Polytetrafluorethyleen (PTFE) is een koolstof- en fluorpolymeer. Dit materiaal heeft de meest bekende naam: Teflon.
Eigenschappen van PTFE zijn onder meer:
Uitstekende mechanische eigenschappen (<1%)
Chemische inertheid, corrosiebestendigheid
Hittebestendigheid
Laagste wrijvingscoëfficiënten
Anti-aanbakeigenschappen (bestand tegen continu hoge temperaturen van 500 ° F (260 ° C))
Slijtvastheid
Hoog smeltpunt
De uitstekende eigenschappen van PTFE zorgen e
![2]()
Polytetrafluorethyleen werd ontdekt in 1938. Het werd oorspronkelijk ontdekt door de Amerikaanse chemicus Roy J. Plunkett (1910–1994) toen hij probeerde een nieuw koelmiddel met koolstof- en fluorverbindingen te maken. Mensen hadden destijds niet aan dit gewone product gedacht. Vreemde katalysatoren zullen elk aspect van de wereld beïnvloeden.
In 1941 verkreeg DuPont een patent voor dit product en registreerde in 1944 een handelsmerk onder de naam 'Teflon'.
Tegenwoordig wordt polytetrafluorethyleen op grote schaal gebruikt in veel gebieden van productie en leven. In de horeca wordt PTFE gecoat kookgerei veel gebruikt; in de kledingindustrie gebruiken koudebestendige topkleding van merken als HELIKON en Carinthia allemaal PTFE als coating of buitenlaag. , om bestand te zijn tegen de strenge kou van -30°C; op militair gebied worden PTFE-materialen met weinig verlies, uitstekende diëlektrische eigenschappen, goede consistentie, stabiele chemische eigenschappen en vrijwel geen vochtabsorptie veel gebruikt in hoogfrequente radarpanelen. Op medisch gebied worden PTFE-materialen ook veel gebruikt in kunstmatige lichaamsdelen.
![3]()
PTFE staat voor polytetrafluorethyleen, de chemische term voor het polymeer (C2F4)n.
Dit materiaal verwijst in het algemeen naar elk merk ptfe synthetisch fluorpolymeer. De belangrijkste kenmerken van polytetrafluorethyleen zijn als volgt:
Maximale bedrijfstemperatuur (°F /°C): 500/260
Treksterkte bij breuk (PSI): 4.000
Diëlektrische constante (kV/mil): 3,7
Aandeel: 2,16
Rek bij breuk: 350%
Shore D-hardheid: 54
Het veelgebruikte ptfe polytetrafluorethyleen synthetische fluorpolymeer met bovengenoemde kenmerken kent al talloze merken, de belangrijkste merken zijn als volgt:
![4]()
Polytetrafluorethyleen is een lineair polymeer dat bestaat 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 rangschikking van atomen geeft PTFE zijn uitzonderlijke eigenschappen. Deze moleculaire structuur draagt bij aan de ongeëvenaarde fysische en chemische eigenschappen van PTFE.
Wat is het teflonmateriaal?
Teflon is een thermoplastisch fluorpolymeer en het acroniem Teflon is PTFE (polytetrafluorethyleen).
Teflon is een handelsmerk van Chemours, maar PTFE kan ook bij andere bedrijven dan Chemours worden gekocht.
Teflon is een populair materiaal vanwege de lage wrijving, hoge temperatuurbestendigheid en chemische bestendigheid.
Teflon is uiteraard een polymeermateriaal dat is gepolymeriseerd uit tetrafluorethyleen en is een soort geperfluoreerd materiaal. De chemische naam is polytetrafluorethyleen (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 dat zal niet zo zijn. Net als waterstofatomen kunnen ze in een vlak worden gerangschikt, zodat de fluoratomen bijna spiraalvormig omhoog gaan om de koolstofatomen te omhullen, zodat de buitenwereld alleen in contact kan komen met de relatief inerte fluoratomen.
Met een sterke fluoratoombarrière is de Teflon-polymeerstructuur relatief stabiel in vergelijking met andere materialen.
![11]()
PTFE is een polymeer gepolymeriseerd uit tetrafluorethyleenmonomeer. Het is een transparante of ondoorzichtige was vergelijkbaar met PE. De dichtheid bedraagt 2,2 g/cm3 en de waterabsorptie bedraagt minder dan 0,01%.
De chemische structuur van PTFE-polymeer is vergelijkbaar met die van PE, behalve dat alle waterstofatomen in polyethyleen zijn vervangen door fluoratomen. Vanwege de hoge bindingsenergie en stabiele prestaties van de CF-binding heeft deze een uitstekende chemische corrosieweerstand en is hij bestand tegen alle sterke zuren (inclusief koningswater), behalve gesmolten alkalimetalen, oxiderende media en natriumhydroxide boven 300 °C. Evenals de effecten van sterke oxidatiemiddelen, reductiemiddelen en diverse organische oplosmiddelen.
Het F-atoom in het PTFE-molecuul is symmetrisch en de twee elementen in de CF-binding zijn covalent gebonden. Er zijn geen vrije elektronen in het molecuul, waardoor het hele molecuul neutraal is. Daarom heeft het uitstekende diëlektrische eigenschappen en wordt de elektrische isolatie ervan niet beïnvloed door de invloed van omgeving en frequentie.
Fysieke eigenschappen van teflon
![512d5f3d-ff78-42ae-94a2-cbe31e9b4dda]()
De volumeweerstand is groter dan 1017, het diëlektrische verlies is klein, de doorslagspanning is hoog, de boogweerstand is goed en het kan werken in een elektrische omgeving van 250 ° C. Omdat er geen waterstofbruggen in de moleculaire structuur van PTFE zitten, is de structuur symmetrisch, dus de kristallisatie ervan. De kristallisatiegraad is zeer hoog (in het algemeen is de kristalliniteit 55% ~ 75%, soms wel 94%), wat PTFE extreem hittebestendig maakt. De smelttemperatuur is 324°C, de ontledingstemperatuur is 415°C en de maximale gebruikstemperatuur is 250°C. Het is bros. De temperatuur is -190°C en de warmtevervormingstemperatuur (onder omstandigheden van 0,46 MPa) is 120°C.
Teflonmateriaal heeft goede mechanische eigenschappen. De treksterkte is 21 ~ 28 MPa, de buigsterkte is 11 ~ 14 MPa, de rek is 250% ~ 300% en de dynamische en s
Zuiver PTFE heeft een lage sterkte, slechte slijtvastheid en slechte kruipweerstand. Het is meestal nodig om enkele anorganische deeltjes aan het PTFE-polymeer toe te voegen, zoals grafiet, disulfidegroep, aluminiumoxide, glasvezel, koolstofvezel, enz. om de mechanische eigenschappen ervan 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 bereik van de dempingstemperatuur, waardoor de weerstand tegen variabiliteit wordt verbeterd.
![c4a261ee-9d7a-40cb-a84e-357d7ac5cda2]()
Het productieproces gebruikt chloroform als grondstof, gebruikt watervrij fluorwaterstofzuur om chloroform te fluoreren, de reactietemperatuur ligt boven 65ºC, gebruikt antimoonpentachloride als katalysator en maakt uiteindelijk gebruik van thermisch kraken om tetrafluorethyleen te produceren.
Aokai wordt geproduceerd met behulp van suspensiepolymerisatie of emulsiepolymerisatie.
Bereiding van monomeer tetrafluorethyleen
Industrieel wordt chloroform gebruikt als grondstof, watervrij fluorwaterstofzuur wordt gebruikt om chloroform te fluoreren, de reactietemperatuur ligt boven 65ºC, antimoonpentachloride wordt gebruikt als katalysator en uiteindelijk wordt tetrafluorethyleen geproduceerd door thermisch kraken. Tetrafluorethyleen kan ook worden geproduceerd door zink bij hoge temperaturen te laten reageren met tetrafluordichloorethaan.
Bereiding van polytetrafluorethyleen
In een geëmailleerde of roestvrijstalen polymerisatieketel wordt water als medium gebruikt, kaliumpersulfaat als initiator, perfluorcarbonzuurammoniumzout als dispergeermiddel, fluorkoolstof als stabilisator en tetrafluorethyleen wordt redoxgepolymeriseerd om fijn polyethyleen in poedervorm te verkrijgen. Tetrafluorethyleen.
Voeg verschillende additieven toe aan de reactieketel en het tetrafluorethyleenmonomeer komt in de gasfase de polymerisatieketel binnen. Stel de temperatuur in de ketel in op 25°C en voeg vervolgens een bepaalde hoeveelheid activator (natriummetabisulfiet) toe om de polymerisatie via een redoxsysteem op gang te brengen. Tijdens het polymerisatieproces worden continu monomeren toegevoegd en wordt de polymerisatiedruk op 0,49 ~ 0,78 MPa gehouden. De na polymerisatie verkregen dispersie wordt met water tot een bepaalde concentratie verdund en de temperatuur wordt aangepast op 15 ~ 20ºC. Na aggregatie onder mechanisch roeren wordt het gewassen met water en gedroogd, dat wil zeggen dat dit product wordt verkregen als fijnkorrelige hars.
Teflon-coating zelf is veilig: Teflon-materiaal zelf is niet giftig, zal niet ontleden en geen gezondheidsrisico's veroorzaken. Dit komt waarschijnlijk omdat de moleculaire structuur ervan in principe onoplosbaar is in echte chemicaliën, laat staan verteerd en geabsorbeerd door het menselijk lichaam.
Meer informatie over de veiligheid van teflon
Waar wordt PTFE voor gebruikt？
![464d0c72-03f1-477a-8aa7-525162f89fec]()
De unieke eigenschappen van PTFE zorgen ervoor dat het op grote schaal wordt gebruikt in industriële en maritieme activiteiten zoals de chemische industrie, aardolie, textiel, voedsel, papierproductie, medicijnen, elektronica en machines.
Toepassing van polytetrafluorethyleen (PTFE) in anticorrosieve eigenschappen:
Vanwege de gebreken in de corrosieweerstand van rubber, glas, metaallegeringen en andere materialen is het moeilijk om te voldoen aan de barre omstandigheden waarin temperatuur, druk en chemische media naast elkaar bestaan, en de daaruit voortvloeiende verliezen zijn behoorlijk alarmerend. Hoewel PTFE-materiaal een uitstekende corrosieweerstand heeft, gebruikt polytetrafluorethyleen de belangrijkste corrosiebestendige materialen in de aardolie-, chemische, textiel- en andere industrieën.
Specifieke toepassingen zijn onder meer: aanvoerleidingen, uitlaatpijpen, stoomleidingen voor het transport van corrosieve gassen, hogedrukolieleidingen voor walserijen, hoge-, midden- en lagedrukleidingen voor hydraulische systemen van vliegtuigen en koudeperssystemen, destillatietorens, warmtewisselaars, ketels, torens en tanks. De prestaties van afdichtingen van chemische apparatuur, zoals voeringen en kleppen, hebben een grote invloed op de efficiëntie en prestaties van de gehele machine en apparatuur. PTFE-materiaal heeft de kenmerken van corrosiebestendigheid, verouderingsbestendigheid, lage wrijvingscoëfficiënt en niet-kleverigheid, breed temperatuurbereik en goede elasticiteit, waardoor het zeer geschikt is voor de productie van afdichtingen met hoge eisen aan corrosieweerstand 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, assen, zuigerstangen, klepstangen, wormwielpompen, trekstangafdichtingen, enz.
2. De lage wrijvingsprestaties van polytetrafluorethyleen (PTFE) worden gebruikt bij belastingstoepassingen.
De frictiedelen van sommige apparatuur zijn niet geschikt voor smering, zoals in situaties waarin smeervet wordt opgelost door oplosmiddelen en ineffectief wordt, of bij het maken van papier, farmaceutische producten, voedingsmiddelen, textiel, enz. Producten op industrieel gebied moeten verontreiniging met smeerolie vermijden, waardoor gevulde PTFE-materialen het meest ideale materiaal zijn voor olievrije smering (directe belasting) van mechanische onderdelen van apparatuur. Dit komt omdat de wrijvingscoëfficiënt van dit materiaal de laagste is van de bekende vaste materialen. De specifieke toepassingen ervan omvatten lagers voor chemische apparatuur, papiermachines en landbouwmachines, zoals zuigerveren, geleidingsrails voor werktuigmachines en geleidingsringen. Ze worden veel gebruikt in civiele bouwprojecten als steunglijbanen voor bruggen, dakspanten van stalen tunnelconstructies, grote chemische pijpleidingen en opslagtanks. Blokken, maar ook gebruikt als brugsteunen en brugwartels, etc.
3.Toepassingen van polytetrafluorethyleen (PTFE) in elektronische en elektrische toepassingen.
Door het inherente lage verlies en de kleine diëlektrische constante van PTFE-materialen kunnen er geëmailleerde draden van worden gemaakt voor gebruik in micromotoren, thermokoppels, besturingsapparaten, enz.. PTFE elektrische isolatiefilm. Het is een ideaal isolatiemateriaal voor de productie van condensatoren, radio-isolerende voeringen, geïsoleerde kabels, motoren en transformatoren. Het is ook een van de onmisbare materialen voor industriële elektronische componenten zoals de lucht- en ruimtevaart. Het gebruik van fluorkunststoffilms heeft een hoge permeabiliteit voor zuurstof en een hoge permeabiliteit voor waterdamp. Deze selectieve permeabiliteit met een kleine permeabiliteit kan worden gebruikt om zuurstofsensoren te vervaardigen. De kenmerken van fluorkunststoffen die bij hoge temperatuur en hoge druk afwijkingen in de polaire lading veroorzaken, kunnen worden gebruikt voor de vervaardiging van microfoons, luidsprekers, onderdelen van robots, enz., en hun lage breking kan worden gebruikt. De kenmerken van hoog rendement kunnen optische vezels maken.
4. Toepassing van polytetrafluorethyleen (PTFE) in de medische geneeskunde.
Het geëxpandeerde PTFE-materiaal is puur inert en heeft een zeer sterk biologisch aanpassingsvermogen. Het veroorzaakt geen afstoting door het lichaam en heeft geen fysiologische bijwerkingen op het menselijk lichaam. Het kan op elke manier worden gesteriliseerd. De microporeuze structuur maakt gebruik in een verscheidenheid aan revalidatieoplossingen mogelijk, waaronder kunstmatige bloedvaten en pleisters voor regeneratie van zacht weefsel en chirurgische hechtingen voor vasculaire, cardiale, algemene en orthopedische operaties.
5. Toepassing van antikleefeigenschappen van polytetrafluorethyleen (PTFE).
![6317fdf3-a8d8-4046-be60-c2e8c646059d]()
PTFE-materiaal heeft de kleinste oppervlaktespanning van alle vaste materialen en hecht aan geen enkele stof. Het heeft ook de kenmerken van hoge en lage temperatuurbestendigheid en chemische inertheid, waardoor het geschikt is voor toepassingen zoals productie. Antiaanbakpannen worden veel gebruikt in antiaanbaktoepassingen. Het antikleefproces omvat hoofdzakelijk twee soorten: het installeren van de PTFE-plaat op het substraat en het plaatsen van de PTFE-coating of vernis samengesteld met glas op het substraat door middel van warmtekrimp.
Meer informatie over PTFE-coatings
Hoewel PTFE-materialen nog steeds het probleem hebben van de hoge moeilijkheidsgraad bij het lassen, zullen met de vooruitgang van de technologie binnenkort nieuwe synthesemethoden de pijnpunten van PTFE oplossen en PTFE op een breder scala aan gebieden toepassen.
