폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)은 탄소와 불소 중합체입니다. 이 소재는 가장 친숙한 이름인 테플론(Teflon)을 가지고 있습니다.
PTFE의 특성은 다음과 같습니다.
우수한 기계적 특성(<1%)
화학적 불활성 내식성
내열성
최저 마찰 계수
달라붙지 않는 특성(500°f(260°c)의 지속적인 고온을 견딤)
내마모성
높은 융점
PTFE의 우수한 특성으로 인해 다양한 용도로 사용할 수 있으며 조리기구의 들러붙지 않는 코팅으로 가장 일반적으로 사용됩니다. PTFE의 더 나은 내마모성은 유화 중합 또는 현탁 중합 공정을 통해 다양한 재료와 결합하여 와이어 절연, 식품 등급 컨베이어 벨트, 유연한 붙지 않는 직물 등과 같은 우수한 기계적 특성을 지닌 고내열 산업 제품을 형성할 수 있습니다.
PTFE란 무엇입니까?
폴리테트라플루오로에틸렌은 1938년에 발견되었습니다. 이는 원래 미국의 화학자 Roy J. Plunkett(1910~1994)가 새로운 탄소 및 불소 화합물 냉매를 만들려고 시도하던 중 발견되었습니다. 당시 사람들은 이런 평범한 제품을 생각도 못했을 것이다. 이상한 촉매제는 세계의 모든 측면에 영향을 미칠 것입니다.
1941년에 듀폰은 이 제품에 대한 특허를 취득했고, 1944년에 'Teflon'이라는 이름으로 상표를 등록했습니다.
오늘날 폴리테트라플루오로에틸렌은 다양한 생산 및 생활 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 케이터링 산업에서는 PTFE 코팅 조리기구가 널리 사용됩니다. 의류 산업에서 HELIKON 및 Carinthia와 같은 브랜드의 최고 방한 의류는 모두 PTFE를 코팅 또는 외부 레이어로 사용합니다. , -30°C의 혹독한 추위를 견딜 수 있는 능력을 달성하기 위해; 군사 분야에서는 손실이 적고 유전 특성이 우수하며 일관성이 좋고 화학적 특성이 안정적이며 흡습성이 거의 없는 PTFE 재료가 고주파 레이더 패널에 널리 사용됩니다. 의료 분야에서는 PTFE 소재가 인공 신체 부위에도 널리 사용됩니다.
PTFE는 무엇을 의미합니까?
PTFE는 폴리머(C2F4)n의 화학 용어인 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타냅니다.
이 재료는 일반적으로 모든 브랜드의 PTFE 합성 불소중합체를 의미합니다. 폴리테트라플루오로에틸렌의 주요 특성은 다음과 같습니다.
최대 작동 온도(°F/°C): 500/260
파단 인장 강도(PSI): 4,000
유전 상수(kV/mil): 3.7
비율: 2.16
파단 신율: 350%
쇼어 D 경도: 54
위의 특성을 지닌 널리 사용되는 PTFE 폴리테트라플루오로에틸렌 합성 불소중합체에는 이미 수많은 브랜드가 있으며 주요 브랜드는 다음과 같습니다.
TEFLON®: 케무어스
FLUON®: AGC Ltd
DYNEON®: 3M
POLYFLON : 다이킨공업(주)
알고플론: Solvay Ltd.
PTFE 화학 구조
폴리테트라플루오로에틸렌은 탄소(C)와 불소(F) 원자로 구성된 선형 폴리머로, 화학식은 (C2F4)n입니다. 여기서 n은 모노머 단위의 수입니다.
PTFE의 구조는 다음과 같이 표현될 수 있습니다: -CF2-CF2-CF2-CF2-
PTFE 분자의 긴 사슬은 탄소 원자로 구성되어 있으며 각 탄소 원자는 두 개의 불소 원자에 연결되어 있습니다.
불소 원자는 나선형 중합체 사슬의 탄소 원자 표면을 거의 덮습니다. 탄소 원자는 고분자 사슬의 주쇄를 형성합니다. 불소 원자는 탄소 원자 주위에 방패 같은 구조를 형성하여 내부 탄소 원자를 잘 보호합니다.
이러한 독특한 원자 배열은 PTFE에 탁월한 특성을 부여합니다. 이 분자 구조는 PTFE의 비교할 수 없는 물리적, 화학적 특성에 기여합니다.
테프론 소재란 무엇입니까?
테프론은 열가소성 불소중합체이며, 테플론 약어는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)입니다.
Teflon은 Chemours의 상표이지만 PTFE는 Chemours가 아닌 다른 회사에서도 구입할 수 있습니다.
테프론은 낮은 마찰, 높은 내열성, 내화학성으로 인해 인기 있는 소재입니다.
테플론 PTFE인가요?
물론 테프론은 테트라플루오로에틸렌을 중합한 고분자 소재로 과불화 소재의 일종이다. 화학명은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)입니다.
테프론의 화학 구조는 매우 독특합니다. 분자 구조는 F(불소 원자)가 C 사슬의 모든 H(수소 원자)를 대체한다는 것입니다. 동시에 불소 원자의 반경은 탄소 원자의 반경보다 훨씬 크기 때문에 원자 사이의 반발력이 매우 크기 때문에 수소 원자처럼 평면으로 배열될 수 있으므로 불소 원자는 거의 나선형으로 탄소 원자를 감싸므로 외부 세계는 상대적으로 불활성인 불소 원자와만 접촉할 수 있습니다.
강력한 불소 원자 장벽을 갖춘 테프론 폴리머 구조는 다른 재료에 비해 상대적으로 안정적입니다.
테프론 속성
PTFE는 테트라플루오로에틸렌 단량체를 중합한 중합체입니다. PE와 유사한 투명 또는 불투명 왁스입니다. 밀도는 2.2g/cm3이고 수분 흡수율은 0.01% 미만입니다.
PTFE 폴리머의 화학 구조는 폴리에틸렌의 모든 수소 원자가 불소 원자로 대체된다는 점을 제외하면 PE의 화학 구조와 유사합니다. CF 결합의 높은 결합 에너지와 안정적인 성능으로 인해 화학적 내식성이 우수하고 용융 알칼리 금속, 산화 매체 및 300°C 이상의 수산화나트륨을 제외한 모든 강산(왕수 포함)을 견딜 수 있습니다. 강력한 산화제, 환원제 및 다양한 유기 용매의 효과도 있습니다.
PTFE 분자의 F 원자는 대칭이며 CF 결합의 두 요소는 공유 결합됩니다. 분자에는 자유 전자가 없으므로 전체 분자를 중성으로 만듭니다. 따라서 유전특성이 우수하고 전기절연성이 환경이나 주파수의 영향을 받지 않습니다.
테플론 물리적 특성
체적 저항률은 1017보다 크고 유전 손실은 작으며 항복 전압은 높고 아크 저항은 양호하며 250°C의 전기 환경에서 작동할 수 있습니다. PTFE 분자 구조에는 수소 결합이 없기 때문에 구조가 대칭이므로 결정화도가 매우 높습니다(일반적으로 결정화도는 55%~75%, 때로는 94%까지 높음). 이는 PTFE를 내열성이 매우 뛰어납니다. 녹는점은 324℃, 분해온도는 415℃, 최대사용온도는 250℃이다. 부서지기 쉽습니다. 온도는 -190°C이고, 열변형 온도(0.46MPa 조건에서)는 120°C입니다.
테프론 소재는 기계적 성질이 좋습니다. 인장강도는 21~28MPa, 굽힘강도는 11~14MPa, 연신율은 250%~300%, 강철에 대한 동적 및 정지마찰계수는 모두 0.04로 나일론, 폴리포름알데히드, 폴리에틸렌보다 우수합니다. 차가운 플라스틱의 마찰 계수는 작습니다.
순수 PTFE는 강도가 낮고 내마모성이 낮으며 크리프 저항성이 낮습니다. 기계적 성질을 향상시키기 위해서는 일반적으로 PTFE 폴리머에 흑연, 이황화 그룹, 산화 알루미늄, 유리 섬유, 탄소 섬유 등과 같은 일부 무기 입자를 추가해야 합니다. , 또한 폴리페닐라제(PHB), 폴리페닐렌 설파이드(PFS), 폴리에틸렌 글리콜(PEEK), 폴리에틸렌/프로필렌 공중합체(PFEP) 등과 같은 다른 폴리머와 협력하여 확장할 수 있습니다. 감쇠 온도 범위는 가변성에 대한 저항력을 향상시킵니다.
테프론은 어떻게 만들어지는가
제조 공정은 클로로포름을 원료로 사용하고 무수 불화수소산을 사용하여 클로로포름을 불소화하며 반응 온도는 65°C 이상이며 5염화안티몬을 촉매로 사용하고 최종적으로 열분해를 사용하여 테트라플루오로에틸렌을 생산합니다.
아오카이는 현탁중합 또는 유화중합을 이용해 생산됩니다.
단량체 테트라플루오로에틸렌의 제조
공업적으로는 클로로포름을 원료로 사용하고, 무수불산을 사용하여 클로로포름을 불소화하고, 반응온도를 65℃ 이상으로 하고, 5염화안티몬을 촉매로 사용하고, 최종적으로 열분해를 통해 테트라플루오로에틸렌을 생산한다. 테트라플루오로에틸렌은 아연을 고온에서 테트라플루오로디클로로에탄과 반응시켜 생산할 수도 있습니다.
반응 주전자에 다양한 첨가제를 추가하면 테트라플루오로에틸렌 단량체가 기상으로 중합 주전자에 들어갑니다. 주전자의 온도를 25°C로 조정한 다음 일정량의 활성화제(메타중아황산나트륨)를 추가하여 산화환원 시스템을 통해 중합을 시작합니다. 중합과정에서 모노머는 지속적으로 첨가되며, 중합압력은 0.49~0.78MPa로 유지됩니다. 중합 후 얻은 분산액을 물로 일정 농도로 희석한 후 온도를 15~20℃로 조절한다. 기계적으로 교반하면서 응집시킨 후 물로 세척하고 건조하여 세립수지로서 얻는다.
테플론은 안전한가요?
테프론 코팅 자체는 안전합니다. 테프론 소재 자체는 무독성이며 분해되지 않으며 건강에 해를 끼치 지 않습니다. 이는 아마도 분자 구조가 기본적으로 실제 화학 물질에 녹지 않고 인체에 소화 흡수되기 때문일 것입니다.
PTFE의 독특한 특성으로 인해 화학 산업, 석유, 섬유, 식품, 제지, 의학, 전자 및 기계와 같은 산업 및 해양 작업에 널리 사용됩니다.
부식 방지 특성을 위한 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 적용:
고무, 유리, 금속 합금 및 기타 재료의 내식성 결함으로 인해 온도, 압력 및 화학 매체가 공존하는 가혹한 환경을 충족하기 어렵고 그에 따른 손실은 매우 놀랍습니다. PTFE 소재는 내식성이 우수하지만 폴리테트라플루오로에틸렌은 석유, 화학, 섬유 및 기타 산업 분야의 주요 내식성 소재를 사용합니다.
특정 응용 분야에는 공급 파이프, 배기관, 부식성 가스 수송용 증기 파이프, 압연기용 고압 오일 파이프, 항공기 유압 시스템 및 냉압 시스템용 고압, 중압 및 저압 파이프, 증류탑, 열 교환기, 주전자, 타워 및 탱크가 포함됩니다. 라이닝, 밸브 등 화학 장비 씰의 성능은 전체 기계 및 장비의 효율성과 성능에 큰 영향을 미칩니다. PTFE 소재는 내식성, 노화 저항성, 낮은 마찰 계수 및 비점착성, 넓은 온도 범위 및 우수한 탄성 특성을 갖고 있어 내식성 요구 사항이 높고 작동 온도가 100° 이상인 씰 제조에 매우 적합합니다. 기계의 홈이 있는 플랜지용 씰, 열 교환기, 고압 용기, 대구경 용기, 밸브 및 펌프용 씰, 유리 반응 포트용 씰, 플랫 플랜지, 대구경 플랜지, 샤프트, 피스톤 로드, 밸브 로드, 웜 기어 펌프, 타이 로드 씰 등
2.하중 용도에는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 저마찰 성능을 사용합니다.
일부 장비의 마찰 부품은 윤활 그리스가 용제에 용해되어 효과가 없게 되는 상황이나 제지, 의약품, 식품, 직물 등과 같은 윤활에 적합하지 않습니다. 산업 분야의 제품은 윤활유 오염을 방지해야 하며, 이는 충전된 PTFE 재료를 기계 장비 부품의 오일 프리 윤활(직접 하중 베어링)에 가장 이상적인 재료로 만듭니다. 이는 이 재료의 마찰계수가 알려진 고체 재료 중에서 가장 낮기 때문입니다. 특정 용도에는 피스톤 링, 공작 기계 가이드 레일 및 가이드 링과 같은 화학 장비, 제지 기계 및 농업 기계용 베어링이 포함됩니다. 이 제품은 교량용 지지 슬라이드, 터널 강철 구조 지붕 트러스, 대형 화학 파이프라인 및 저장 탱크로 토목 건설 프로젝트에서 널리 사용됩니다. 블록은 물론 교량 지지대, 교량 회전대 등으로도 사용됩니다.
3. 전자 및 전기 응용 분야에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 적용합니다.
PTFE 재료의 고유한 저손실 및 작은 유전 상수로 인해 마이크로 모터, 열전대, 제어 장치 등에 사용하기 위한 에나멜 와이어로 만들 수 있습니다. PTFE 전기 절연 필름 커패시터, 무선 절연 라이너, 절연 케이블, 모터 및 변압기 제조에 이상적인 절연 재료입니다. 또한 항공우주, 항공우주 등 산업용 전자부품에 없어서는 안 될 소재 중 하나이기도 하다. 불소 플라스틱 필름을 사용하면 산소에 대한 투과성이 높고 수증기에 대한 투과성이 높습니다. 이러한 작은 투자율의 선택적 투자율은 산소 센서를 제조하는 데 사용될 수 있습니다. 고온, 고압 하에서 극성 전하 편차를 일으키는 불소수지의 특성을 이용하여 마이크, 스피커, 로봇 부품 등을 제작할 수 있으며, 저굴절 특성을 활용할 수 있습니다. 고효율의 특성으로 광섬유를 만들 수 있습니다.
4. 의료용 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 응용.
확장된 PTFE 소재는 순수하게 불활성이며 생물학적 적응성이 매우 뛰어납니다. 신체에 거부반응을 일으키지 않으며 인체에 생리학적 부작용도 없습니다. 어떤 방법으로든 살균이 가능합니다. 미세 다공성 구조 덕분에 인공 혈관, 연조직 재생용 패치, 혈관 수술, 심장 수술, 일반 수술, 정형외과 수술용 봉합사 등 다양한 재활 솔루션에 사용할 수 있습니다.
5. 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 접착 방지 특성 적용.
PTFE 소재는 고체재료 중 표면장력이 가장 작아 어떤 물질에도 들러붙지 않습니다. 또한 고온 및 저온 저항성과 화학적 불활성 특성을 갖고 있어 제조와 같은 응용 분야에 적합합니다. 붙지 않는 팬은 붙지 않는 용도로 널리 사용됩니다. 접착 방지 공정에는 주로 두 가지 유형이 있습니다. 즉, PTFE 시트를 기판에 설치하고 배치하는 것입니다. 기판에 유리와 합성된 PTFE 코팅 또는 바니시입니다 . 열 수축을 통해
