Polytetrafluoroethylene (PTFE) huwa polimeru tal-karbonju u tal-fluworin. Dan il-materjal għandu l-aktar isem familjari: Teflon.
Proprjetajiet ta 'PTFE jinkludu:
Proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti (<1%)
Reżistenza għall-korrużjoni tal-inertezza kimika
Reżistenza għas-sħana
L-aktar koeffiċjenti ta' frizzjoni
Proprjetajiet li ma jeħlux (jiflaħ temperaturi għoljin kontinwi ta' 500°f (260°c))
Ilbes reżistenza
Punt ta 'tidwib għoli
Il-proprjetajiet eċċellenti ta 'PTFE jagħtuha firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet, u huwa l-aktar użat komunement bħala kisi li ma jwaħħalx għal oġġetti tal-partikolari. Ir-reżistenza aħjar għall-ilbies tal-PTFE tippermetti li tiġi kkombinata ma 'diversi materjali permezz ta' polimerizzazzjoni ta 'emulsjoni jew proċessar ta' polimerizzazzjoni tas-sospensjoni biex jiffurmaw prodotti industrijali reżistenti għat-termiċi għolja bi proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti, bħal insulazzjoni tal-wajer, conveyor belts ta 'grad ta' l-ikel, drappijiet flessibbli li ma jeħlux, eċċ.
X'inhu PTFE?
Polytetrafluoroethylene ġie skopert fl-1938. Oriġinarjament ġie skopert mill-kimiku Amerikan Roy J. Plunkett (1910–1994) meta kien qed jipprova jagħmel refriġerant ġdid tal-kompost tal-karbonju u l-fluworin. In-nies dak iż-żmien ma kinux jaħsbu dwar dan il-prodott ordinarju. Katalisti strambi se jaffettwaw kull aspett tad-dinja.
Fl-1941, DuPont kiseb privattiva għal dan il-prodott u rreġistrat trademark taħt l-isem 'Teflon' fl-1944.
Illum il-ġurnata, il-polytetrafluoroethylene intuża ħafna f'ħafna oqsma tal-produzzjoni u l-ħajja. Fl-industrija tal-catering, partikolari oġġetti miksija PTFE tintuża ħafna; fl-industrija tal-ħwejjeġ, l-aqwa ħwejjeġ reżistenti għall-kesħa minn ditti bħal HELIKON u Carinthia kollha jużaw PTFE bħala l-kisi jew is-saff ta 'barra. , sabiex tinkiseb il-kapaċità li tiflaħ il-kesħa severa ta '-30 ° C; fil-qasam militari, materjali PTFE b'telf baxx, proprjetajiet dielettriċi eċċellenti, konsistenza tajba, proprjetajiet kimiċi stabbli, u kważi l-ebda assorbiment ta 'umdità jintużaw ħafna f'pannelli tar-radar ta' frekwenza għolja tar-radju. Fil-qasam mediku, materjali PTFE jintużaw ħafna wkoll f'partijiet artifiċjali tal-ġisem.
Dan il-materjal ġeneralment jirreferi għal kwalunkwe fluworopolimeru sintetiku ptfe tad-ditta. Il-karatteristiċi ewlenin tal-polytetrafluoroethylene huma kif ġej:
Temperatura massima operattiva (°F /°C): 500/260
Qawwa tat-tensjoni fi Break (PSI): 4,000
Kostanti dielettriċi (kV/mil): 3.7
Proporzjon: 2.16
Titwil fil-waqfa: 350%
Ebusija Shore D: 54
Il-fluworopolimeru sintetiku ptfe polytetrafluoroethylene użat ħafna bil-karatteristiċi ta 'hawn fuq diġà għandu marki bla għadd, il-marki ewlenin huma kif ġej:
TEFLON®: Chemours
FLUON®: AGC Ltd
DYNEON®: 3M
POLYFLON: Daikin Industrial Co., Ltd.
ALGOFLON: Solvay Ltd.
Struttura Kimika PTFE
Polytetrafluoroethylene huwa polimeru lineari magħmul minn atomi tal-karbonju (C) u fluworin (F), bil-formula kimika (C2F4)n, fejn n huwa n-numru ta 'unitajiet monomeriċi.
L-istruttura ta 'PTFE tista' tiġi espressa bħala: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Il-katina twila ta 'molekuli PTFE hija magħmula minn atomi tal-karbonju, li kull wieħed minnhom huwa marbut ma' żewġ atomi tal-fluworin.
L-atomi tal-fluworin kważi jkopru l-wiċċ tal-atomi tal-karbonju tal-katina tal-polimer spirali. L-atomi tal-karbonju jiffurmaw il-katina ewlenija tal-katina tal-polimeru. L-atomi tal-fluworin jiffurmaw struttura bħal tarka madwar l-atomi tal-karbonju, li tipproteġi sew l-atomi tal-karbonju interni.
Dan l-arranġament uniku ta 'atomi jagħti lill-PTFE il-proprjetajiet eċċezzjonali tiegħu. Din l-istruttura molekulari tikkontribwixxi għall-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi mingħajr paragun tal-PTFE.
X'inhu l-Materjal tat-Teflon?
It-Teflon huwa fluworopolimeru termoplastiku, u l-akronimu tat-Teflon huwa PTFE (polytetrafluoroethylene).
It-Teflon huwa trademark ta 'Chemours, madankollu, PTFE jista' jinxtara wkoll minn kumpaniji minbarra Chemours.
It-teflon huwa materjal popolari minħabba l-frizzjoni baxxa tiegħu, ir-reżistenza għat-temperatura għolja u r-reżistenza kimika.
Huwa Teflon PTFE
Naturalment, it-Teflon huwa materjal polimerizzat minn tetrafluoroethylene u huwa tip ta 'materjal perfluworinat. L-isem kimiku tiegħu huwa polytetrafluoroethylene (PTFE).
L-istruttura kimika tat-Teflon hija unika ħafna. L-istruttura molekulari hija li F (atomi tal-fluworin) jissostitwixxi l-H kollha (atomi tal-idroġenu) fuq il-katina C. Fl-istess ħin, minħabba li r-raġġ tal-atomu tal-fluworin huwa ħafna akbar mir-raġġ tal-atomu tal-karbonju, ir-repulsjoni bejn l-atomi hija kbira ħafna, għalhekk mhux se Bħal atomi tal-idroġenu, jistgħu jiġu rranġati fi pjan, sabiex l-atomi tal-fluworin kważi spirali sa jkebbew l-atomi tal-karbonju, sabiex id-dinja ta 'barra tkun tista' tiġi f'kuntatt biss mal-atomi tal-fluworin relattivament inerti.
B'barriera qawwija ta 'l-atomu tal-fluworin, l-istruttura tal-polimer tat-Teflon hija relattivament stabbli meta mqabbla ma' materjali oħra.
Proprjetajiet tat-Teflon
PTFE huwa polimeru polimerizzat minn monomeru tetrafluoroethylene. Hija xama' trasparenti jew opaka simili għall-PE. Id-densità tagħha hija 2.2g/cm3 u r-rata ta 'assorbiment tal-ilma tagħha hija inqas minn 0.01%.
L-istruttura kimika tal-polimeru PTFE hija simili għal dik tal-PE, ħlief li l-atomi kollha tal-idroġenu fil-polyethylene huma sostitwiti b'atomi tal-fluworin. Minħabba l-enerġija ta 'bonds għolja u l-prestazzjoni stabbli tal-bond CF, għandu reżistenza għall-korrużjoni kimika eċċellenti u jista' jiflaħ l-aċidi qawwija kollha (inkluż l-aqua regia) ħlief metalli alkali imdewweb, midja ossidanti, u idrossidu tas-sodju 'l fuq minn 300 ° C. Kif ukoll l-effetti ta 'ossidanti qawwija, aġenti li jnaqqsu u solventi organiċi varji.
L-atomu F fil-molekula PTFE huwa simetriku, u ż-żewġ elementi fir-rabta CF huma marbuta b'mod kovalenti. M'hemm l-ebda elettroni ħielsa fil-molekula, li jagħmlu l-molekula kollha newtrali. Għalhekk, għandha proprjetajiet dielettriċi eċċellenti, u l-insulazzjoni elettrika tagħha mhix affettwata minn L-influwenza tal-ambjent u l-frekwenza.
Proprjetajiet Fiżiċi tat-Teflon
Ir-reżistività tal-volum tagħha hija akbar minn 1017, it-telf dielettriku tagħha huwa żgħir, il-vultaġġ tat-tqassim tiegħu huwa għoli, ir-reżistenza tal-ark tiegħu hija tajba, u tista 'taħdem f'ambjent elettriku ta' 250 °C. Minħabba li m'hemm l-ebda bonds ta 'l-idroġenu fl-istruttura molekulari PTFE, l-istruttura hija simetrika, għalhekk il-kristallizzazzjoni tagħha Il-grad ta' kristallizzazzjoni huwa għoli ħafna (ġeneralment il-kristallinità hija 55% ~ 75%, xi kultant għoli daqs 94%), li jagħmel PTFE estremament reżistenti għas-sħana. It-temperatura tat-tidwib tagħha hija 324C, it-temperatura tad-dekompożizzjoni tagħha hija 415°C, u t-temperatura massima tal-użu tagħha hija 250°C. Huwa fraġli It-temperatura hija -190°C, u t-temperatura tad-distorsjoni tas-sħana (taħt kundizzjonijiet ta '0.46MPa) hija 120C.
Materjal tat-Teflon għandu proprjetajiet mekkaniċi tajbin. Is-saħħa tat-tensjoni tagħha hija 21 ~ 28MPa, is-saħħa tal-liwi hija 11 ~ 14MPa, it-titwil huwa 250% ~ 300%, u l-koeffiċjenti ta 'frizzjoni dinamiċi u statiċi tagħha kontra l-azzar huma t-tnejn 0.04, li hija aħjar minn najlon, polyformaldehyde, u polyethylene. Il-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-plastik frisk huwa żgħir.
PTFE pur għandu qawwa baxxa, reżistenza fqira għall-ilbies u reżistenza fqira għall-creep. Normalment ikun meħtieġ li żżid xi partiċelli inorganiċi mal-polimeru PTFE, bħal grafita, grupp disulfide, ossidu tal-aluminju, fibra tal-ħġieġ, fibra tal-karbonju, eċċ biex ittejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi tagħha. , u tista 'wkoll tiġi estiża billi tikkoopera ma' polimeri oħra bħal polyphenylase (PHB), polyphenylene sulfide (PFS), polyethylene glycol (PEEK), polyethylene/propylene copolymer (PFEP), eċċ il-firxa tat-temperatura tad-damping tagħha, ittejjeb ir-reżistenza tagħha għall-varjabilità.
Kif Huwa Teflon Magħmul
Il-proċess tal-manifattura juża l-kloroform bħala materja prima, juża aċidu idrofluworiku anidru biex jiffluworina l-kloroform, it-temperatura tar-reazzjoni hija ogħla minn 65ºC, juża pentaklorur tal-antimonju bħala katalist, u finalment juża qsim termali biex jipproduċi tetrafluoroethylene.
Aokai huwa prodott bl-użu ta 'polimerizzazzjoni tas-sospensjoni jew polimerizzazzjoni ta' emulsjoni.
Preparazzjoni ta' monomer tetrafluoroethylene
Industrijalment, il-kloroform jintuża bħala materja prima, l-aċidu idrofluworiku anidru jintuża biex jiffluworina l-kloroform, it-temperatura tar-reazzjoni hija 'l fuq minn 65ºC, il-pentaklorur tal-antimonju jintuża bħala katalizzatur, u finalment it-tetrafluworoetilene huwa prodott permezz ta' qsim termali. Tetrafluoroethylene jista 'jiġi prodott ukoll billi jirreaġixxi żingu ma' tetrafluorodichloroethane f'temperaturi għoljin.
Preparazzjoni ta 'polytetrafluoroethylene
Fi kitla tal-polimerizzazzjoni tal-enamel jew tal-istainless steel, l-ilma jintuża bħala l-medju, il-persulfate tal-potassju jintuża bħala l-inizjatur, il-melħ tal-ammonju tal-aċidu perfluorokarbossiliku jintuża bħala dispersant, il-fluworokarbon jintuża bħala stabilizzatur, u t-tetrafluoroetilene huwa polimerizzat redox biex jikseb polyethylene trab fin. Tetrafluworoethylene.
Żid diversi addittivi mal-kitla tar-reazzjoni, u l-monomeru tat-tetrafluoroethylene jidħol fil-kitla tal-polimerizzazzjoni fil-fażi tal-gass. Aġġusta t-temperatura fil-kitla għal 25 ° C, imbagħad żid ċertu ammont ta 'attivatur (metabisulfite tas-sodju) biex tibda l-polimerizzazzjoni permezz ta' sistema redox. Matul il-proċess ta 'polimerizzazzjoni, il-monomeri jiżdiedu kontinwament, u l-pressjoni tal-polimerizzazzjoni tinżamm f'0.49 ~ 0.78MPa. Id-dispersjoni miksuba wara l-polimerizzazzjoni hija dilwita sa ċertu konċentrazzjoni bl-ilma, u t-temperatura hija aġġustata għal 15 ~ 20ºC. Wara l-aggregazzjoni b'taħwid mekkaniku, jinħasel bl-ilma u jitnixxef, jiġifieri, Dan il-prodott jinkiseb bħala reżina granulari fina.
It-Teflon huwa Sikur?
Il-kisi tat-Teflon innifsu huwa sigur: Il-materjal tat-Teflon innifsu mhuwiex tossiku, mhux se jiddekomponi, u mhux se jikkawża perikli għas-saħħa. Dan huwa probabbilment minħabba li l-istruttura molekulari tagħha hija bażikament insolubbli fil-kimiċi reali, aħseb u ara diġerit u assorbita mill-ġisem tal-bniedem.
Il-proprjetajiet uniċi ta 'PTFE jagħmluha użata ħafna f'operazzjonijiet industrijali u tal-baħar bħall-industrija kimika, pitrolju, tessuti, ikel, manifattura tal-karta, mediċina, elettronika u makkinarju.
Applikazzjoni ta 'polytetrafluoroethylene (PTFE) fi proprjetajiet kontra l-korrużjoni:
Minħabba d-difetti fir-reżistenza għall-korrużjoni tal-gomma, ħġieġ, ligi tal-metall u materjali oħra, huwa diffiċli li tissodisfa l-ambjent ħarxa fejn temperatura, pressjoni u midja kimika jeżistu flimkien, u t-telf li jirriżulta huwa pjuttost allarmanti. Filwaqt li l-materjal PTFE għandu reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti, polytetrafluoroethylene juża l-materjali prinċipali reżistenti għall-korrużjoni fil-pitrolju, kimiċi, tessuti u industriji oħra.
Applikazzjonijiet speċifiċi jinkludu: pajpijiet tal-konsenja, pajpijiet tal-egżost, pajpijiet tal-fwar għat-trasport ta 'gassijiet korrużivi, pajpijiet taż-żejt bi pressjoni għolja għal rolling mills, pajpijiet ta' pressjoni għolja, medja u baxxa għal sistemi idrawliċi tal-inġenji tal-ajru u sistemi ta 'pressa kiesħa, torrijiet ta' distillazzjoni, skambjaturi tas-sħana, ktieli, torrijiet u tankijiet. Il-prestazzjoni tas-siġilli tat-tagħmir kimiku bħal kisi u valvi għandha impatt kbir fuq l-effiċjenza u l-prestazzjoni tal-magna u t-tagħmir kollu. Materjal PTFE għandu l-karatteristiċi ta 'reżistenza għall-korrużjoni, reżistenza għat-tixjiħ, koeffiċjent ta' frizzjoni baxx u non-stickiness, firxa wiesgħa ta 'temperatura, u elastiċità tajba, li jagħmilha adattata ħafna għall-manifattura ta' siġilli b'rekwiżiti ta 'reżistenza għall-korrużjoni għolja u temperaturi operattivi 'l fuq minn 100 °. Bħal siġilli għal flanġijiet grooved ta 'magni, skambjaturi tas-sħana, reċipjenti bi pressjoni għolja, reċipjenti ta' dijametru kbir, valvi u pompi, siġilli għal qsari ta 'reazzjoni tal-ħġieġ, flanġijiet ċatti, flanġijiet ta' dijametru kbir, xaftijiet, vireg tal-pistun, vireg tal-valv, pompi tal-irkaptu Worm, siġilli tal-vireg tal-irbit, eċċ.
2.Il-prestazzjoni ta 'frizzjoni baxxa tal-polytetrafluoroethylene (PTFE) tintuża fl-applikazzjonijiet tat-tagħbija.
Il-partijiet ta 'frizzjoni ta' xi tagħmir mhumiex adattati għal-lubrikazzjoni, bħal f'sitwazzjonijiet fejn il-grass lubrikanti jinħall minn solventi u jsir ineffettiv, jew fil-produzzjoni tal-karta, farmaċewtiċi, ikel, tessuti, eċċ. Prodotti fil-qasam industrijali jeħtieġ li jevitaw il-kontaminazzjoni taż-żejt lubrikanti, li jagħmel materjali PTFE mimlija l-aktar materjal ideali għal lubrikazzjoni ta 'tagħmir mekkaniku mingħajr żejt. Dan għaliex il-koeffiċjent tal-frizzjoni ta 'dan il-materjal huwa l-aktar baxx fost materjali solidi magħrufa. L-użi Speċifiċi tiegħu jinkludu berings għal tagħmir kimiku, makkinarju għall-produzzjoni tal-karta, u makkinarju agrikolu, bħala ċrieki tal-pistun, binarji ta 'gwida tal-għodda tal-magni, u ċrieki ta' gwida. Jintużaw ħafna fi proġetti ta 'kostruzzjoni ċivili bħala slides ta' appoġġ għal pontijiet, irfid tas-saqaf tal-istruttura tal-azzar tal-mina, pipelines kimiċi kbar u tankijiet tal-ħażna. Blokki, kif ukoll użati bħala appoġġi tal-pont u bridge swivels, eċċ.
3.Applikazzjonijiet ta 'polytetrafluoroethylene (PTFE) f'applikazzjonijiet elettroniċi u elettriċi.
It-telf baxx inerenti u l-kostanti dielettrika żgħira ta 'materjali PTFE jippermettulha li ssir f'wajers enameled għall-użu f'mikro muturi, thermocouples, apparati ta' kontroll, eċċ., Film ta 'insulazzjoni elettrika PTFE Huwa materjal iżolanti ideali għall-manifattura ta' capacitors, inforri iżolanti tar-radju, kejbils iżolati, muturi u transformers. Huwa wkoll wieħed mill-materjali indispensabbli għall-komponenti elettroniċi industrijali bħal aerospazjali u aerospazjali. L-użu ta 'films tal-plastik tal-fluworin għandu permeabilità għolja għall-ossiġnu u permeabilità għolja għall-fwar tal-ilma. Din il-permeabilità selettiva ta 'permeabilità żgħira tista' tintuża biex timmanifattura sensuri tal-ossiġnu. Il-karatteristiċi tal-fluworoplastiċi li jikkawżaw devjazzjoni ta 'ċarġ polari taħt temperatura għolja u pressjoni għolja jistgħu jintużaw biex jimmanifatturaw mikrofoni, kelliema, partijiet fuq robots, eċċ., u r-rifrazzjoni baxxa tagħhom tista' tintuża. Il-karatteristiċi ta 'effiċjenza għolja jistgħu jagħmlu fibri ottiċi.
4.Applikazzjoni ta 'polytetrafluoroethylene (PTFE) fil-mediċina medika.
Il-materjal PTFE estiż huwa purament inert u għandu adattabilità bijoloġika qawwija ħafna. Mhux se jikkawża rifjut mill-ġisem u m'għandux effetti sekondarji fiżjoloġiċi fuq il-ġisem tal-bniedem. Jista 'jiġi sterilizzat bi kwalunkwe metodu. L-istruttura mikroporuża tagħha tippermetti l-użu f'varjetà ta 'soluzzjonijiet ta' riabilitazzjoni, inklużi vini tad-demm artifiċjali u garża għar-riġenerazzjoni tat-tessut artab u suturi kirurġiċi għal kirurġiji vaskulari, kardijaċi, ġenerali u ortopediċi.
5.Applikazzjoni ta 'proprjetajiet anti-stick ta' polytetrafluoroethylene (PTFE).
Materjal PTFE għandu l-iżgħar tensjoni tal-wiċċ fost materjali solidi u ma jaderixxi ma 'ebda sustanza. Għandu wkoll il-karatteristiċi ta 'reżistenza għat-temperatura għolja u baxxa u inertness kimika, li jagħmilha adattata għal applikazzjonijiet bħall-manifattura. twaġen li ma jeħlux huma użati ħafna f'applikazzjonijiet anti-stick. Il-proċess anti-adeżiv jinkludi prinċipalment żewġ tipi: l-installazzjoni tal-folja PTFE fuq is-sottostrat u t-tqegħid tal- Kisi jew verniċ PTFE kompost bil-ħġieġ fuq is-sottostrat permezz ta 'jinxtorob tas-sħana.
Għalkemm materjali PTFE għad għandhom il-problema ta 'diffikultà għolja fl-iwweldjar, bl-avvanz tat-teknoloġija, metodi ġodda ta' sinteżi dalwaqt se jsolvu l-punti ta 'uġigħ ta' PTFE u japplikaw PTFE għal firxa usa 'ta' oqsma.
