арналған жоғары, орташа және төмен қысымды құбырлар, дистилляциялық мұнаралар, жылу алмастырғыштар, шәйнектер, мұнаралар мен цистерналар. Қаптамалар мен клапандар сияқты химиялық жабдықтың тығыздағыштарының өнімділігі бүкіл машина мен жабдықтың тиімділігі мен өнімділігіне үлкен әсер етеді. PTFE материалы коррозияға төзімділік, қартаюға төзімділік, төмен үйкеліс коэффициенті және жабыспайтындық, кең температура диапазоны және жақсы икемділік сипаттамаларына ие, бұл оны коррозияға төзімділігі жоғары талаптары және 100 ° жоғары жұмыс температурасы бар тығыздағыштарды өндіру үшін өте қолайлы етеді. Машиналардың ойық фланецтеріне, жылу алмастырғыштарға, жоғары қысымды ыдыстарға, үлкен диаметрлі ыдыстарға, клапандар мен сорғыларға арналған тығыздағыштар, шыны реакциялық кастрюльдерге арналған тығыздағыштар, жалпақ фланецтер, үлкен диаметрлі фланецтер, білікшелер, поршеньдік шыбықтар, клапан штангалары, червякты беріліс сорғылары, галстук тығыздағыштар және т.б.
2. Политетрафторэтиленнің (PTFE) төмен үйкеліс өнімділігі жүктеме қолданбаларында қолданылады.
Кейбір жабдықтың үйкеліс бөліктері майлау үшін жарамсыз, мысалы, майлау майы еріткіштермен ерітілген және тиімсіз болатын жағдайларда немесе қағаз өндірісінде, фармацевтикада, тамақ өнімдерінде, тоқыма және т.б. Өнеркәсіптік саладағы өнімдер майлау майының ластануын болдырмауы керек, бұл толтырылған PTFE материалдарын майлау үшін ең тамаша материал (майсыз механикалық жүктеме) үшін майлаушы жабдықты майлау үшін ең жақсы материал. бөліктері. Өйткені бұл материалдың үйкеліс коэффициенті белгілі қатты материалдардың ішіндегі ең төмені. Оның ерекше қолданылуына химиялық жабдыққа арналған мойынтіректерді, қағаз жасау машиналарын және ауылшаруашылық машиналарын, поршеньдік сақиналарды, станокты бағыттаушы рельстерді және бағыттаушы сақиналарды қамтиды. Олар азаматтық құрылыс жобаларында көпірлерге, туннельдік болат құрылымдардың шатыр трусаларына, ірі химиялық құбырларға және резервуарларға арналған тіреуіштер ретінде кеңінен қолданылады. Блоктар, сондай-ақ көпір тіректері және көпір бұрылыстары ретінде пайдаланылады және т.б.
3. Политетрафторэтиленді (PTFE) электронды және электрлік қолданбалы қолдану.
PTFE материалдарының тән аз шығыны және шағын диэлектрлік тұрақтылығы оны микро қозғалтқыштарда, термопарларда, басқару құрылғыларында және т.б. пайдалану үшін эмальданған сымдарға жасауға мүмкіндік береді, PTFE электр оқшаулағыш пленкасы Бұл конденсаторларды, радиооқшаулағыш төсемдерді, оқшауланған кабельдерді, қозғалтқыштарды және трансформаторларды өндіру үшін тамаша оқшаулағыш материал. Ол сондай-ақ аэроғарыш және аэроғарыш сияқты өнеркәсіптік электронды компоненттер үшін таптырмас материалдардың бірі болып табылады. Фторлы пластикалық пленкаларды пайдалану оттегінің жоғары өткізгіштігіне және су буының жоғары өткізгіштігіне ие. Кішкентай өткізгіштіктің бұл таңдамалы өткізгіштігі оттегі сенсорларын өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Жоғары температура мен жоғары қысымда полярлық зарядтың ауытқуын тудыратын фторопластиктердің сипаттамалары микрофондарды, динамиктерді, роботтардағы бөлшектерді және т.б. өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін және олардың төмен сынуы қолданылуы мүмкін. Жоғары тиімділік сипаттамалары оптикалық талшықтарды жасай алады.
4. Политетрафторэтиленді (ПТФЭ) медициналық медицинада қолдану.
Кеңейтілген PTFE материалы таза инертті және өте күшті биологиялық бейімделгіштікке ие. Ол дененің қабылдамауын тудырмайды және адам ағзасына физиологиялық жанама әсер етпейді. Оны кез келген әдіспен зарарсыздандыруға болады. Оның микрокеуекті құрылымы жасанды қан тамырлары мен жұмсақ тіндерді қалпына келтіруге арналған патчтарды және қан тамырлары, кардиохирургиялық, жалпы және ортопедиялық операцияларға арналған хирургиялық тігістерді қоса алғанда, әртүрлі оңалту шешімдерінде қолдануға мүмкіндік береді.
5. Политетрафторэтиленнің (ПТФЭ) жабысуға қарсы қасиеттерін қолдану.
PTFE материалы қатты материалдар арасындағы ең аз беттік керілуге ие және ешбір затқа жабыспайды. Ол сондай-ақ жоғары және төмен температураға төзімділік пен химиялық инерттіліктің сипаттамаларына ие, бұл оны өндіріс сияқты қолданбаларға қолайлы етеді. Жабысқақ емес кастрюльдер жабыспайтын қолданбаларда кеңінен қолданылады. Жабысқа қарсы процесс негізінен екі түрді қамтиды: PTFE парағын субстратқа орнату және PTFE жабыны немесе лак субстратта шыныдан тұрады . жылуды азайту арқылы
PTFE материалдары дәнекерлеуде әлі де жоғары қиындықтарға ие болса да, технологияның дамуымен жаңа синтез әдістері жақын арада PTFE ауырсыну нүктелерін шешеді және PTFE кең ауқымды өрістерге қолданады.
