Polytetrafluoretylen (PTFE) er en karbon- og fluorpolymer. Dette materialet har det mest kjente navnet: Teflon.
Egenskapene til PTFE inkluderer:
Utmerkede mekaniske egenskaper (<1%)
Kjemisk inerthet korrosjonsbestandighet
Varmebestandighet
Laveste friksjonskoeffisienter
Non-stick egenskaper (tåler kontinuerlig høye temperaturer på 500°f (260°c))
Slitasjemotstand
Høyt smeltepunkt
De utmerkede egenskapene til PTFE gir det et bredt spekter av bruksområder, og det er mest brukt som et non-stick belegg for kokekar. PTFEs bedre slitestyrke gjør at den kan kombineres med ulike materialer gjennom emulsjonspolymerisasjon eller suspensjonspolymeriseringsbehandling for å danne høy termisk motstandsdyktige industriprodukter med utmerkede mekaniske egenskaper, slik som trådisolasjon, transportbånd av matvarekvalitet, fleksible non-stick stoffer, etc.
Hva er PTFE?
Polytetrafluoretylen 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 fluorforbindelseskjølemiddel. Folk på den tiden ville ikke ha tenkt på dette vanlige produktet. Merkelige katalysatorer vil påvirke alle aspekter av verden.
I 1941 fikk DuPont patent på dette produktet og registrerte et varemerke under navnet 'Teflon' i 1944.
I dag har polytetrafluoretylen blitt mye brukt i mange felt av produksjon og liv. I cateringindustrien er PTFE-belagte kokekar mye brukt; i klesindustrien bruker topp kuldesikre klær fra merker som HELIKON og Carinthia alle PTFE som belegg eller ytre lag. , for å oppnå evnen til å motstå den strenge kulden på -30°C; i det militære feltet er PTFE-materialer med lavt tap, utmerkede dielektriske egenskaper, god konsistens, stabile kjemiske egenskaper og nesten ingen fuktighetsabsorpsjon mye brukt i høyfrekvente radarpaneler. Innen det medisinske feltet er PTFE-materialer også mye brukt i kunstige kroppsdeler.
Hva står PTFE for?
PTFE står for polytetrafluoretylen, den kjemiske betegnelsen for polymeren (C2F4)n.
Dette materialet refererer vanligvis til alle merkede ptfe syntetisk fluorpolymer. Hovedegenskapene til polytetrafluoretylen er som følger:
Maksimal driftstemperatur (°F /°C): 500/260
Strekkstyrke ved brudd (PSI): 4000
Dielektrisk konstant (kV/mil): 3,7
Andel: 2,16
Forlengelse ved brudd: 350 %
Shore D-hardhet: 54
Den mye brukte ptfe polytetrafluoretylen syntetisk fluorpolymer med de ovennevnte egenskapene har allerede utallige merker, hovedmerkene er som følger:
TEFLON®: Chemours
FLUON®: AGC Ltd
DYNEON®: 3M
POLYFLON: Daikin Industrial Co., Ltd.
ALGOFLON: Solvay Ltd.
PTFE kjemisk struktur
Polytetrafluoretylen 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 til karbonatomene i spiralpolymerkjeden. Karbonatomene danner hovedkjeden i polymerkjeden. Fluoratomene danner en skjoldlignende struktur rundt karbonatomene, som godt beskytter de indre karbonatomene.
Dette unike arrangementet av atomer gir PTFE sine eksepsjonelle egenskaper. Denne molekylære strukturen bidrar til PTFEs enestående fysiske og kjemiske egenskaper.
Hva er teflonmaterialet?
Teflon er en termoplastisk fluorpolymer, og Teflon akronym er PTFE (polytetrafluoretylen).
Teflon er et varemerke for Chemours, men PTFE kan også kjøpes fra andre selskaper enn Chemours.
Teflon er et populært materiale på grunn av lav friksjon, høy temperaturbestandighet og kjemisk motstand.
Er Teflon PTFE
Selvfølgelig er Teflon et polymermateriale polymerisert fra tetrafluoretylen og er en type perfluorert materiale. Det kjemiske navnet er polytetrafluoretylen (PTFE).
Teflon kjemiske 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 radiusen til karbonatomet, er frastøtingen mellom atomene veldig stor, så den vil ikke Som hydrogenatomer kan de ordnes i et plan, slik at fluoratomene nesten spiraler opp for å pakke inn karbonatomene, slik at omverdenen relativt sett bare kan komme i kontakt med fluoratomer.
Med en sterk fluoratombarriere er Teflon-polymerstrukturen relativt stabil sammenlignet med andre materialer.
Teflon egenskaper
PTFE er en polymer polymerisert fra tetrafluoretylenmonomer. Det er en gjennomsiktig eller ugjennomsiktig voks som ligner på PE. Dens tetthet er 2,2 g/cm3 og vannabsorpsjonshastigheten er mindre enn 0,01 %.
Den kjemiske strukturen til PTFE-polymer er lik den til PE, bortsett fra at alle hydrogenatomer i polyetylen er erstattet av fluoratomer. På grunn av den høye bindingsenergien og stabile ytelsen til CF-bindingen, har den utmerket kjemisk korrosjonsbestandighet og tåler alle sterke syrer (inkludert aqua regia) bortsett fra smeltede alkalimetaller, oksiderende medier og natriumhydroksid over 300 °C. Samt effekten av sterke oksidanter, reduksjonsmidler og ulike organiske løsemidler.
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, dens dielektriske tap er lite, dens sammenbruddsspenning er høy, dens lysbuemotstand er god, og den kan fungere i et elektrisk miljø på 250 °C. Fordi det ikke er hydrogenbindinger i PTFE-molekylstrukturen, er strukturen symmetrisk, så dens krystallisering Graden av krystallisering er veldig høy (vanligvis er krystalliniteten 55% ~ 75%, noen ganger så høy som 94%), noe som gjør PTFE ekstremt varmebestandig. Dens smeltetemperatur er 324C, dens nedbrytningstemperatur er 415°C, og dens maksimale brukstemperatur er 250°C. Den er sprø Temperaturen er -190°C, og varmeforvrengningstemperaturen (under 0,46 MPa-forhold) er 120C.
Teflonmateriale har gode mekaniske egenskaper. Strekkstyrken er 21~28MPa, bøyestyrken er 11~14MPa, forlengelsen er 250%~300%, og dens dynamiske og statiske friksjonskoeffisienter mot stål er begge 0,04, som er bedre enn nylon, polyformaldehyd og polyetylen. Friksjonskoeffisienten til kjølig plast er liten.
Ren PTFE har lav styrke, dårlig slitestyrke og dårlig krypemotstand. Det er vanligvis nødvendig å tilsette noen uorganiske partikler til PTFE-polymeren, slik som grafitt, disulfidgruppe, aluminiumoksid, 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. dets dempende temperaturområde, og forbedrer motstanden mot variasjon.
Hvordan lages teflon
Produksjonsprosessen bruker kloroform som råmateriale, bruker vannfri flussyre for å fluorere kloroform, reaksjonstemperaturen er over 65ºC, bruker antimonpentaklorid som katalysator, og bruker til slutt termisk cracking for å produsere tetrafluoretylen.
Aokai produseres ved bruk av suspensjonspolymerisasjon eller emulsjonspolymerisasjon.
Fremstilling av monomer tetrafluoretylen
Industrielt brukes kloroform som råmateriale, vannfri flussyre brukes til å fluorere kloroform, reaksjonstemperaturen er over 65ºC, antimonpentaklorid brukes som katalysator, og til slutt produseres tetrafluoretylen ved termisk cracking. Tetrafluoretylen kan også fremstilles ved å reagere sink med tetrafluordikloretan ved høye temperaturer.
Fremstilling av polytetrafluoretylen
I en polymerisasjonskjele av emalje eller rustfritt stål brukes vann som medium, kaliumpersulfat brukes som initiator, perfluorkarboksylsyreammoniumsalt brukes som dispergeringsmiddel, fluorkarbon brukes som stabilisator og tetrafluoretylen redokspolymeriseres for å oppnå finpulverisert polyetylen. Tetrafluoretylen.
Tilsett forskjellige tilsetningsstoffer til reaksjonskjelen, og tetrafluoretylenmonomeren går inn i polymerisasjonskjelen i gassfasen. Juster temperaturen i kjelen til 25°C, og tilsett deretter en viss mengde aktivator (natriummetabisulfitt) for å starte polymerisering gjennom et redokssystem. Under polymerisasjonsprosessen tilsettes monomerer kontinuerlig, og polymerisasjonstrykket holdes på 0,49 ~ 0,78 MPa. Dispersjonen oppnådd etter polymerisering fortynnes til en viss konsentrasjon med vann, og temperaturen justeres til 15~20ºC. Etter aggregering med mekanisk omrøring, vaskes det med vann og tørkes, det vil si Dette produktet oppnås som finkornet harpiks.
Er Teflon trygt?
Teflonbelegget i seg selv er trygt: Teflonmaterialet i seg selv er ikke-giftig, vil ikke brytes ned og vil ikke forårsake helsefare. Dette er sannsynligvis fordi dens molekylære struktur i utgangspunktet er uløselig 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 maskiner.
Påføring av polytetrafluoretylen (PTFE) i anti-korrosjonsegenskaper:
På grunn av defektene i korrosjonsbestandigheten til gummi, glass, metallegeringer og andre materialer, er det vanskelig å møte det tøffe miljøet der temperatur, trykk og kjemiske medier eksisterer samtidig, og de resulterende tapene er ganske alarmerende. Mens PTFE-materiale har utmerket korrosjonsbestandighet, bruker polytetrafluoretylen de viktigste korrosjonsbestandige materialene i petroleums-, kjemisk-, tekstil- og andre industrier.
Spesifikke bruksområder inkluderer: leveringsrør, eksosrør, damprør for transport av korrosive gasser, høytrykksoljerør for valseverk, høy-, middels- og lavtrykksrør for flyhydraulikksystemer og kaldpressesystemer, destillasjonstårn, varmevekslere, vannkoker, tårn og tanker. Ytelsen til kjemiske utstyrstetninger som foringer og ventiler har stor innvirkning på effektiviteten og ytelsen til hele maskinen og utstyret. PTFE-materiale har egenskapene til korrosjonsmotstand, aldringsmotstand, lav friksjonskoeffisient og ikke-klebrighet, bredt temperaturområde og god elastisitet, noe som gjør det svært egnet for produksjon av tetninger med høye krav til korrosjonsbestandighet og driftstemperaturer over 100°. Som for eksempel tetninger for rillede flenser på maskiner, varmevekslere, høytrykksbeholdere, beholdere med stor diameter, ventiler og pumper, tetninger for reaksjonsbeholdere i glass, flate flenser, flenser med stor diameter, aksler, stempelstenger, ventilstenger, snekkegirpumper, strekkstangtetninger, etc.
2. Lavfriksjonsytelsen til polytetrafluoretylen (PTFE) brukes i belastningsapplikasjoner.
Friksjonsdelene til noe utstyr er ikke egnet for smøring, for eksempel i situasjoner der smørefett vil løses opp av løsemidler og bli ineffektive, eller i papirfremstilling, legemidler, matvarer, tekstiler osv. Produkter innen industriområdet må unngå forurensning av smøreolje, noe som gjør fylte PTFE-materialer til det mest ideelle materialet for smøreutstyr uten direkte smøreolje. Dette er fordi friksjonskoeffisienten til dette materialet er den laveste blant kjente faste materialer. Dens spesifikke bruksområder inkluderer lagre for kjemisk utstyr, papirfremstillingsmaskiner og landbruksmaskiner, som stempelringer, maskinverktøystyreskinner og føringsringer. De er mye brukt i sivile byggeprosjekter som støttesklier for broer, takstoler i tunnelstålkonstruksjon, store kjemiske rørledninger og lagringstanker. Blokker, samt brukt som brostøtter og brosvivler m.m.
3. Anvendelser av polytetrafluoretylen (PTFE) i elektroniske og elektriske applikasjoner.
Det iboende lave tapet og den lille dielektriske konstanten til PTFE-materialer gjør det mulig å lage den til emaljerte ledninger for bruk i mikromotorer, termoelementer, kontrollenheter, etc., PTFE elektrisk isolasjonsfilm Det er et ideelt isolasjonsmateriale for produksjon av kondensatorer, radioisolerende foringer, isolerte kabler, motorer og transformatorer. 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 for vanndamp. Denne selektive permeabiliteten med liten permeabilitet kan brukes til å produsere oksygensensorer. 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 lage optiske fibre.
4. Anvendelse av polytetrafluoretylen (PTFE) i medisinsk medisin.
Det utvidede PTFE-materialet er rent inert og har meget sterk biologisk tilpasningsevne. Det vil ikke forårsake avvisning av kroppen og har ingen fysiologiske bivirkninger på menneskekroppen. Den kan steriliseres på alle måter. Dens mikroporøse struktur tillater bruk i en rekke rehabiliteringsløsninger, inkludert kunstige blodårer og plaster for bløtvevsregenerering og kirurgiske suturer for vaskulære, hjerte-, generelle og ortopediske operasjoner.
5. Anvendelse av anti-klebeegenskaper til polytetrafluoretylen (PTFE).
PTFE-materiale har den minste overflatespenningen blant faste materialer og fester seg ikke til noen substans. Den har også egenskapene til høy- og lavtemperaturbestandighet og kjemisk inerthet, noe som gjør den egnet for bruksområder som produksjon. Ikke-klebende panner er mye brukt i anti-stick-applikasjoner. Anti-klebeprosessen inkluderer hovedsakelig to typer: installasjon av PTFE-arket på underlaget og plassering av PTFE-belegg eller lakk sammensatt med glass på underlaget gjennom varmekrymping.
Selv om PTFE-materialer fortsatt har problemet med høye vanskelighetsgrader ved sveising, vil nye syntesemetoder, med fremskritt av teknologi, snart løse smertepunktene til PTFE og anvende PTFE på et bredere spekter av felt.
