Polytetrafluoroethylene (PTFE) ialah polimer karbon dan fluorin. Bahan ini mempunyai nama yang paling biasa: Teflon.
Sifat PTFE termasuk:
Sifat mekanikal yang sangat baik (<1%)
Rintangan kakisan lengai kimia
Rintangan haba
Pekali geseran terendah
Sifat tidak melekat (menahan suhu tinggi berterusan 500°f (260°c))
Ketahanan pakai
Takat lebur yang tinggi
Ciri-ciri cemerlang PTFE memberikannya pelbagai aplikasi, dan ia paling biasa digunakan sebagai salutan tidak melekat untuk alat memasak. Rintangan haus PTFE yang lebih baik membolehkan ia digabungkan dengan pelbagai bahan melalui pempolimeran emulsi atau pemprosesan pempolimeran penggantungan untuk membentuk produk perindustrian tahan haba yang tinggi dengan sifat mekanikal yang sangat baik, seperti penebat wayar, tali pinggang penghantar gred makanan, fabrik tidak lekat yang fleksibel, dsb.
Apakah PTFE?
Polytetrafluoroethylene ditemui pada tahun 1938. Ia pada asalnya ditemui oleh ahli kimia Amerika Roy J. Plunkett (1910–1994) ketika dia cuba membuat penyejuk sebatian karbon dan fluorin baharu. Orang pada masa itu tidak akan memikirkan produk biasa ini. Pemangkin aneh akan mempengaruhi setiap aspek dunia.
Pada tahun 1941, DuPont memperoleh paten untuk produk ini dan mendaftarkan tanda dagangan di bawah nama 'Teflon' pada tahun 1944.
Pada masa kini, polytetrafluoroethylene telah digunakan secara meluas dalam banyak bidang pengeluaran dan kehidupan. Dalam industri katering, alat memasak bersalut PTFE digunakan secara meluas; dalam industri pakaian, pakaian kalis sejuk teratas daripada jenama seperti HELIKON dan Carinthia semuanya menggunakan PTFE sebagai salutan atau lapisan luar. , untuk mencapai keupayaan untuk menahan sejuk teruk -30°C; dalam bidang ketenteraan, bahan PTFE dengan kehilangan rendah, sifat dielektrik yang sangat baik, konsistensi yang baik, sifat kimia yang stabil, dan hampir tiada penyerapan lembapan digunakan secara meluas dalam panel radar frekuensi radio tinggi. Dalam bidang perubatan, bahan PTFE juga digunakan secara meluas dalam bahagian badan tiruan.
Apakah Maksud PTFE?
PTFE bermaksud polytetrafluoroethylene, istilah kimia untuk polimer (C2F4)n.
Bahan ini secara amnya merujuk kepada sebarang fluoropolimer sintetik ptfe berjenama. Ciri-ciri utama polytetrafluoroethylene adalah seperti berikut:
Suhu operasi maksimum (°F /°C): 500/260
Kekuatan Tegangan pada Pecah (PSI): 4,000
Pemalar dielektrik (kV/mil): 3.7
Perkadaran: 2.16
Pemanjangan semasa rehat: 350%
Pantai D Kekerasan: 54
Fluoropolymer sintetik ptfe polytetrafluoroethylene yang digunakan secara meluas dengan ciri-ciri di atas sudah mempunyai banyak jenama, jenama utama adalah seperti berikut:
TEFLON®: Chemours
FLUON®: AGC Ltd
DYNEON®: 3M
POLYFLON: Daikin Industrial Co., Ltd.
ALGOFLON: Solvay Ltd.
Struktur Kimia PTFE
Polytetrafluoroethylene ialah polimer linear yang terdiri daripada atom karbon (C) dan fluorin (F), dengan formula kimia (C2F4)n, di mana n ialah bilangan unit monomer.
Struktur PTFE boleh dinyatakan sebagai: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Rantaian panjang molekul PTFE terdiri daripada atom karbon, setiap satunya dikaitkan dengan dua atom fluorin.
Atom fluorin hampir menutup permukaan atom karbon rantai polimer lingkaran. Atom karbon membentuk rantai utama rantai polimer. Atom fluorin membentuk struktur seperti perisai di sekeliling atom karbon, yang melindungi atom karbon dalaman dengan baik.
Susunan atom yang unik ini memberikan PTFE sifat yang luar biasa. Struktur molekul ini menyumbang kepada sifat fizikal dan kimia PTFE yang tiada tandingan.
Apakah Bahan Teflon?
Teflon ialah fluoropolymer termoplastik, dan akronim Teflon ialah PTFE (polytetrafluoroethylene).
Teflon ialah tanda dagangan Chemours, walau bagaimanapun, PTFE juga boleh dibeli daripada syarikat selain Chemours.
Teflon adalah bahan yang popular kerana geseran yang rendah, rintangan suhu tinggi dan rintangan kimia.
Adakah Teflon PTFE
Sudah tentu, Teflon adalah bahan polimer yang dipolimerkan daripada tetrafluoroethylene dan merupakan sejenis bahan perfluorinated. Nama kimianya ialah polytetrafluoroethylene (PTFE).
Struktur kimia Teflon sangat unik. Struktur molekul ialah F (atom fluorin) menggantikan semua H (atom hidrogen) pada rantai C. Pada masa yang sama, kerana jejari atom fluorin jauh lebih besar daripada jejari atom karbon, tolakan antara atom adalah sangat besar, jadi ia tidak akan Seperti atom hidrogen, ia boleh disusun dalam satah, jadi atom fluorin hampir berpusing untuk membalut atom karbon, supaya dunia luar hanya boleh bersentuhan dengan atom fluorin yang agak lengai.
Dengan penghalang atom fluorin yang kuat, struktur polimer Teflon agak stabil berbanding dengan bahan lain.
Sifat Teflon
PTFE ialah polimer yang dipolimerkan daripada monomer tetrafluoroethylene. Ia adalah lilin lutsinar atau legap serupa dengan PE. Ketumpatannya ialah 2.2g/cm3 dan kadar penyerapan airnya kurang daripada 0.01%.
Struktur kimia polimer PTFE adalah serupa dengan PE, kecuali semua atom hidrogen dalam polietilena digantikan oleh atom fluorin. Disebabkan oleh tenaga ikatan yang tinggi dan prestasi stabil ikatan CF, ia mempunyai rintangan kakisan kimia yang sangat baik dan boleh menahan semua asid kuat (termasuk aqua regia) kecuali logam alkali cair, media pengoksidaan, dan natrium hidroksida melebihi 300°C. Serta kesan oksidan kuat, agen pengurangan dan pelbagai pelarut organik.
Atom F dalam molekul PTFE adalah simetri, dan dua unsur dalam ikatan CF terikat secara kovalen. Tiada elektron bebas dalam molekul, menjadikan keseluruhan molekul neutral. Oleh itu, ia mempunyai sifat dielektrik yang sangat baik, dan penebat elektriknya tidak terjejas oleh Pengaruh persekitaran dan kekerapan.
Sifat Fizikal Teflon
Rintangan isipadunya lebih besar daripada 1017, kehilangan dielektriknya kecil, voltan pecahannya tinggi, rintangan arkanya baik, dan ia boleh berfungsi dalam persekitaran elektrik 250°C. Oleh kerana tiada ikatan hidrogen dalam struktur molekul PTFE, strukturnya adalah simetri, jadi penghablurannya Tahap penghabluran adalah sangat tinggi (biasanya kehabluran adalah 55%~75%, kadangkala setinggi 94%), yang menjadikan PTFE sangat tahan panas. Suhu leburnya ialah 324C, suhu penguraiannya ialah 415°C, dan suhu penggunaan maksimumnya ialah 250°C. Ia rapuh Suhu ialah -190°C, dan suhu herotan haba (di bawah keadaan 0.46MPa) ialah 120C.
Bahan Teflon mempunyai sifat mekanikal yang baik. Kekuatan tegangannya ialah 21~28MPa, kekuatan lenturan ialah 11~14MPa, pemanjangan ialah 250%~300%, dan pekali geseran dinamik dan statiknya terhadap keluli adalah kedua-duanya 0.04, yang lebih baik daripada nilon, poliformaldehid dan polietilena. Pekali geseran plastik sejuk adalah kecil.
PTFE tulen mempunyai kekuatan yang rendah, rintangan haus yang lemah dan rintangan rayapan yang lemah. Ia biasanya perlu menambah beberapa zarah tak organik pada polimer PTFE, seperti grafit, kumpulan disulfida, aluminium oksida, gentian kaca, gentian karbon, dan lain-lain untuk memperbaiki sifat mekanikalnya. , dan juga boleh dikembangkan dengan bekerjasama dengan polimer lain seperti polyphenylase (PHB), polyphenylene sulfide (PFS), polyethylene glycol (PEEK), polyethylene/propylene copolymer (PFEP), dsb. julat suhu redamannya, meningkatkan ketahanannya terhadap kebolehubahan.
Bagaimana Teflon Dibuat
Proses pembuatan menggunakan kloroform sebagai bahan mentah, menggunakan asid hidrofluorik kontang untuk memfluorinat kloroform, suhu tindak balas melebihi 65ºC, menggunakan pentaklorida antimoni sebagai pemangkin, dan akhirnya menggunakan keretakan haba untuk menghasilkan tetrafluoroetilena.
Aokai dihasilkan menggunakan pempolimeran ampaian atau pempolimeran emulsi.
Penyediaan monomer tetrafluoroethylene
Secara industri, kloroform digunakan sebagai bahan mentah, asid hidrofluorik kontang digunakan untuk memfluorinasi kloroform, suhu tindak balas melebihi 65ºC, antimoni pentaklorida digunakan sebagai pemangkin, dan akhirnya tetrafluoroethylene dihasilkan oleh keretakan haba. Tetrafluoroetilena juga boleh dihasilkan dengan bertindak balas zink dengan tetrafluorodichloroethane pada suhu tinggi.
Penyediaan polytetrafluoroethylene
Dalam cerek pempolimeran enamel atau keluli tahan karat, air digunakan sebagai medium, kalium persulfat digunakan sebagai pemula, garam ammonium asid perfluorokarboksilik digunakan sebagai penyerap, fluorokarbon digunakan sebagai penstabil, dan tetrafluoroetilena dipolimerkan redoks untuk mendapatkan polietilena serbuk halus. Tetrafluoroethylene.
Tambah pelbagai bahan tambahan pada cerek tindak balas, dan monomer tetrafluoroetilena memasuki cerek pempolimeran dalam fasa gas. Laraskan suhu dalam cerek kepada 25°C, kemudian tambahkan sejumlah pengaktif (natrium metabisulfit) untuk memulakan pempolimeran melalui sistem redoks. Semasa proses pempolimeran, monomer ditambah secara berterusan, dan tekanan pempolimeran dikekalkan pada 0.49~0.78MPa. Penyerakan yang diperoleh selepas pempolimeran dicairkan kepada kepekatan tertentu dengan air, dan suhu diselaraskan kepada 15~20ºC. Selepas pengagregatan dengan kacau mekanikal, ia dibasuh dengan air dan dikeringkan, iaitu, Produk ini diperolehi sebagai resin berbutir halus.
Adakah Teflon Selamat?
Salutan Teflon itu sendiri selamat: Bahan Teflon itu sendiri tidak toksik, tidak akan reput, dan tidak akan menyebabkan bahaya kesihatan. Ini mungkin kerana struktur molekulnya pada asasnya tidak larut dalam bahan kimia sebenar, apatah lagi dicerna dan diserap oleh tubuh manusia.
Sifat unik PTFE menjadikannya digunakan secara meluas dalam operasi perindustrian dan marin seperti industri kimia, petroleum, tekstil, makanan, pembuatan kertas, perubatan, elektronik dan jentera.
Penggunaan polytetrafluoroethylene (PTFE) dalam sifat anti-karat:
Disebabkan oleh kecacatan pada rintangan kakisan getah, kaca, aloi logam dan bahan lain, sukar untuk memenuhi persekitaran yang keras di mana suhu, tekanan dan media kimia wujud bersama, dan kerugian yang terhasil adalah agak membimbangkan. Walaupun bahan PTFE mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, polytetrafluoroethylene menggunakan bahan tahan kakisan utama dalam industri petroleum, kimia, tekstil dan lain-lain.
Aplikasi khusus termasuk: paip penghantaran, paip ekzos, paip wap untuk mengangkut gas menghakis, paip minyak tekanan tinggi untuk kilang gelek, paip tekanan tinggi, sederhana dan rendah untuk sistem hidraulik pesawat dan sistem penekan sejuk, menara penyulingan, penukar haba, cerek, menara dan tangki. Prestasi pengedap peralatan kimia seperti pelapik dan injap mempunyai kesan yang besar terhadap kecekapan dan prestasi keseluruhan mesin dan peralatan. Bahan PTFE mempunyai ciri-ciri rintangan kakisan, rintangan penuaan, pekali geseran rendah dan tidak melekit, julat suhu yang luas, dan keanjalan yang baik, menjadikannya sangat sesuai untuk pembuatan meterai dengan keperluan rintangan kakisan yang tinggi dan suhu operasi melebihi 100°. Seperti pengedap untuk bebibir beralur mesin, penukar haba, vesel tekanan tinggi, vesel berdiameter besar, injap, dan pam, pengedap untuk pasu tindak balas kaca, bebibir rata, bebibir berdiameter besar, aci, rod omboh, rod injap, Pam gear cacing, pengedap rod pengikat, dsb.
2. Prestasi geseran rendah polytetrafluoroethylene (PTFE) digunakan dalam aplikasi beban.
Bahagian geseran sesetengah peralatan tidak sesuai untuk pelinciran, seperti dalam situasi di mana gris pelincir akan dilarutkan oleh pelarut dan menjadi tidak berkesan, atau dalam pembuatan kertas, farmaseutikal, makanan, tekstil, dan lain-lain. Produk dalam bidang perindustrian perlu mengelakkan pencemaran minyak pelincir, yang menjadikan bahan PTFE yang diisi sebagai bahan pelincir yang paling sesuai untuk bahan-bahan PTFE yang diisi bahan-bahan mekanikal (bahan bebas muatan). Ini kerana pekali geseran bahan ini adalah yang paling rendah antara bahan pepejal yang diketahui. Kegunaan Khususnya termasuk galas untuk peralatan kimia, mesin pembuatan kertas, dan jentera pertanian, sebagai gelang omboh, rel panduan alat mesin, dan gelang pemandu. Ia digunakan secara meluas dalam projek pembinaan awam sebagai slaid sokongan untuk jambatan, kekuda bumbung struktur keluli terowong, saluran paip kimia yang besar, dan tangki simpanan. Blok, serta digunakan sebagai penyokong jambatan dan pusing jambatan, dsb.
3.Aplikasi polytetrafluoroethylene (PTFE) dalam aplikasi elektronik dan elektrik.
Kerugian rendah yang wujud dan pemalar dielektrik kecil bahan PTFE membolehkannya dijadikan wayar enamel untuk digunakan dalam motor mikro, termokopel, peranti kawalan, dsb., Filem penebat elektrik PTFE Ia adalah bahan penebat yang sesuai untuk pembuatan kapasitor, pelapik penebat radio, kabel berpenebat, motor dan transformer. Ia juga merupakan salah satu bahan yang sangat diperlukan untuk komponen elektronik industri seperti aeroangkasa dan aeroangkasa. Penggunaan filem plastik fluorin mempunyai kebolehtelapan yang tinggi kepada oksigen dan kebolehtelapan yang tinggi kepada wap air. Kebolehtelapan terpilih bagi kebolehtelapan kecil ini boleh digunakan untuk mengeluarkan penderia oksigen. Ciri-ciri fluoroplastik yang menyebabkan sisihan cas kutub di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi boleh digunakan untuk mengeluarkan mikrofon, pembesar suara, bahagian pada robot, dsb., dan pembiasan rendahnya boleh digunakan. Ciri-ciri kecekapan tinggi boleh membuat gentian optik.
4.Aplikasi polytetrafluoroethylene (PTFE) dalam perubatan perubatan.
Bahan PTFE yang diperluaskan adalah lengai dan mempunyai kebolehsuaian biologi yang sangat kuat. Ia tidak akan menyebabkan penolakan oleh badan dan tidak mempunyai kesan sampingan fisiologi pada tubuh manusia. Ia boleh disterilkan dengan sebarang kaedah. Struktur mikroporousnya membolehkan digunakan dalam pelbagai penyelesaian pemulihan, termasuk saluran darah tiruan dan tompok untuk penjanaan semula tisu lembut dan jahitan pembedahan untuk pembedahan vaskular, jantung, am dan ortopedik.
5. Aplikasi sifat anti-stick polytetrafluoroethylene (PTFE).
Bahan PTFE mempunyai tegangan permukaan yang paling kecil di antara bahan pepejal dan tidak melekat pada sebarang bahan. Ia juga mempunyai ciri-ciri rintangan suhu tinggi dan rendah dan lengai kimia, menjadikannya sesuai untuk aplikasi seperti pembuatan. Kuali non-stick digunakan secara meluas dalam aplikasi anti-stick. Proses anti-pelekat terutamanya merangkumi dua jenis: memasang helaian PTFE pada substrat dan meletakkannya Salutan PTFE atau varnis yang digubah dengan kaca pada substrat melalui pengecutan haba.
Walaupun bahan PTFE masih menghadapi masalah kesukaran yang tinggi dalam kimpalan, dengan kemajuan teknologi, kaedah sintesis baharu tidak lama lagi akan menyelesaikan masalah kesakitan PTFE dan menggunakan PTFE ke pelbagai bidang yang lebih luas.
