Polytetrafluoroetylen (PTFE) to polimer węglowy i fluorowy. Ten materiał ma najbardziej znaną nazwę: Teflon.
Właściwości PTFE obejmują:
Doskonałe właściwości mechaniczne (<1%)
Odporność na korozję bezwładności chemicznej
Odporność na ciepło
Najniższe współczynniki tarcia
Właściwości nietoperzy (wytrzymały ciągłe wysokie temperatury 500 ° F (260 ° C)))
Odporność na zużycie
Wysoka temperatura topnienia
Doskonałe właściwości PTFE dają mu szeroką gamę zastosowań i jest najczęściej używany jako powłoka nieprzywierająca do naczyń kuchennych. Lepsza odporność na zużycie PTFE pozwala na połączenie z różnymi materiałami poprzez polimeryzację emulsyjną lub przetwarzanie polimeryzacji zawiesiny w celu utworzenia wysokich opornych na termicznych produktów przemysłowych o doskonałych właściwościach mechanicznych, takich jak izolacja drutu, przenośniki o klasyfikacji spożywczej, elastyczne niestyczne tkaniny itp.
![2]()
Polytetrafluoroetylen został odkryty w 1938 r. Pierwotnie odkrył go amerykański chemik Roy J. Plunkett (1910–1994), kiedy próbował zrobić nowy czynnik chłodniczy i fluorowy. Ludzie w tym czasie nie myśleliby o tym zwykłym produkcie. Dziwne katalizatory wpłyną na każdy aspekt świata.
W 1941 r. DuPont uzyskał patent na ten produkt i zarejestrował znak towarowy pod nazwą „teflon ” w 1944 r.
W dzisiejszych czasach politetrafluoroetylen był szeroko stosowany w wielu dziedzinach produkcji i życia. W branży cateringowej powlekane są naczynia kuchenne powlekane PTFE; W branży odzieżowej najlepiej odporna na zimna odzież marek takich jak Helilikon i Carinthia używają PTFE jako powłoki lub warstwy zewnętrznej. , w celu osiągnięcia zdolności do wytrzymania ciężkiego zimna -30 ° C; Na polu wojskowym materiały PTFE o niskiej straty, doskonałe właściwości dielektryczne, dobrą konsystencję, stabilne właściwości chemiczne i prawie nie jest wchłanianie wilgoci, są szeroko stosowane w panelach radaru o wysokiej częstotliwości radiowej. W dziedzinie medycyny materiały PTFE są również szeroko stosowane w sztucznych częściach ciała.
![3]()
PTFE oznacza politetrafluoroetylen, termin chemiczny dla polimeru (C2F4) n.
Materiał ten ogólnie odnosi się do każdego markowego syntetycznego fluoropolimeru PTFE. Główne cechy politetrafluoroetylenu są następujące:
Maksymalna temperatura robocza (° F /° C): 500/260
Wytrzymałość na rozciąganie w przerwie (PSI): 4000
Stała dielektryczna (kV/Mil): 3,7
Proporcja: 2.16
Wydłużenie w przerwie: 350%
Shore D Twardość: 54
Powszechnie stosowany syntetyczny fluoropolimer PTFE PolyteTrafluoroetylenu z powyższymi cechami ma już niezliczone marki, główne marki są następujące:
![4]()
Polytetrafluoroetylen jest liniowym polimerem złożonym z atomów węgla (C) i fluoru (F), o wzorze chemicznym (C2F4) N, gdzie n jest liczbą jednostek monomeru.
Strukturę PTFE można wyrazić jako: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Długi łańcuch cząsteczek PTFE składa się z atomów węgla, z których każdy jest powiązany z dwoma atomami fluorowymi.
Atomy fluorowe prawie pokrywają powierzchnię atomów węgla łańcucha spiralnego polimeru. Atomy węgla tworzą główny łańcuch łańcucha polimeru. Atomy fluorowe tworzą strukturę podobną do tarczy wokół atomów węgla, która dobrze chroni wewnętrzne atomy węgla.
Ten unikalny układ atomów daje PTFE jego wyjątkowe właściwości. Ta struktura molekularna przyczynia się do niezrównanych właściwości fizycznych i chemicznych PTFE.
Jaki jest materiał teflonowy?
Teflon jest termoplastycznym fluoropolimerem, a akronim teflonowy to PTFE (Polytetrafluoroetylen).
Teflon jest znakiem towarowym chemourów, jednak PTFE można również kupić od firm innych niż chemorzy.
Teflon jest popularnym materiałem ze względu na jego niskie tarcia, odporność na wysoką temperaturę i odporność chemiczną.
Oczywiście Teflon jest materiałem polimerowym polimeryzowanym z tetrafluoroetylenu i jest rodzajem materiału perfluorowanego. Jego chemiczna nazwa to politetrafluoroetylen (PTFE).
Struktura chemiczna Teflon jest bardzo wyjątkowa. Struktura molekularna polega na tym, że F (atomy fluorowe) zastępują wszystkie H (atomy wodoru) na łańcuchu C. Jednocześnie, ponieważ promień atomu fluoru jest znacznie większy niż promień atomu węgla, odpychanie między atomami jest bardzo duże, więc nie lubi atomy wodoru, mogą być ułożone w płaszczyźnie, więc atomy fluorowe prawie spiralne, aby owinąć atomy węgla, tak że świat zewnętrzny może się zetknąć tylko z relatywnymi atomami fluorowymi.
Dzięki silnej bariery atomu fluoru struktura polimeru teflonowego jest stosunkowo stabilna w porównaniu z innymi materiałami.
![11]()
PTFE to polimerowy polimeryzowany z monomeru tetrafluoroetylenu. Jest to przezroczysty lub nieprzezroczysty wosk podobny do PE. Jego gęstość wynosi 2,2 g/cm3, a szybkość absorpcji wody jest mniejsza niż 0,01%.
Struktura chemiczna polimeru PTFE jest podobna do PE, z tym wyjątkiem, że wszystkie atomy wodoru w polietylenu są zastępowane atomami fluoru. Ze względu na wysoką energię wiązania i stabilną wydajność wiązania CF, ma doskonałą odporność na korozję chemiczną i może wytrzymać wszystkie silne kwasy (w tym aqua regia), z wyjątkiem stopionego metali alkalicznych, pożywek utleniających i wodorotlenku sodu powyżej 300 ° C. A także skutki silnych utleniaczy, środków redukujących i różnych rozpuszczalników organicznych.
Atom F w cząsteczce PTFE jest symetryczny, a dwa elementy w wiązaniu CF są kowalencyjnie związane. W cząsteczce nie ma wolnych elektronów, co czyni całą neutralną cząsteczką. Dlatego ma doskonałe właściwości dielektryczne, a wpływ środowiska i częstotliwości nie ma wpływu na jego izolację elektryczną.
Właściwości fizyczne teflon
![512D5F3D-FF78-42AE-94A2-CBE31E9B4DDA]()
Jego rezystywność objętościowa jest większa niż 1017, jego strata dielektryczna jest niewielka, jego napięcie rozkładu jest wysokie, jego oporność łukową jest dobra i może działać w środowisku elektrycznym 250 ° C. Ponieważ w strukturze molekularnej PTFE nie ma wiązań wodorowych, struktura jest symetryczna, więc jej krystalizacja stopień krystalizacji jest bardzo wysoki (ogólnie krystaliczność wynosi 55%~ 75%, czasem nawet 94%), co sprawia, że PTFE jest niezwykle odporne na ciepło. Jego temperatura topnienia wynosi 324 ° C, temperatura rozkładu wynosi 415 ° C, a maksymalna temperatura stosowania wynosi 250 ° C. Jest krucha temperatura wynosi -190 ° C, a temperatura zniekształcenia ciepła (w warunkach 0,46 MPa) wynosi 120 ° C.
Materiał teflonowy ma dobre właściwości mechaniczne. Jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi 21 ~ 28 MPa, siła zginania wynosi 11 ~ 14 MPa, wydłużenie wynosi 250%~ 300%, a jego współczynniki tarcia dynamicznego i statycznego przeciwko stali wynosi zarówno 0,04, co jest lepsze niż nylon, poliformaldehyd i polietylen. Współczynnik tarcia chłodnych tworzyw sztucznych jest niewielki.
Czysty PTFE ma niską wytrzymałość, słabą odporność na zużycie i słabą odporność na pełzanie. Zwykle konieczne jest dodanie niektórych cząstek nieorganicznych do polimeru PTFE, takich jak grafit, grupa disiarczkowa, tlenek glinu, włókno szklane, włókno węglowe itp. W celu poprawy jego właściwości mechanicznych. , i można je również rozszerzyć poprzez współpracę z innymi polimerami, takimi jak polifenyaza (PHB), siarczek polifenylenowy (PFS), glikol polietylenowy (PEEK), kopolimer polietylenu/propylenu (PFEP), itp. Jego zakres temperatury wilgotnej, poprawiając jego odporność na zmienność.
![C4A261EE-9D7A-40CB-A84E-357D7AC5CDA2]()
Proces produkcyjny wykorzystuje chloroform jako surowiec, wykorzystuje bezwodny kwas hydrofluorowy do fluoranu chloroformu, temperatura reakcji wynosi powyżej 65ºC, wykorzystuje pentachlorek antymony jako katalizator, a na koniec wykorzystuje pękanie termiczne do wytworzenia tetrafluoroetylenu.
Aokai jest wytwarzany przy użyciu polimeryzacji zawiesiny lub polimeryzacji emulsji.
Przygotowanie monomeru tetrafluoroetylenu
Przemysłowo, chloroform jest stosowany jako surowiec, bezwodny kwas hydrofluorowy jest stosowany do fluoraninowego chloroformu, temperatura reakcji wynosi powyżej 65ºC, antymony pentachlorek jest stosowany jako katalizator, a ostatecznie tetrafluoroetylen wytwarza się przez pęknięcie termiczne. Tetrafluoroetylen można również wytwarzać poprzez reakcję cynku z tetrafluorodichloroetanem w wysokich temperaturach.
Przygotowanie politetrafluoroetylenu
W czajniku polimeryzacji szkliwa lub ze stali nierdzewnej woda stosuje się jako pożywkę, persulfate potasu jest stosowane jako inicjator, sól amonowa perfluorokarboksylowego jest stosowana jako dyspergator, fluorowęglowy stosuje się jako stabilizator, a tetrafluoroetylen jest redoksyjny do uzyskania drobnoziarnistego sproszkowanego. Tetrafluoroetylen.
Dodaj różne dodatki do czajnika reakcji, a monomer tetrafluoroetylenu wchodzi do czajnika polimeryzacji w fazie gazowej. Dostosuj temperaturę w czajniku do 25 ° C, a następnie dodaj określoną ilość aktywatora (metabisulfit sodu), aby zainicjować polimeryzację przez układ redoks. Podczas procesu polimeryzacji monomery są stale dodawane, a ciśnienie polimeryzacji utrzymuje się przy 0,49 ~ 0,78 MPa. Dyspersja uzyskana po polimeryzacji jest rozcieńczona do pewnego stężenia wodą, a temperatura jest dostosowywana do 15 ~ 20ºC. Po agregacji z mechanicznym mieszaniem jest przemyty wodą i suszony, to znaczy produkt ten uzyskuje się jako drobna ziarna żywica.
Czy teflon jest bezpieczny?
Samo powłoka teflonowa jest bezpieczna: sam materiał teflonowy nie jest toksyczny, nie rozkłada się i nie spowoduje zagrożenia dla zdrowia. Jest tak prawdopodobnie dlatego, że jego struktura molekularna jest zasadniczo nierozpuszczalna w prawdziwych chemikaliach, nie mówiąc już o trawieniu i pochłoniętym przez ludzkie ciało.
Dowiedz się więcej o bezpieczeństwie teflonowym
![464D0C72-03F1-477A-8AA7-525162F89FEC]()
Unikalne właściwości PTFE sprawiają, że jest szeroko stosowany w operacjach przemysłowych i morskich, takich jak przemysł chemiczny, ropa naftowa, tekstylia, żywność, papier papierowa, medycyna, elektronika i maszyny.
Zastosowanie politetrafluoroetylenu (PTFE) we właściwościach przeciwkorozji:
Ze względu na wady odporności na korozję gumy, szkła, stopów metali i innych materiałów trudno jest sprostać trudnym środowisku, w którym współistnieją temperatura, ciśnienie i środki chemiczne, a wynikające z tego straty są dość niepokojące. Podczas gdy materiał PTFE ma doskonałą odporność na korozję, politetrafluoroetylen wykorzystuje główne materiały oporne na korozję w branży ropy naftowej, chemicznej, tekstylnej i innych.
Specyficzne zastosowania obejmują: rury dostarczające, rury wydechowe, rury pary do transportu gapów korozyjnych, rur olejowy pod wysokim ciśnieniem do młynów, wysokich, średnich i niskich ciśnienia do systemów hydraulicznych samolotów i systemów prasowych, wież destylacji, wymiany ciepła, czaszki, wież i czopki. Wydajność uszczelek do sprzętu chemicznego, takich jak podszewki i zawory mają duży wpływ na wydajność i wydajność całej maszyny i sprzętu. Materiał PTFE ma charakterystykę odporności na korozję, odporność na starzenie się, współczynnik niskiego tarcia i nietykawość, szeroki zakres temperatur i dobrą elastyczność, co czyni go bardzo odpowiednim do produkcji uszczelnień o wysokich wymaganiach dotyczących odporności na korozję i temperaturami roboczymi powyżej 100 °. Takie jak uszczelki do rowkowanych kołnierzy maszyn, wymienników ciepła, naczyń pod wysokim ciśnieniem, naczynia o dużej średnicy, zawory i pompy, uszczelki do szklanych doniczek, płaskie kołnierze, kołnierze o dużej średnicy, wały, pręty tłokowe, pręty zaworowe, pompki zębate, wiązki, wiązanie prętów itp.
2. Niska wydajność tarcia politetrafluoroetylenu (PTFE) jest stosowana w zastosowaniach obciążenia.
Części tarcia niektórych urządzeń nie są odpowiednie do smarowania, na przykład w sytuacjach, w których smar smarowy zostanie rozpuszczony przez rozpuszczalniki i staną się nieskuteczne, lub w papieru do papieru, farmaceutyki, żywność, tekstylia itp. Produkty w polu przemysłowym muszą unikać zanieczyszczenia oleju smarowego, co sprawia, że wypełnione materiały PTFE jest najbardziej idealnym materiałem na smarowanie bezzawodowe (ładowanie bezpośrednie) części mechanicznych. Wynika to z faktu, że współczynnik tarcia tego materiału jest najniższym wśród znanych materiałów stałych. Jego specyficzne zastosowania obejmują łożyska do sprzętu chemicznego, maszyn do produkcji papieru i maszyn rolniczych, jako pierścienie tłokowe, szyny z narzędziami maszynowymi i pierścienie przewodników. Są one szeroko stosowane w projektach budowlanych cywilnych jako slajdy wsparcia dla mostów, stalowe kratki dachowe, duże rurociągi chemiczne i zbiorniki magazynowe. Bloki, a także używane jako podporki mostu i mostki, itp.
3. Zastosowanie politetrafluoroetylenu (PTFE) w zastosowaniach elektronicznych i elektrycznych.
Warunkowa niska strata i niewielka stała dielektryczna materiałów PTFE umożliwiają wykonanie go w emaliowane przewody do stosowania w silnikach mikro, termoparach, urządzeniach kontrolnych itp., Film izolacji elektrycznej PTFE Jest to idealny materiał izolacyjny do produkcji kondensatorów, radio izolacyjne, izolowane kable, motory i transformatory. Jest to również jeden z niezbędnych materiałów do przemysłowych elementów elektronicznych, takich jak lotnisko i lotnictwo. Zastosowanie fluorowych folii z tworzyw sztucznych ma wysoką przepuszczalność tlenu i wysoką przepuszczalność pary wodnej. Ta selektywna przepuszczalność niewielkiej przepuszczalności można zastosować do produkcji czujników tlenu. Charakterystykę fluoroplastików, które powodują odchylenie ładunku polarnego pod wysoką temperaturą i wysokim ciśnieniem, można zastosować do produkcji mikrofonów, głośników, części robotów itp. Można zastosować ich niskie załamanie. Charakterystyka wysokiej wydajności może tworzyć włókna optyczne.
4. Zastosowanie politetrafluoroetylenu (PTFE) w medycynie medycznej.
Rozszerzony materiał PTFE jest czysto obojętny i ma bardzo silną biologiczną adaptację. Nie spowoduje to odrzucenia przez ciało i nie ma fizjologicznych skutków ubocznych na ludzkie ciało. Można go sterylizować dowolną metodą. Jego mikroporowata struktura pozwala stosować w różnych roztworach rehabilitacyjnych, w tym sztuczne naczynia krwionośne i łatki do regeneracji tkanek miękkich i szwów chirurgicznych do operacji naczyniowych, serca, ogólnych i ortopedycznych.
5. Zastosowanie właściwości anty-stick politetrafluoroetylenu (PTFE).
![6317FDF3-A8D8-4046-BE60-C2E8C646059D]()
Materiał PTFE ma najmniejsze napięcie powierzchniowe wśród materiałów stałych i nie przylega do żadnej substancji. Ma również charakterystykę oporności o wysokiej i niskiej temperaturze oraz bezwładności chemicznej, dzięki czemu nadaje się do zastosowań takich jak produkcja. Nieprzestrzegane patelnie są szeroko stosowane w aplikacjach anty-stick. Proces antyadhezyjny zawiera głównie dwa typy: instalowanie arkusza PTFE na podłożu i umieszczenie Powłoka PTFE lub lakier komponowane ze szkłem na podłożu przez kurczenie się ciepła.
Dowiedz się więcej o powłokach PTFE
Chociaż materiały PTFE nadal mają problem z dużym trudnościami w spawaniu, wraz z postępem technologii, nowe metody syntezy wkrótce rozwiążą punkty bólu PTFE i zastosują PTFE do szerszego zakresu pól.
