Polytetrafluoroetylen (PTFE) er en karbon- og fluorpolymer. Dette materialet har det mest kjente navnet: Teflon.
Egenskaper til PTFE inkluderer:
Utmerkede mekaniske egenskaper (<1%)
Kjemisk inertness korrosjonsmotstand
Varmemotstand
Laveste friksjonskoeffisienter
Ikke -pinneegenskaper (tåler kontinuerlige høye temperaturer på 260 ° C)))
Bruk motstand
Høyt smeltepunkt
De utmerkede egenskapene til PTFE gir det et bredt spekter av applikasjoner, og det brukes ofte som et ikke-pinnebelegg for kokekar. PTFEs bedre slitestyrke gjør at den kan kombineres med forskjellige materialer gjennom emulsjonspolymerisasjon eller suspensjonspolymerisasjonsbehandling for å danne høye termiske resistente industriprodukter med utmerkede mekaniske egenskaper, for eksempel trådisolasjon, transportørbelter med ikke-stick, osv.
Hva er PTFE?
Polytetrafluoroetylen ble oppdaget i 1938. Det ble opprinnelig oppdaget av den amerikanske kjemikeren Roy J. Plunkett (1910–1994) da han prøvde å lage et nytt karbon- og fluorforbindelse. Folk den gangen ikke ville ha tenkt på dette vanlige produktet. Merkelige katalysatorer vil påvirke alle aspekter av verden.
I 1941 innhentet DuPont patent på dette produktet og registrerte et varemerke under navnet 'Teflon ' i 1944.
I dag har polytetrafluoroetylen blitt mye brukt i mange felt av produksjon og liv. I cateringindustrien er PTFE -belagt kokekar mye brukt; I klesindustrien bruker topp kaldtett klær fra merker som Helikon og Carinthia alle PTFE som belegg eller ytre lag. , for å oppnå evnen til å motstå den alvorlige kulden på -30 ° C; I det militære feltet er PTFE -materialer med lite tap, utmerkede dielektriske egenskaper, god konsistens, stabile kjemiske egenskaper og nesten ingen fuktighetsabsorpsjon mye brukt i radarpaneler med høy radiofrekvens. I det medisinske feltet er PTFE -materialer også mye brukt i kunstige kroppsdeler.
Hva står PTFE for?
PTFE står for polytetrafluoroetylen, den kjemiske betegnelsen for polymeren (C2F4) n.
Dette materialet refererer generelt til enhver merket PTFE -syntetisk fluoropolymer. Hovedegenskapene til polytetrafluoroetylen er som følger:
Maksimal driftstemperatur (° F /° C): 500/260
Strekkfasthet i pause (PSI): 4000
Dielektrisk konstant (KV/mil): 3.7
Andel: 2.16
Forlengelse i pause: 350%
Shore D Hardness: 54
Den mye brukte PTFE -polytetrafluoretylensyntetiske fluoropolymeren med de ovennevnte egenskapene har allerede utallige merker, de viktigste merkene er som følger:
Teflon®: Chemours
Fluon®: AGC Ltd
Dyneon®: 3m
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
PTFE kjemisk struktur
Polytetrafluoroetylen er en lineær polymer sammensatt av karbon (C) og fluor (F) atomer, med den kjemiske formelen (C2F4) N, hvor N er antall monomerenheter.
Strukturen til PTFE kan uttrykkes som: -cf2-CF2-CF2-CF2-
Den lange kjeden av PTFE -molekyler består av karbonatomer, som hver er knyttet til to fluoratomer.
Fluoratomer dekker nesten overflaten på karbonatomene i spiralpolymerkjeden. Karbonatomene danner hovedkjeden til polymerkjeden. Fluoratomene danner en skjoldlignende struktur rundt karbonatomene, som godt beskytter de indre karbonatomer.
Dette unike arrangementet av atomer gir PTFE sine eksepsjonelle egenskaper. Denne molekylstrukturen bidrar til PTFEs enestående fysiske og kjemiske egenskaper.
Hva er teflonmaterialet?
Teflon er en termoplastisk fluoropolymer, og Teflon -forkortelsen er PTFE (polytetrafluoroetylen).
Teflon er et varemerke for kjemurer, men PTFE kan også kjøpes fra andre selskaper enn Chemours.
Teflon er et populært materiale på grunn av sin lave friksjon, høye temperaturmotstand og kjemisk motstand.
Er teflon ptfe
Selvfølgelig er Teflon en polymermateriale polymerisert fra tetrafluoroetylen og er en type perfluorert materiale. Det kjemiske navnet er polytetrafluoroetylen (PTFE).
Teflon kjemisk struktur er veldig unik. Den molekylære strukturen er at F (fluoratomer) erstatter alle H (hydrogenatomer) på C -kjeden. Samtidig, fordi radiusen til fluoratomet er mye større enn karbonatomens radius, er frastøtningen mellom atomer veldig stor, så det vil ikke like hydrogenatomer, de kan ordnes i et plan, slik at fluoratomene nesten spiral opp til å pakke inn karbonatomene.
Med en sterk fluoratombarriere er teflon -polymerstrukturen relativt stabil sammenlignet med andre materialer.
Teflon -egenskaper
PTFE er en polymerpolymerisert fra tetrafluoroetylenmonomer. Det er en gjennomsiktig eller ugjennomsiktig voks som ligner PE. Densiteten er 2,2 g/cm3 og vannabsorpsjonshastigheten er mindre enn 0,01%.
Den kjemiske strukturen til PTFE -polymer er lik den for PE, bortsett fra at alle hydrogenatomer i polyetylen erstattes av fluoratomer. På grunn av den høye bindingsenergien og den stabile ytelsen til CF -bindingen, har den utmerket kjemisk korrosjonsresistens og tåler alle sterke syrer (inkludert Aqua regia) bortsett fra smeltet alkalimetaller, oksidasjonsmedier og natriumhydroksid over 300 ° C. Så vel som effekten av sterke oksidanter, reduserende midler og forskjellige organiske løsningsmidler.
F -atomet i PTFE -molekylet er symmetrisk, og de to elementene i CF -bindingen er kovalent bundet. Det er ingen frie elektroner i molekylet, noe som gjør hele molekylet nøytralt. Derfor har den utmerkede dielektriske egenskaper, og dens elektriske isolasjon påvirkes ikke av påvirkning av miljø og frekvens.
Teflon fysiske egenskaper
Volumresistiviteten er større enn 1017, det dielektriske tapet er lite, nedbrytningsspenningen er høy, lysbuemotstanden er god, og den kan fungere i et elektrisk miljø på 250 ° C. Fordi det ikke er noen hydrogenbindinger i PTFE-molekylstrukturen, er strukturen symmetrisk, så dens krystallisering graden av krystallisering er veldig høy (generelt er krystalliniteten 55%~ 75%, noen ganger så høy som 94%), noe som gjør PTFE ekstremt varmebestandig. Smeltetemperaturen er 324C, nedbrytningstemperaturen er 415 ° C, og den maksimale brukstemperaturen er 250 ° C. Det er sprøtt temperaturen er -190 ° C, og varmeforvrengningstemperaturen (under 0,46MPa -forhold) er 120C.
Teflon -materiale har gode mekaniske egenskaper. Strekkfastheten er 21 ~ 28MPa, bøyestyrke er 11 ~ 14MPa, forlengelse er 250%~ 300%, og dens dynamiske og statiske friksjonskoeffisienter mot stål er begge 0,04, noe som er bedre enn nylon, polyformaldehyd og polyetylen. Friksjonskoeffisienten for kjølig plast er liten.
Ren PTFE har lav styrke, dårlig slitemotstand og dårlig krypmotstand. Det er vanligvis nødvendig å tilsette noen uorganiske partikler til PTFE -polymeren, for eksempel grafitt, disulfidgruppe, aluminiumoksyd, glassfiber, karbonfiber, etc. for å forbedre dens mekaniske egenskaper. , og kan også utvides ved å samarbeide med andre polymerer som polyfenylase (PHB), polyfenylensulfid (PFS), polyetylenglykol (PEEK), polyetylen/propylen -kopolymer (PFEP), etc. dens dempende temperaturområde, forbedrer dens motstand mot variasjon.
Hvordan er teflon laget
Produksjonsprosessen bruker kloroform som råstoff, bruker vannfri hydrofluorsyre for å fluorinere kloroform, reaksjonstemperaturen er over 65 ºC, bruker antimon pentaklorid som katalysator, og bruker til slutt termisk sprekker for å produsere tetrafluoroetylen.
Aokai produseres ved bruk av suspensjonspolymerisasjon eller emulsjonspolymerisasjon.
Forberedelse av monomer tetrafluoroetylen
Industrielt blir kloroform brukt som råstoff, vannfritt hydrofluorsyre brukes til å fluorinere kloroform, reaksjonstemperaturen er over 65 ºC, antimon pentaklorid brukes som en katalysator, og til slutt tetrafluoretylen produseres av termal sprekker. Tetrafluoroetylen kan også produseres ved å reagere sink med tetrafluorodikloretan ved høye temperaturer.
Fremstilling av polytetrafluoroetylen
I en emalje- eller polymerisasjonskoker i rustfritt stål brukes vann som medium, kaliumpersulfat brukes som initiator, perfluorokarboksylsyre -ammoniumsalt brukes som dispergeringsmiddel, fluorocarbon brukes som stabilisator, og tetrafluoretylen blir redoks polymerisert for å oppnå finpulvereret polymerer. Tetrafluoroetylen.
Legg til forskjellige tilsetningsstoffer til reaksjonskokeren, og tetrafluoroetylenmonomeren kommer inn i polymerisasjonskokeren i gassfasen. Juster temperaturen i kjelen til 25 ° C, og tilsett deretter en viss mengde aktivator (natriummetabisulfitt) for å starte polymerisasjon gjennom et redox -system. Under polymerisasjonsprosessen tilsettes monomerer kontinuerlig, og polymerisasjonstrykket opprettholdes ved 0,49 ~ 0,78MPa. Spredningen oppnådd etter polymerisasjon blir fortynnet til en viss konsentrasjon med vann, og temperaturen justeres til 15 ~ 20 ºC. Etter aggregering med mekanisk omrøring, vaskes den med vann og tørket, det vil si at dette produktet oppnås som fin granulær harpiks.
Er Teflon trygg?
Teflonbelegg i seg selv er trygt: Teflon-materiale i seg selv er ikke-giftig, vil ikke dekomponere og vil ikke forårsake helsefare. Dette er sannsynligvis fordi molekylstrukturen i utgangspunktet er uoppløselig i ekte kjemikalier, enn si fordøyd og absorbert av menneskekroppen.
De unike egenskapene til PTFE gjør det mye brukt i industrielle og marine operasjoner som kjemisk industri, petroleum, tekstil, mat, papirproduksjon, medisin, elektronikk og maskineri.
Påføring av polytetrafluoroetylen (PTFE) i antikorrosjonsegenskaper:
På grunn av feilene i korrosjonsmotstand av gummi, glass, metalllegeringer og andre materialer, er det vanskelig å oppfylle det tøffe miljøet der temperatur, trykk og kjemiske medier sameksisterer, og de resulterende tapene er ganske alarmerende. Mens PTFE-materiale har utmerket korrosjonsresistens, bruker polytetrafluoretylen de viktigste korrosjonsresistente materialene i petroleum, kjemisk, tekstil og andre bransjer.
Spesifikke bruksområder inkluderer: leveringsrør, eksosrør, damprør for transport av korrosive gasser, høytrykksoljør for rullende fabrikker, høye, middels og lavtrykksrør for flyrhydrauliske systemer og kuldepresse-systemer, destillasjonstårn, varmevekslere, kales, tårn og tanks. Ytelsen til tetninger for kjemisk utstyr som foringer og ventiler har stor innvirkning på effektiviteten og ytelsen til hele maskinen og utstyret. PTFE-materiale har egenskapene til korrosjonsbestandighet, aldringsmotstand, lav friksjonskoeffisient og ikke-stickiness, bredt temperaturområde og god elastisitet, noe som gjør det veldig egnet for å produsere tetninger med høye korrosjonsmotstandskrav og driftstemperaturer over 100 °. Slik som tetninger for rillede flenser med maskiner, varmevekslere, kar med høyt trykk, kar med store diameter, ventiler og pumper, tetninger for glassreaksjonspotter, flate flenser, flenser med stor diameter, skaft, stempelstald, ventilstang, orm girpumper, knytte rod tetning, etc.
2. Den lave friksjonsytelsen til polytetrafluoretylen (PTFE) brukes i belastningsapplikasjoner.
Friksjonsdelene av noe utstyr er ikke egnet for smøring, for eksempel i situasjoner der smøringsfett vil bli oppløst av løsningsmidler og bli ineffektive, eller i papir, legemidler, mat, tekstiler, etc. Produkter i det industrielle feltet trenger å unngå smøring av oljeforurensning, noe som gjør fylt ptfemateriale som er mest ideelt materiale for olje-olje-fri smøring, direkte lastet lastet malt Dette er fordi friksjonskoeffisienten til dette materialet er den laveste blant kjente faste materialer. Dens spesifikke bruksområder inkluderer lagre for kjemisk utstyr, papirmaskiner og landbruksmaskiner, som stempelringer, maskinverktøyveiledningsskinner og guide ringer. De er mye brukt i sivile konstruksjonsprosjekter som støtte lysbilder for broer, tunnelstålstruktur takstoler, store kjemiske rørledninger og lagringstanker. Blokker, så vel som brukt som brostøtter og brosviveller, etc.
3. Applikasjoner av polytetrafluoroetylen (PTFE) i elektroniske og elektriske anvendelser.
Det iboende lavt tap og liten dielektrisk konstant av PTFE -materialer gjør det mulig å gjøre det til emaljerte ledninger for bruk i mikromotorer, termoelementer, kontrollenheter, etc., PTFE elektrisk isolasjonsfilm Det er et ideelt isolasjonsmateriale for produksjonskondensatorer, radioisoleringsforinger. Det er også et av de uunnværlige materialene for industrielle elektroniske komponenter som romfart og romfart. Bruken av fluorplastfilmer har høy permeabilitet for oksygen og høy permeabilitet til vanndamp. Denne selektive permeabiliteten av liten permeabilitet kan brukes til å produsere oksygenføler. Egenskapene til fluoroplast som forårsaker polar ladningsavvik under høy temperatur og høyt trykk kan brukes til å produsere mikrofoner, høyttalere, deler på roboter, etc., og deres lave brytning kan brukes. Egenskapene til høy effektivitet kan gjøre optiske fibre.
4. anvendelse av polytetrafluoroetylen (PTFE) i medisinsk medisin.
Det utvidede PTFE -materialet er rent inert og har veldig sterk biologisk tilpasningsevne. Det vil ikke forårsake avvisning av kroppen og har ingen fysiologiske bivirkninger på menneskekroppen. Det kan steriliseres ved en hvilken som helst metode. Den mikroporøse strukturen gir mulighet for bruk i en rekke rehabiliteringsløsninger, inkludert kunstige blodkar og lapper for bløtvevsregenerering og kirurgiske suturer for vaskulære, hjerte-, generelle og ortopediske operasjoner.
5. Bruk av anti-pinneegenskaper til polytetrafluoroetylen (PTFE).
PTFE -materiale har den minste overflatespenningen blant faste materialer og fester seg ikke til noe stoff. Den har også egenskapene til høy og lav temperaturmotstand og kjemisk inertness, noe som gjør den egnet for bruksområder som produksjon. Ikke-pinne-panner er mye brukt i anti-pinne-applikasjoner. Den anti-ibeskyttelsesprosessen inkluderer hovedsakelig to typer: å installere PTFE-arket på underlaget og plassere PTFE -belegg eller lakk komponert med glass på underlaget gjennom varmekrymping.
Selv om PTFE -materialer fremdeles har problemet med høye vanskeligheter med sveising, med teknologiens fremgang, vil nye syntesemetoder snart løse smertepunktene til PTFE og bruke PTFE på et bredere spekter av felt.
