Polytetrluorethyleen (PTFE) is een koolstof- en fluorpolymeer. Dit materiaal heeft de meest bekende naam: Teflon.
Eigenschappen van PTFE zijn onder meer:
Uitstekende mechanische eigenschappen (<1%)
Corrosieweerstand van chemische inertie
Hittebestendigheid
Laagste wrijvingscoëfficiënten
Niet -stick -eigenschappen (bestand tegen continue hoge temperaturen van 500 ° F (260 ° C)))
Draag weerstand
Hoog smeltpunt
De uitstekende eigenschappen van PTFE geven het een breed scala aan toepassingen, en het wordt meestal gebruikt als een antiaanbaklaag voor kookgerei. Door de betere slijtvastheid van PTFE kan het worden gecombineerd met verschillende materialen door middel van emulsiepolymerisatie of suspensiepolymerisatie-verwerking om hoge thermische resistente industriële producten te vormen met uitstekende mechanische eigenschappen, zoals draadisolatie, voedselbanden, flexibele non-stick stoffen, etc.
Wat is PTFE?
Polytetrluorethyleen werd ontdekt in 1938. Het werd oorspronkelijk ontdekt door de Amerikaanse chemicus Roy J. Plunkett (1910–1994) toen hij probeerde een nieuw koolstof- en fluorverbindingskoelmiddel te maken. Mensen zouden op dat moment niet aan dit gewone product hebben gedacht. Vreemde katalysatoren zullen elk aspect van de wereld beïnvloeden.
In 1941 verkreeg DuPont een patent voor dit product en registreerde een handelsmerk onder de naam 'Teflon ' in 1944.
Tegenwoordig is polytetrluorethyleen op veel productievelden en leven veel gebruikt. In de cateringindustrie wordt PTFE -gecoat kookgerei veel gebruikt; In de kledingindustrie gebruiken de beste koudbestendige kleding van merken zoals Helikon en Carinthia allemaal PTFE als coating of buitenlaag. , om het vermogen te bereiken om de ernstige kou van -30 ° C te weerstaan; In het militaire veld worden PTFE -materialen met laag verlies, uitstekende diëlektrische eigenschappen, goede consistentie, stabiele chemische eigenschappen en bijna geen vochtabsorptie veel gebruikt in radarpanelen met hoge radiofrequentie. Op medisch veld worden PTFE -materialen ook veel gebruikt in kunstmatige lichaamsdelen.
Waar staat PTFE voor?
PTFE staat voor polytetrluorethyleen, de chemische term voor het polymeer (C2F4) n.
Dit materiaal verwijst over het algemeen naar elk merk Synthetisch fluoropolymeer van merkbanden. De belangrijkste kenmerken van polytetrluorethyleen zijn als volgt:
Maximale bedrijfstemperatuur (° F /° C): 500/260
Treksterkte bij pauze (PSI): 4.000
Diëlektrische constante (KV/MIL): 3.7
Aandeel: 2.16
Rek bij pauze: 350%
Shore D Hardheid: 54
De veelgebruikte PTFE Polytetrluorethyleen -synthetische fluoropolymeer met de bovenstaande kenmerken heeft al talloze merken, de belangrijkste merken zijn als volgt:
Teflon®: Chemours
Fluon®: AGC LTD
Dyneon®: 3m
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
PTFE chemische structuur
Polytetrluorethyleen is een lineair polymeer dat is samengesteld uit koolstof (C) en fluor (F) atomen, met de chemische formule (C2F4) N, waarbij N het aantal monomeereenheden is.
De structuur van PTFE kan worden uitgedrukt als: -cf2-CF2-CF2-CF2-
De lange keten van PTFE -moleculen bestaat uit koolstofatomen, die elk zijn gekoppeld aan twee fluoratomen.
Fluoratomen bedekken bijna het oppervlak van de koolstofatomen van de spiraalvormige polymeerketen. De koolstofatomen vormen de hoofdketen van de polymeerketen. De fluoratomen vormen een schildachtige structuur rond de koolstofatomen, die de interne koolstofatomen goed beschermt.
Deze unieke opstelling van atomen geeft PTFE zijn uitzonderlijke eigenschappen. Deze moleculaire structuur draagt bij aan de ongeëvenaarde fysische en chemische eigenschappen van PTFE.
Wat is het teflon -materiaal?
Teflon is een thermoplastisch fluoropolymeer en teflon acroniem is PTFE (polytetrluorethyleen).
Teflon is een handelsmerk van Chemours, maar PTFE kan ook worden gekocht bij andere bedrijven dan Chemours.
Teflon is een populair materiaal vanwege de lage wrijving, hoge temperatuurweerstand en chemische weerstand.
Is teflon ptfe
Teflon is natuurlijk een polymeermateriaal gepolymeriseerd van tetrluorethyleen en is een soort geperfluoreerd materiaal. De chemische naam is polytetrluorethyleen (PTFE).
De chemische structuur van Teflon is zeer uniek. De moleculaire structuur is dat F (fluoratomen) alle H (waterstofatomen) op de C -keten vervangt. Tegelijkertijd, omdat de straal van het fluoratoom veel groter is dan de straal van het koolstofatoom, is de afstoting tussen atomen erg groot, dus het zal niet zoals waterstofatomen, ze kunnen in een vlak worden gerangschikt, zodat de fluoratomen bijna spiraalvormig zijn om de koolstofatomen te wikkelen, zodat de buitenwereld alleen in contact kan komen met de relatief inert fluorine -atomen.
Met een sterke fluoratoombarrière is de Teflon -polymeerstructuur relatief stabiel in vergelijking met andere materialen.
Teflon -eigenschappen
PTFE is een polymeer gepolymeriseerd van tetrluorethyleenmonomeer. Het is een transparante of ondoorzichtige was vergelijkbaar met PE. De dichtheid is 2,2 g/cm3 en de waterabsorptiesnelheid is minder dan 0,01%.
De chemische structuur van PTFE -polymeer is vergelijkbaar met die van PE, behalve dat alle waterstofatomen in polyethyleen worden vervangen door fluoratomen. Vanwege de hoge bindingsenergie en stabiele prestaties van de CF -binding, heeft het een uitstekende chemische corrosieweerstand en kan het bestand zijn tegen alle sterke zuren (inclusief aqua -regia) behalve gesmolten alkali -metalen, oxiderende media en natriumhydroxide boven 300 ° C. Evenals de effecten van sterke oxidatiemiddelen, reducerende middelen en verschillende organische oplosmiddelen.
Het F -atoom in het PTFE -molecuul is symmetrisch en de twee elementen in de CF -binding worden covalent gebonden. Er zijn geen vrije elektronen in het molecuul, waardoor het gehele molecuul neutraal wordt. Daarom heeft het uitstekende diëlektrische eigenschappen en wordt de elektrische isolatie niet beïnvloed door de invloed van de omgeving en frequentie.
Teflon fysieke eigenschappen
De volumeweerstand is groter dan 1017, het diëlektrische verlies is klein, de afbraakspanning is hoog, de boogweerstand is goed en kan werken in een elektrische omgeving van 250 ° C. Omdat er geen waterstofbruggen zijn in de PTFE-moleculaire structuur, is de structuur symmetrisch, dus de kristallisatie van de kristallisatie is zeer hoog (over het algemeen is de kristalliniteit 55%~ 75%, soms zo hoog als 94%), waardoor PTFE extreem warmtebestendig is. De smelttemperatuur is 324 ° C, de ontledingstemperatuur is 415 ° C en de maximale gebruikstemperatuur is 250 ° C. Het is bros dat de temperatuur -190 ° C is en de warmtevervormingstemperatuur (onder 0,46 mPa omstandigheden) is 120 ° C.
Teflon -materiaal heeft goede mechanische eigenschappen. De treksterkte is 21 ~ 28MPa, buigsterkte is 11 ~ 14MPa, de verlenging is 250%~ 300%en de dynamische en statische wrijvingscoëfficiënten tegen staal zijn beide 0,04, wat beter is dan nylon, polyformaldehyde en polyethyleen. De wrijvingscoëfficiënt van koele kunststoffen is klein.
Pure PTFE heeft lage sterkte, slechte slijtvastheid en slechte kruipweerstand. Het is meestal nodig om sommige anorganische deeltjes toe te voegen aan het PTFE -polymeer, zoals grafiet, disulfidegroep, aluminiumoxide, glasvezel, koolstofvezel, enz. Om de mechanische eigenschappen te verbeteren. , en kan ook worden uitgebreid door samen te werken met andere polymeren zoals polyfenylase (PHB), polyfenyleensulfide (PFS), polyethyleenglycol (PEEK), polyethyleen/propyleencopolymeer (PFEP), enz. Het dempingtemperatuurbereik, het verbeteren van de weerstand tegen variabiliteit.
Hoe wordt Teflon gemaakt
Het productieproces maakt gebruik van chloroform als grondstof, gebruikt watervrij waterstofzuur om chloroform te fluoreren, de reactietemperatuur is boven 65 ° C, gebruikt antimoon pentachloride als katalysator en gebruikt uiteindelijk thermisch kraken om tetrluoroethyleen te produceren.
Aokai wordt geproduceerd met behulp van suspensiepolymerisatie of emulsiepolymerisatie.
Bereiding van monomeer tetrluorethyleen
Industrieel wordt chloroform gebruikt als grondstof, watervrij waterstofzuur wordt gebruikt om chloroform te fluoreren, de reactietemperatuur is boven 65 ° C, antimoon pentachloride wordt gebruikt als een katalysator en uiteindelijk wordt tetrafluorethyleen geproduceerd door thermisch kraken. Tetrluorethyleen kan ook worden geproduceerd door zink te reageren met tetrluorodichloorethaan bij hoge temperaturen.
Bereiding van polytetrluorethyleen
In een glazuur- of roestvrijstalen polymerisatieketel wordt water gebruikt als het medium, kaliumspersulfaat wordt gebruikt als de initiator, perfluorocarbonzuur ammoniumzout wordt gebruikt als dispergeermiddel, fluorocarbon wordt gebruikt als de stabilisator, en tetrafluoroethyleen is redox gepolymeriseerd om fijn poederpolyen te verkrijgen. Tetrluorethyleen.
Voeg verschillende additieven toe aan de reactieketel en het tetrluorethyleenmonomeer komt de polymerisatieketel binnen in de gasfase. Pas de temperatuur in de ketel aan op 25 ° C en voeg vervolgens een bepaalde hoeveelheid activator (natriummetabisulfiet) toe om polymerisatie door een redox -systeem te initiëren. Tijdens het polymerisatieproces worden monomeren continu toegevoegd en wordt de polymerisatiedruk gehouden op 0,49 ~ 0,78 mpa. De dispersie verkregen na polymerisatie wordt verdund tot een bepaalde concentratie met water en de temperatuur wordt ingesteld op 15 ~ 20 ° C. Na aggregatie met mechanisch roeren wordt het gewassen met water en gedroogd, dat wil zeggen dat dit product wordt verkregen als fijne korrelige hars.
Is Teflon veilig?
Teflon-coating zelf is veilig: Teflon-materiaal zelf is niet-giftig, zal niet ontleden en zal geen gezondheidsrisico's veroorzaken. Dit komt waarschijnlijk omdat de moleculaire structuur in feite onoplosbaar is in echte chemicaliën, laat staan verteerd en geabsorbeerd door het menselijk lichaam.
De unieke eigenschappen van PTFE maken het op grote schaal gebruikt in industriële en mariene activiteiten zoals chemische industrie, petroleum, textiel, voedsel, papierproductie, medicijnen, elektronica en machines.
Toepassing van polytetrluorethyleen (PTFE) in anti-corrosie-eigenschappen:
Vanwege de defecten in corrosieweerstand van rubber, glas, metalen legeringen en andere materialen, is het moeilijk om te voldoen aan de harde omgeving waar temperatuur, druk en chemische media naast elkaar bestaan, en de resulterende verliezen zijn behoorlijk alarmerend. Hoewel PTFE-materiaal een uitstekende corrosieweerstand heeft, gebruikt polytetrafluorethyleen de belangrijkste corrosiebestendige materialen in aardolie, chemische, textiel en andere industrieën.
Specifieke toepassingen zijn onder meer: afleveringspijpen, uitlaatpijpen, stoomleidingen voor het transport van corrosieve gassen, hogedrukoliepijpen voor rollen, hoge, middelgrote en lage drukleidingen voor hydraulische systemen voor vliegtuigen en koude perssystemen, distillatietorens, warmtewisselaars, ketels, ketels, torens en torens. De prestaties van afdichtingen van chemische apparatuur zoals voeringen en kleppen hebben een grote impact op de efficiëntie en prestaties van de hele machine en apparatuur. PTFE-materiaal heeft de kenmerken van corrosieweerstand, verouderingsweerstand, lage wrijvingscoëfficiënt en niet-liciness, breed temperatuurbereik en goede elasticiteit, waardoor het zeer geschikt is voor productieafdichtingen met hoge corrosiebestendigheidsvereisten en bedrijfstemperaturen boven 100 °. Zoals afdichtingen voor gegroefde flenzen van machines, warmtewisselaars, hogedrukvaten, vaten met grote diameter, kleppen en pompen, afdichtingen voor glazen reactiepotten, platte flenzen, flenzen met grote diameter, schachten, zuigerstaven, klepstaafjes, wormwandhonden, tasstangafdicht, enz.
2. De lage wrijvingsprestaties van polytetrluorethyleen (PTFE) worden gebruikt in laadtoepassingen.
De wrijvingsonderdelen van sommige apparatuur zijn niet geschikt voor smering, zoals in situaties waarin smeervet wordt opgelost door oplosmiddelen en ineffectief worden, of in papierprogramma's, farmaceutische producten, voedsel, textiel, enz. Producten in de industriële veld moeten worden vermeden om smeerolie-olie te vermijden. Dit komt omdat de wrijvingscoëfficiënt van dit materiaal de laagste is onder bekende vaste materialen. Het specifieke gebruik ervan omvat lagers voor chemische apparatuur, papiermachines en agrarische machines, als zuigerringen, machine -gereedschapsgids en geleideringen. Ze worden veel gebruikt in civiele bouwprojecten als ondersteuningsdia's voor bruggen, tunnelstaalstructuur dakspanten, grote chemische pijpleidingen en opslagtanks. Blokken, evenals gebruikt als brugsteunen en bridgewivels, enz.
3. Applicaties van polytetrluorethyleen (PTFE) in elektronische en elektrische toepassingen.
Door de inherente laag verlies en kleine diëlektrische constante van PTFE -materialen kan het worden gemaakt tot geëmailleerde draden voor gebruik in micro -motoren, thermokoppels, besturingsapparaten, enz., PTFE elektrische isolatiefilm Het is een ideaal isolatiemateriaal voor productiecapaciteiten, radio -isolerende liners, geïsoleerde kabels, motoren en transformatoren. Het is ook een van de onmisbare materialen voor industriële elektronische componenten zoals ruimtevaart en ruimtevaart. Het gebruik van fluorplastic films heeft een hoge permeabiliteit voor zuurstof en een hoge permeabiliteit voor waterdamp. Deze selectieve permeabiliteit van kleine permeabiliteit kan worden gebruikt om zuurstofsensoren te produceren. De kenmerken van fluoroplastics die polaire ladingsafwijking veroorzaken onder hoge temperatuur en hoge druk kan worden gebruikt om microfoons, luidsprekers, onderdelen op robots, enz. Te produceren, en hun lage breking kan worden gebruikt. De kenmerken van hoge efficiëntie kunnen optische vezels maken.
4. Applicatie van polytetrluorethyleen (PTFE) in medische geneeskunde.
Het uitgebreide PTFE -materiaal is puur inert en heeft een zeer sterke biologische aanpassingsvermogen. Het zal geen afwijzing door het lichaam veroorzaken en heeft geen fysiologische bijwerkingen op het menselijk lichaam. Het kan door elke methode worden gesteriliseerd. De microporeuze structuur maakt gebruik mogelijk in verschillende revalidatieoplossingen, waaronder kunstmatige bloedvaten en patches voor regeneratie van zacht weefsel en chirurgische hechtingen voor vasculaire, cardiale, algemene en orthopedische operaties.
5. Applicatie van anti-stick-eigenschappen van polytetrluorethyleen (PTFE).
PTFE -materiaal heeft de kleinste oppervlaktespanning tussen vaste materialen en houdt zich niet aan elke stof. Het heeft ook de kenmerken van hoge en lage temperatuurweerstand en chemische inertie, waardoor het geschikt is voor toepassingen zoals productie. Nit-stick pannen worden veel gebruikt in anti-stick-toepassingen. Het anti-klevende proces bevat voornamelijk twee soorten: het installeren van het PTFE-blad op het substraat en het plaatsen van de PTFE -coating of vernis samengesteld met glas op het substraat door warmte krimp.
Hoewel PTFE -materialen nog steeds het probleem hebben van hoge moeilijkheid bij het lassen, zullen nieuwe synthesemethoden met de vooruitgang van technologie binnenkort de pijnpunten van PTFE oplossen en PTFE toepassen op een breder scala aan velden.
