Politetrafluoretilēns (PTFE) ir oglekļa un fluora polimērs. Šim materiālam ir vispazīstamākais nosaukums: teflons.
PTFE īpašības ietver:
Lieliskas mehāniskās īpašības (<1%)
Ķīmiskās inerces izturība pret koroziju
Karstumizturība
Zemākie berzes koeficienti
Nelipšanas īpašības (iztur nepārtrauktu augstu temperatūru līdz 260 °C)
Nodilumizturība
Augsta kušanas temperatūra
PTFE lieliskās īpašības sniedz tam plašu pielietojumu klāstu, un to visbiežāk izmanto kā nepiedegošu pārklājumu virtuves traukiem. PTFE labāka nodilumizturība ļauj to kombinēt ar dažādiem materiāliem, izmantojot emulsijas polimerizācijas vai suspensijas polimerizācijas apstrādi, veidojot augstas termiski izturīgus rūpnieciskos izstrādājumus ar izcilām mehāniskām īpašībām, piemēram, stiepļu izolāciju, pārtikas konveijera lentes, elastīgus nepiedegošus audumus utt.
![2]()
Politetrafluoretilēns tika atklāts 1938. gadā. Sākotnēji to atklāja amerikāņu ķīmiķis Rojs J. Plunkets (1910–1994), kad viņš mēģināja izveidot jaunu oglekļa un fluora savienojumu aukstumnesēju. Cilvēki tajā laikā nebūtu domājuši par šo parasto produktu. Dīvaini katalizatori ietekmēs visus pasaules aspektus.
1941. gadā DuPont ieguva patentu šim produktam un 1944. gadā reģistrēja preču zīmi ar nosaukumu 'Teflon'.
Mūsdienās politetrafluoretilēns ir plaši izmantots daudzās ražošanas un dzīves jomās. Ēdināšanas nozarē plaši tiek izmantoti virtuves piederumi ar PTFE pārklājumu; apģērbu rūpniecībā aukstumizturīgie apģērbi no tādiem zīmoliem kā HELIKON un Carinthia izmanto PTFE kā pārklājumu vai ārējo slāni. , lai sasniegtu spēju izturēt bargu -30°C aukstumu; militārajā jomā augstas radiofrekvences radaru paneļos plaši izmanto PTFE materiālus ar zemiem zudumiem, izcilām dielektriskajām īpašībām, labu konsistenci, stabilām ķīmiskajām īpašībām un gandrīz nekādu mitruma absorbciju. Medicīnas jomā PTFE materiālus plaši izmanto arī mākslīgās ķermeņa daļās.
![3]()
PTFE apzīmē politetrafluoretilēnu, kas ir polimēra (C2F4)n ķīmiskais termins.
Šis materiāls parasti attiecas uz jebkuru firmas ptfe sintētisko fluorpolimēru. Galvenās politetrafluoretilēna īpašības ir šādas:
Maksimālā darba temperatūra (°F/°C): 500/260
Stiepes izturība pārrāvuma brīdī (PSI): 4000
Dielektriskā konstante (kV/mil): 3.7
Proporcija: 2.16
Pārrāvuma pagarinājums: 350%
Šora D cietība: 54
Plaši izmantotajam ptfe politetrafluoretilēna sintētiskajam fluorpolimēram ar iepriekšminētajām īpašībām jau ir neskaitāmi zīmoli, galvenie zīmoli ir šādi:
![4]()
Politetrafluoretilēns ir lineārs polimērs, kas sastāv no oglekļa (C) un fluora (F) atomiem, ar ķīmisko formulu (C2F4)n, kur n ir monomēra vienību skaits.
PTFE struktūru var izteikt šādi: -CF2-CF2-CF2-CF2-
PTFE molekulu garo ķēdi veido oglekļa atomi, no kuriem katrs ir saistīts ar diviem fluora atomiem.
Fluora atomi gandrīz pārklāj spirālveida polimēra ķēdes oglekļa atomu virsmu. Oglekļa atomi veido polimēra ķēdes galveno ķēdi. Fluora atomi ap oglekļa atomiem veido vairogam līdzīgu struktūru, kas labi aizsargā iekšējos oglekļa atomus.
Šis unikālais atomu izvietojums piešķir PTFE tā izcilās īpašības. Šī molekulārā struktūra veicina PTFE nepārspējamās fizikālās un ķīmiskās īpašības.
Kas ir teflona materiāls?
Teflons ir termoplastisks fluorpolimērs, un teflona akronīms ir PTFE (politetrafluoretilēns).
Teflons ir Chemours preču zīme, tomēr PTFE var iegādāties arī no citiem uzņēmumiem, nevis Chemours.
Teflons ir populārs materiāls tā zemās berzes, augstas temperatūras izturības un ķīmiskās izturības dēļ.
Protams, teflons ir polimērmateriāls, kas polimerizēts no tetrafluoretilēna, un tas ir perfluorēta materiāla veids. Tās ķīmiskais nosaukums ir politetrafluoretilēns (PTFE).
Teflona ķīmiskā struktūra ir ļoti unikāla. Molekulārā struktūra ir tāda, ka F (fluora atomi) aizstāj visus H (ūdeņraža atomus) C ķēdē. Tajā pašā laikā, tā kā fluora atoma rādiuss ir daudz lielāks par oglekļa atoma rādiusu, atgrūšanās starp atomiem ir ļoti liela, tāpēc tas nebūs Tāpat kā ūdeņraža atomi, tos var sakārtot plaknē, līdz ar to fluora atomi gandrīz spirālē iet uz augšu, lai ietītu oglekļa atomus, tā ka ārpasaule var saskarties tikai ar relatīvi inertiem fluora atomiem.
Ar spēcīgu fluora atoma barjeru teflona polimēra struktūra ir salīdzinoši stabila salīdzinājumā ar citiem materiāliem.
![11]()
PTFE ir polimērs, kas polimerizēts no tetrafluoretilēna monomēra. Tas ir caurspīdīgs vai necaurspīdīgs vasks, kas līdzīgs PE. Tā blīvums ir 2,2 g/cm3, un ūdens absorbcijas ātrums ir mazāks par 0,01%.
PTFE polimēra ķīmiskā struktūra ir līdzīga PE, izņemot to, ka visi ūdeņraža atomi polietilēnā ir aizstāti ar fluora atomiem. Pateicoties augstajai saites enerģijai un stabilai CF saites darbībai, tai ir lieliska ķīmiskā izturība pret koroziju un tā var izturēt visas stiprās skābes (ieskaitot ūdens regiju), izņemot kausētus sārmu metālus, oksidētājus un nātrija hidroksīdu virs 300°C. Kā arī spēcīgu oksidētāju, reducētāju un dažādu organisko šķīdinātāju iedarbība.
F atoms PTFE molekulā ir simetrisks, un divi elementi CF saitē ir kovalenti saistīti. Molekulā nav brīvu elektronu, tāpēc visa molekula ir neitrāla. Tāpēc tai ir lieliskas dielektriskās īpašības, un tā elektrisko izolāciju neietekmē vides un frekvences ietekme.
Teflona fizikālās īpašības
![512d5f3d-ff78-42ae-94a2-cbe31e9b4dda]()
Tā tilpuma pretestība ir lielāka par 1017, tā dielektriskie zudumi ir mazi, pārrāvuma spriegums ir augsts, loka pretestība ir laba, un tas var darboties 250 ° C elektriskā vidē. Tā kā PTFE molekulārajā struktūrā nav ūdeņraža saišu, struktūra ir simetriska, tāpēc tās kristalizācija Kristalizācijas pakāpe ir ļoti augsta (parasti kristāliskums ir 55% ~ 75%, dažreiz pat 94%), kas padara PTFE ārkārtīgi karstumizturīgu. Tā kušanas temperatūra ir 324 ° C, sadalīšanās temperatūra ir 415 ° C, un tā maksimālā lietošanas temperatūra ir 250 ° C. Tas ir trausls Temperatūra ir -190°C, un siltuma deformācijas temperatūra (0,46MPa apstākļos) ir 120C.
Teflona materiālam ir labas mehāniskās īpašības. Tā stiepes izturība ir 21–28 MPa, lieces izturība ir 11–14 MPa, pagarinājums ir 250–300%, un tā dinamiskais un statiskais berzes koeficients pret tēraudu ir 0,04, kas ir labāks par neilonu, poliformaldehīdu un polietilēnu. Vēsas plastmasas berzes koeficients ir mazs.
Tīram PTFE ir zema izturība, slikta nodilumizturība un slikta šļūdes izturība. Parasti PTFE polimēram ir jāpievieno dažas neorganiskas daļiņas, piemēram, grafīts, disulfīda grupa, alumīnija oksīds, stikla šķiedra, oglekļa šķiedra utt., lai uzlabotu tā mehāniskās īpašības. , un to var arī paplašināt, sadarbojoties ar citiem polimēriem, piemēram, polifenilāzi (PHB), polifenilēnsulfīdu (PFS), polietilēnglikolu (PEEK), polietilēna/propilēna kopolimēru (PFEP) utt., tā slāpēšanas temperatūras diapazonu, uzlabojot tā izturību pret mainīgumu.
![c4a261ee-9d7a-40cb-a84e-357d7ac5cda2]()
Ražošanas procesā kā izejvielu tiek izmantots hloroforms, hloroforma fluorēšanai tiek izmantota bezūdens fluorūdeņražskābe, reakcijas temperatūra ir virs 65ºC, kā katalizators tiek izmantots antimona pentahlorīds un visbeidzot tiek izmantota termiskā krekinga tetrafluoretilēna ražošanai.
Aokai ražo, izmantojot suspensijas polimerizāciju vai emulsijas polimerizāciju.
Tetrafluoretilēna monomēra sagatavošana
Rūpnieciski kā izejvielu izmanto hloroformu, hloroforma fluorēšanai izmanto bezūdens fluorūdeņražskābi, reakcijas temperatūra ir virs 65ºC, kā katalizators tiek izmantots antimona pentahlorīds, un visbeidzot termiskās krekinga rezultātā iegūst tetrafluoretilēnu. Tetrafluoretilēnu var iegūt arī, augstā temperatūrā cinkam reaģējot ar tetrafluordihloretānu.
Politetrafluoretilēna sagatavošana
Emaljas vai nerūsējošā tērauda polimerizācijas tējkannā kā barotni izmanto ūdeni, kā iniciatoru izmanto kālija persulfātu, kā disperģētāju izmanto perfluorkarbonskābes amonija sāli, kā stabilizatoru izmanto fluorogļūdeņradi, un tetrafluoretilēnu redokspolimerizē, lai iegūtu smalku pulverveida polietilēnu. Tetrafluoretilēns.
Pievienojiet reakcijas tējkannā dažādas piedevas, un tetrafluoretilēna monomērs gāzes fāzē nonāk polimerizācijas tējkannā. Noregulējiet temperatūru tējkannā līdz 25°C, pēc tam pievienojiet noteiktu daudzumu aktivatora (nātrija metabisulfīta), lai uzsāktu polimerizāciju caur redokssistēmu. Polimerizācijas procesā nepārtraukti tiek pievienoti monomēri, un polimerizācijas spiediens tiek uzturēts 0,49–0,78 MPa. Pēc polimerizācijas iegūto dispersiju atšķaida ar ūdeni līdz noteiktai koncentrācijai, un temperatūru noregulē uz 15-20ºC. Pēc agregācijas ar mehānisku maisīšanu to mazgā ar ūdeni un žāvē, tas ir, Šo produktu iegūst kā smalkus granulētus sveķus.
Pats teflona pārklājums ir drošs: pats teflona materiāls nav toksisks, nesadalīsies un neradīs draudus veselībai. Iespējams, tas ir tāpēc, ka tā molekulārā struktūra būtībā nešķīst īstās ķīmiskās vielās, nemaz nerunājot par sagremošanu un uzsūkšanos cilvēka ķermenī.
Uzziniet vairāk par teflona drošību
![464d0c72-03f1-477a-8aa7-525162f89fec]()
PTFE unikālās īpašības ļauj to plaši izmantot rūpnieciskās un jūras operācijās, piemēram, ķīmiskajā rūpniecībā, naftas, tekstila, pārtikas, papīra ražošanā, medicīnā, elektronikā un mašīnās.
Politetrafluoretilēna (PTFE) pielietojums pretkorozijas īpašībās:
Gumijas, stikla, metālu sakausējumu un citu materiālu korozijas izturības defektu dēļ ir grūti ievērot skarbos vidi, kur līdzās pastāv temperatūra, spiediens un ķīmiskās vielas, un no tā izrietošie zudumi ir diezgan satraucoši. Lai gan PTFE materiālam ir lieliska izturība pret koroziju, politetrafluoretilēns izmanto galvenos pret koroziju izturīgos materiālus naftas, ķīmijas, tekstila un citās nozarēs.
Īpaši pielietojumi ietver: piegādes caurules, izplūdes caurules, tvaika caurules korozīvu gāzu transportēšanai, augstspiediena eļļas caurules velmētavām, augsta, vidēja un zema spiediena caurules gaisa kuģu hidrauliskajām sistēmām un aukstās preses sistēmām, destilācijas torņi, siltummaiņi, tējkannas, torņi un tvertnes. Ķīmisko iekārtu blīvējumu, piemēram, uzliku un vārstu veiktspējai ir liela ietekme uz visas mašīnas un aprīkojuma efektivitāti un veiktspēju. PTFE materiālam ir izturība pret koroziju, izturība pret novecošanu, zems berzes koeficients un nelipīgums, plašs temperatūras diapazons un laba elastība, tāpēc tas ir ļoti piemērots blīvējumu ražošanai ar augstām korozijas izturības prasībām un darba temperatūru virs 100 °. Piemēram, blīves mašīnu rievotiem atlokiem, siltummaiņiem, augstspiediena tvertnēm, liela diametra tvertnēm, vārstiem un sūkņiem, blīves stikla reakcijas traukiem, plakanie atloki, liela diametra atloki, vārpstas, virzuļu stieņi, vārstu stieņi, tārpu zobratu sūkņi, stieņu blīves utt.
2. Politetrafluoretilēna (PTFE) zemā berzes veiktspēja tiek izmantota slodzes lietojumos.
Dažu iekārtu berzes daļas nav piemērotas eļļošanai, piemēram, situācijās, kad eļļošanas smērviela izšķīst šķīdinātāju ietekmē un kļūst neefektīva, vai papīra ražošanā, farmācijā, pārtikā, tekstilizstrādājumos utt. Rūpnieciskajā jomā ražotajiem produktiem ir jāizvairās no smēreļļas piesārņojuma, kas padara pildītus PTFE materiālus par visideālāko materiālu mehāniskai eļļošanai bez eļļas. Tas ir tāpēc, ka šī materiāla berzes koeficients ir zemākais starp zināmajiem cietajiem materiāliem. Tās īpašie lietojumi ietver gultņus ķīmiskajām iekārtām, papīra ražošanas iekārtām un lauksaimniecības mašīnām, piemēram, virzuļu gredzenus, darbgaldu vadotnes un vadotnes gredzenus. Tos plaši izmanto civilās būvniecības projektos kā atbalsta slīdņus tiltiem, tuneļu tērauda konstrukciju jumta kopnēm, lieliem ķīmisko vielu cauruļvadiem un uzglabāšanas tvertnēm. Bloki, kā arī izmantoti kā tiltu balsti un tiltu grozāmie u.c.
3. Politetrafluoretilēna (PTFE) pielietojums elektroniskajās un elektriskajās iekārtās.
PTFE materiāliem raksturīgie zemie zudumi un mazā dielektriskā konstante ļauj to izgatavot emaljētos vados izmantošanai mikromotoros, termopāros, vadības ierīcēs utt., PTFE elektriskās izolācijas plēve Tas ir ideāls izolācijas materiāls kondensatoru, radioizolācijas uzliku, izolētu kabeļu, motoru un transformatoru ražošanai. Tas ir arī viens no neaizstājamiem materiāliem industriālajiem elektroniskajiem komponentiem, piemēram, aviācijai un kosmosa aviācijai. Fluora plastmasas plēvēm ir augsta skābekļa caurlaidība un augsta ūdens tvaiku caurlaidība. Šo mazās caurlaidības selektīvo caurlaidību var izmantot skābekļa sensoru ražošanai. Fluoroplastmasas īpašības, kas izraisa polārā lādiņa novirzi augstā temperatūrā un augstā spiedienā, var izmantot mikrofonu, skaļruņu, robotu detaļu uc ražošanai, kā arī var izmantot to zemo refrakciju. Augstas efektivitātes īpašības var radīt optiskās šķiedras.
4.Politetrafluoretilēna (PTFE) pielietojums medicīnas medicīnā.
Paplašinātais PTFE materiāls ir tīri inerts un tam ir ļoti spēcīga bioloģiskā pielāgošanās spēja. Tas neizraisīs ķermeņa atgrūšanu, un tam nav fizioloģiskas blakusparādības uz cilvēka ķermeni. To var sterilizēt ar jebkuru metodi. Tā mikroporainā struktūra ļauj izmantot dažādos rehabilitācijas risinājumos, tostarp mākslīgos asinsvadus un plāksterus mīksto audu reģenerācijai un ķirurģiskās šuves asinsvadu, sirds, vispārējās un ortopēdiskās operācijās.
5.Politetrafluoretilēna (PTFE) pretlipšanas īpašību pielietošana.
![6317fdf3-a8d8-4046-be60-c2e8c646059d]()
PTFE materiālam ir mazākais virsmas spraigums starp cietajiem materiāliem, un tas nepielīp nevienai vielai. Tam ir arī augstas un zemas temperatūras izturības un ķīmiskās inerces īpašības, kas padara to piemērotu tādiem lietojumiem kā ražošana. Nepiedegošas pannas plaši izmanto pretpiedeguma lietojumos. Pretlīmēšanas process galvenokārt ietver divus veidus: PTFE loksnes uzlikšanu uz pamatnes un PTFE pārklājums vai laka, kas salikta ar stiklu uz pamatnes caur siltuma saraušanos.
Uzziniet vairāk par PTFE pārklājumiem
Lai gan PTFE materiāliem joprojām ir lielas grūtības metināt, līdz ar tehnoloģiju attīstību jaunas sintēzes metodes drīz atrisinās PTFE sāpju punktus un pielietos PTFE plašākā jomā.
