Politetrafluoretilenas (PTFE) yra anglies ir fluoro polimeras. Ši medžiaga turi žinomiausią pavadinimą: teflonas.
PTFE savybės apima:
Puikios mechaninės savybės (<1%)
Cheminis inertiškumas atsparumas korozijai
Atsparumas karščiui
Mažiausi trinties koeficientai
Nelipnios savybės (atlaiko nuolatinę aukštą 500°f (260°c) temperatūrą)
Atsparumas dilimui
Aukšta lydymosi temperatūra
Puikios PTFE savybės suteikia jam platų pritaikymo spektrą ir dažniausiai naudojamas kaip neprideganti virtuvės reikmenų danga. Dėl geresnio PTFE atsparumo dilimui, jį galima derinti su įvairiomis medžiagomis, naudojant emulsinę polimerizaciją arba suspensijos polimerizaciją, kad susidarytų labai atsparūs šilumai pramoniniai produktai, pasižymintys puikiomis mechaninėmis savybėmis, pavyzdžiui, vielos izoliacija, maistinės konvejerio juostos, lankstūs nepridegantys audiniai ir kt.
![2]()
Politetrafluoretilenas buvo atrastas 1938 m. Iš pradžių jį atrado amerikiečių chemikas Roy'us J. Plunkettas (1910–1994), kai bandė sukurti naują anglies ir fluoro junginių šaltnešį. Žmonės tuo metu nebūtų pagalvoję apie šį įprastą produktą. Keisti katalizatoriai paveiks kiekvieną pasaulio aspektą.
1941 m. DuPont gavo šio gaminio patentą ir 1944 m. įregistravo prekės ženklą pavadinimu 'Teflon'.
Šiais laikais politetrafluoretilenas plačiai naudojamas daugelyje gamybos ir gyvenimo sričių. Viešojo maitinimo pramonėje plačiai naudojami PTFE dengti virtuvės reikmenys; drabužių pramonėje geriausi šalčiui atsparūs drabužiai iš tokių prekių ženklų kaip HELIKON ir Carinthia naudoja PTFE kaip dangą arba išorinį sluoksnį. , kad būtų pasiektas gebėjimas atlaikyti stiprų -30°C šaltį; karinėje srityje PTFE medžiagos, turinčios mažus nuostolius, puikias dielektrines savybes, gerą konsistenciją, stabilias chemines savybes ir beveik nesugeriančios drėgmės, plačiai naudojamos aukšto radijo dažnio radaro plokštėse. Medicinos srityje PTFE medžiagos taip pat plačiai naudojamos dirbtinėse kūno dalyse.
![3]()
PTFE reiškia politetrafluoretileną, cheminį polimero (C2F4)n terminą.
Ši medžiaga paprastai reiškia bet kokį firminį ptfe sintetinį fluoropolimerą. Pagrindinės politetrafluoretileno savybės yra šios:
Maksimali darbinė temperatūra (°F /°C): 500/260
Tempiamasis stipris trūkimo metu (PSI): 4000
Dielektrinė konstanta (kV/mil): 3,7
Proporcija: 2,16
Pailgėjimas lūžio metu: 350 %
Šoro D kietumas: 54
Plačiai naudojamas ptfe politetrafluoretileno sintetinis fluoropolimeras su aukščiau nurodytomis savybėmis jau turi daugybę prekių ženklų, pagrindiniai prekės ženklai yra šie:
![4]()
Politetrafluoretilenas yra linijinis polimeras, sudarytas iš anglies (C) ir fluoro (F) atomų, kurio cheminė formulė (C2F4)n, kur n yra monomero vienetų skaičius.
PTFE struktūra gali būti išreikšta taip: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Ilgą PTFE molekulių grandinę sudaro anglies atomai, kurių kiekvienas yra susietas su dviem fluoro atomais.
Fluoro atomai beveik dengia spiralinės polimero grandinės anglies atomų paviršių. Anglies atomai sudaro pagrindinę polimero grandinės grandinę. Fluoro atomai aplink anglies atomus sudaro į skydą panašią struktūrą, kuri gerai apsaugo vidinius anglies atomus.
Šis unikalus atomų išdėstymas suteikia PTFE išskirtinių savybių. Ši molekulinė struktūra prisideda prie neprilygstamų PTFE fizikinių ir cheminių savybių.
Kas yra teflono medžiaga?
Teflonas yra termoplastinis fluoropolimeras, o teflono akronimas yra PTFE (politetrafluoretilenas).
Teflonas yra Chemours prekės ženklas, tačiau PTFE taip pat galima įsigyti iš kitų įmonių nei Chemours.
Teflonas yra populiari medžiaga dėl mažos trinties, atsparumo aukštai temperatūrai ir cheminiam atsparumui.
Žinoma, teflonas yra polimerinė medžiaga, polimerizuota iš tetrafluoretileno ir yra perfluorintų medžiagų rūšis. Jo cheminis pavadinimas yra politetrafluoretilenas (PTFE).
Teflono cheminė struktūra yra labai unikali. Molekulinė struktūra yra tokia, kad F (fluoro atomai) pakeičia visus H (vandenilio atomus) C grandinėje. Tuo pačiu metu, kadangi fluoro atomo spindulys yra daug didesnis už anglies atomo spindulį, atstūmimas tarp atomų yra labai didelis, todėl tai nebus Kaip vandenilio atomai, jie gali būti išdėstyti plokštumoje, todėl fluoro atomai beveik spirale apvynioja anglies atomus, todėl išorinis pasaulis gali liestis tik su santykinai inertiškais fluoro atomais.
Dėl stiprios fluoro atomo barjero teflono polimero struktūra yra gana stabili, palyginti su kitomis medžiagomis.
![11]()
PTFE yra polimeras, polimerizuotas iš tetrafluoretileno monomero. Tai skaidrus arba nepermatomas vaškas, panašus į PE. Jo tankis yra 2,2 g/cm3, o vandens absorbcijos greitis yra mažesnis nei 0,01%.
PTFE polimero cheminė struktūra yra panaši į PE, išskyrus tai, kad visi vandenilio atomai polietilene yra pakeisti fluoro atomais. Dėl didelės jungties energijos ir stabilaus CF jungties veikimo, jis turi puikų atsparumą cheminei korozijai ir gali atlaikyti visas stiprias rūgštis (įskaitant vandens regiją), išskyrus išlydytus šarminius metalus, oksiduojančias terpes ir natrio hidroksidą aukštesnėje nei 300°C temperatūroje. Taip pat stiprių oksidantų, reduktorių ir įvairių organinių tirpiklių poveikis.
F atomas PTFE molekulėje yra simetriškas, o du CF jungties elementai yra kovalentiškai susieti. Molekulėje nėra laisvų elektronų, todėl visa molekulė yra neutrali. Todėl jis turi puikias dielektrines savybes, o jo elektros izoliacijai įtakos neturi aplinkos ir dažnio įtaka.
![512d5f3d-ff78-42ae-94a2-cbe31e9b4dda]()
Jo tūrinė varža didesnė nei 1017, dielektriniai nuostoliai maži, gedimo įtampa aukšta, lanko varža gera, gali dirbti 250°C elektrinėje aplinkoje. Kadangi PTFE molekulinėje struktūroje nėra vandenilinių ryšių, struktūra yra simetriška, todėl jos kristalizacija Kristalizacijos laipsnis yra labai aukštas (paprastai kristališkumas yra 55% ~ 75%, kartais net 94%), todėl PTFE yra ypač atsparus karščiui. Jo lydymosi temperatūra yra 324 ° C, skilimo temperatūra yra 415 ° C, o maksimali naudojimo temperatūra yra 250 ° C. Jis yra trapus Temperatūra yra -190 ° C, o šilumos iškraipymo temperatūra (esant 0,46 MPa sąlygoms) yra 120 ° C.
Teflono medžiaga pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis. Jo tempiamasis stipris yra 21–28 MPa, lenkimo stipris yra 11–14 MPa, pailgėjimas yra 250–300%, dinaminiai ir statiniai trinties koeficientai prieš plieną yra 0,04, o tai yra geresni nei nailono, poliformaldehido ir polietileno. Šaltų plastikų trinties koeficientas mažas.
Grynas PTFE turi mažą stiprumą, silpną atsparumą dilimui ir prastą atsparumą šliaužimui. Į PTFE polimerą paprastai reikia pridėti kai kurių neorganinių dalelių, tokių kaip grafitas, disulfido grupė, aliuminio oksidas, stiklo pluoštas, anglies pluoštas ir kt., siekiant pagerinti jo mechanines savybes. , taip pat gali būti išplėsta bendradarbiaujant su kitais polimerais, tokiais kaip polifenilazė (PHB), polifenileno sulfidas (PFS), polietilenglikolis (PEEK), polietileno/propileno kopolimeras (PFEP) ir kt., jo slopinimo temperatūros diapazonas, pagerinant atsparumą kintamumui.
![c4a261ee-9d7a-40cb-a84e-357d7ac5cda2]()
Gamybos procese kaip žaliava naudojamas chloroformas, chloroformui fluorinti naudojama bevandenė fluoro rūgštis, reakcijos temperatūra aukštesnė nei 65ºC, kaip katalizatorius naudojamas stibio pentachloridas ir galiausiai naudojamas terminis krekingas tetrafluoretilenui gaminti.
Aokai gaminami naudojant suspensinę arba emulsinę polimerizaciją.
Tetrafluoretileno monomero gavimas
Pramonėje kaip žaliava naudojamas chloroformas, chloroformui fluorinti naudojama bevandenė fluoro rūgštis, reakcijos temperatūra aukštesnė nei 65ºC, kaip katalizatorius naudojamas stibio pentachloridas, galiausiai terminio krekingo būdu gaminamas tetrafluoretilenas. Tetrafluoretilenas taip pat gali būti gaminamas reaguojant cinkui su tetrafluorodichloretanu aukštoje temperatūroje.
Politetrafluoretileno paruošimas
Emalio arba nerūdijančio plieno polimerizacijos virdulyje kaip terpė naudojamas vanduo, kaip iniciatorius – kalio persulfatas, kaip dispergatorius – perfluorkarboksirūgšties amonio druska, kaip stabilizatorius – fluoro anglis, o tetrafluoretilenas polimerizuojamas redokso būdu, kad būtų gautas smulkus polietileno milteliai. Tetrafluoretilenas.
Į reakcijos virdulį įpilkite įvairių priedų, ir tetrafluoretileno monomeras patenka į polimerizacijos katilą dujų fazėje. Sureguliuokite temperatūrą virdulyje iki 25°C, tada įpilkite tam tikrą kiekį aktyvatoriaus (natrio metabisulfito), kad pradėtumėte polimerizaciją per redokso sistemą. Polimerizacijos proceso metu monomerai nuolat pridedami, o polimerizacijos slėgis palaikomas 0,49–0,78 MPa. Po polimerizacijos gauta dispersija skiedžiama vandeniu iki tam tikros koncentracijos, o temperatūra reguliuojama iki 15-20ºC. Sujungus mechaniniu maišymu, jis nuplaunamas vandeniu ir išdžiovinamas, tai yra, šis produktas gaunamas kaip smulkia granuliuota derva.
Pati tefloninė danga yra saugi: pati tefloninė medžiaga yra netoksiška, nesuirs ir nekels pavojaus sveikatai. Tikriausiai taip yra todėl, kad jo molekulinė struktūra iš esmės netirpi tikrose cheminėse medžiagose, jau nekalbant apie virškinimą ir absorbciją žmogaus organizme.
Sužinokite daugiau apie teflono saugumą
![464d0c72-03f1-477a-8aa7-525162f89fec]()
Dėl unikalių PTFE savybių jis plačiai naudojamas pramonės ir jūrų operacijose, tokiose kaip chemijos pramonė, nafta, tekstilė, maistas, popieriaus gamyba, medicina, elektronika ir mašinos.
Politetrafluoretileno (PTFE) pritaikymas antikorozinėms savybėms:
Dėl gumos, stiklo, metalo lydinių ir kitų medžiagų atsparumo korozijai defektų sunku susidoroti su atšiauriomis sąlygomis, kuriose kartu egzistuoja temperatūra, slėgis ir cheminės terpės, o dėl to atsirandantys nuostoliai kelia nerimą. Nors PTFE medžiaga turi puikų atsparumą korozijai, politetrafluoretilenas naudoja pagrindines korozijai atsparias medžiagas naftos, chemijos, tekstilės ir kitose pramonės šakose.
Konkretus pritaikymas apima: tiekimo vamzdžius, išmetimo vamzdžius, garo vamzdžius korozinėms dujoms transportuoti, aukšto slėgio alyvos vamzdžius valcavimo staklynams, aukšto, vidutinio ir žemo slėgio vamzdžius orlaivių hidraulinėms sistemoms ir šalto preso sistemoms, distiliavimo bokštus, šilumokaičius, virdulius, bokštus ir rezervuarus. Cheminės įrangos sandariklių, tokių kaip įdėklai ir vožtuvai, veikimas turi didelę įtaką visos mašinos ir įrangos efektyvumui ir veikimui. PTFE medžiaga pasižymi atsparumu korozijai, senėjimui, mažu trinties koeficientu ir nelipnumu, plačiu temperatūrų diapazonu ir geru elastingumu, todėl labai tinka gaminti sandariklius, kuriems keliami aukšti atsparumo korozijai reikalavimai ir darbo temperatūra viršija 100°. Pavyzdžiui, mašinų griovelių flanšų, šilumokaičių, aukšto slėgio indų, didelio skersmens indų, vožtuvų ir siurblių sandarikliai, stiklo reakcijos indų sandarikliai, plokšti flanšai, didelio skersmens flanšai, velenai, stūmoklių strypai, vožtuvų strypai, sliekinės pavaros siurbliai, skersinių strypų sandarikliai ir kt.
2. Mažos trinties charakteristikos politetrafluoretilenas (PTFE) naudojamas apkrovoms.
Kai kurių įrenginių frikcinės dalys netinka tepimui, pvz., tais atvejais, kai tepaliniai riebalai ištirps tirpikliais ir taps neveiksmingi, arba popieriaus, farmacijos, maisto, tekstilės gaminiuose ir kt. Pramonės srityje naudojami produktai turi vengti užteršimo tepaline alyva, todėl užpildytos PTFE medžiagos yra idealiausia medžiaga mechaninėms dalims be alyvos. Taip yra todėl, kad šios medžiagos trinties koeficientas yra mažiausias tarp žinomų kietųjų medžiagų. Konkreti jo paskirtis – cheminės įrangos, popieriaus gamybos mašinų ir žemės ūkio mašinų guoliai, kaip stūmoklių žiedai, staklių kreipiamieji bėgiai ir kreipiamieji žiedai. Jie plačiai naudojami civilinės statybos projektuose kaip tiltų atraminės čiuožyklos, tunelių plieninių konstrukcijų stogo santvaros, dideli cheminių medžiagų vamzdynai ir talpyklos. Blokai, taip pat naudojami kaip tilto atramos ir tiltų pasukimai ir kt.
3. Politetrafluoretileno (PTFE) taikymas elektronikos ir elektros srityse.
PTFE medžiagoms būdingi maži nuostoliai ir maža dielektrinė konstanta leidžia iš jo pagaminti emaliuotus laidus, skirtus naudoti mikro varikliuose, termoporose, valdymo įrenginiuose ir kt., PTFE elektros izoliacinė plėvelė Tai ideali izoliacinė medžiaga gaminant kondensatorius, radijo izoliacinius įdėklus, izoliuotus kabelius, variklius ir transformatorius. Tai taip pat viena iš nepakeičiamų medžiagų pramoniniams elektroniniams komponentams, tokiems kaip aviacija ir kosmosas. Naudojant fluoro plastikines plėveles, yra didelis deguonies ir vandens garų pralaidumas. Šis selektyvus mažo pralaidumo pralaidumas gali būti naudojamas deguonies jutikliams gaminti. Fluoroplastikų charakteristikos, sukeliančios polinio krūvio nuokrypį esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui, gali būti naudojamos gaminant mikrofonus, garsiakalbius, robotų dalis ir kt., o jų maža refrakcija. Didelio efektyvumo charakteristikos gali sudaryti optinius pluoštus.
4.Politetrafluoretileno (PTFE) taikymas medicinos medicinoje.
Išplėstinė PTFE medžiaga yra grynai inertiška ir turi labai stiprų biologinį prisitaikymą. Jis nesukels organizmo atmetimo ir neturi fiziologinio šalutinio poveikio žmogaus organizmui. Galima sterilizuoti bet kokiu būdu. Jo mikroporinga struktūra leidžia naudoti įvairiuose reabilitacijos sprendimuose, įskaitant dirbtines kraujagysles ir pleistrus minkštųjų audinių regeneracijai bei chirurginius siūlus kraujagyslių, širdies, bendroms ir ortopedinėms operacijoms.
5. Politetrafluoretileno (PTFE) antilipnių savybių taikymas.
![6317fdf3-a8d8-4046-be60-c2e8c646059d]()
PTFE medžiaga turi mažiausią paviršiaus įtempimą tarp kietųjų medžiagų ir neprilimpa prie jokios medžiagos. Jis taip pat pasižymi atsparumu aukštai ir žemai temperatūrai bei cheminiam inertiškumui, todėl tinkamas tokioms reikmėms kaip gamyba. Nepridegančios keptuvės plačiai naudojamos apsaugai nuo lipnumo. Anti-adhezinis procesas daugiausia apima du tipus: PTFE lakšto montavimą ant pagrindo ir PTFE danga arba lakas, sudarytas su stiklu ant pagrindo dėl šilumos susitraukimo.
Sužinokite daugiau apie PTFE dangas
Nors PTFE medžiagas vis dar sunku suvirinti, tobulėjant technologijoms, nauji sintezės metodai greitai išspręs PTFE problemas ir pritaikys PTFE įvairesnėms sritims.
