Polytetrafluoroetilena (PTFE) este un polimer de carbon și fluor. Acest material are cel mai familiar nume: Teflon.
Proprietățile PTFE includ:
Proprietăți mecanice excelente (<1%)
Rezistența la coroziune a inerției chimice
Rezistență la căldură
Coeficienții cei mai mici de frecare
Proprietăți non -stick (rezistă la temperaturi continue ridicate de 500 ° F (260 ° C))
Rezistența la uzură
Punct de topire ridicat
Proprietățile excelente ale PTFE îi conferă o gamă largă de aplicații și este cel mai frecvent utilizată ca acoperire antiaderentă pentru vase. Rezistența mai bună la uzură a PTFE permite combinarea cu diverse materiale prin polimerizarea emulsiei sau prelucrarea polimerizării în suspensie pentru a forma produse industriale rezistente la termică ridicate, cu proprietăți mecanice excelente, cum ar fi izolația de sârmă, centurile transportoare de calitate alimentară, țesături netile, flexibile etc.
Ce este PTFE?
Polytetrafluoroetilena a fost descoperită în 1938. A fost descoperită inițial de chimistul american Roy J. Plunkett (1910–1994) când încerca să facă un nou refrigerant cu compus de carbon și fluor. Oamenii de la acea vreme nu s -ar fi gândit la acest produs obișnuit. Catalizatorii ciudate vor afecta fiecare aspect al lumii.
În 1941, DuPont a obținut un brevet pentru acest produs și a înregistrat o marcă comercială sub numele 'teflon ' în 1944.
În zilele noastre, politetrafluoroetilena a fost utilizată pe scară largă în multe domenii ale producției și vieții. În industria de catering, vase pe scară largă de gătit PTFE; În industria îmbrăcămintei, hainele de top rezistente la rece de la mărci precum Helikon și Carinthia folosesc toate PTFE ca strat de acoperire sau exterior. , pentru a obține capacitatea de a rezista la răceala severă de -30 ° C; În domeniul militar, materialele PTFE cu pierderi scăzute, proprietăți dielectrice excelente, consistență bună, proprietăți chimice stabile și aproape nicio absorbție de umiditate sunt utilizate pe scară largă în panourile radar de frecvență radio ridicată. În domeniul medical, materialele PTFE sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în părțile artificiale ale corpului.
Ce înseamnă PTFE?
PTFE reprezintă politetrafluoroetilen, termenul chimic pentru polimerul (C2F4) n.
Acest material se referă, în general, la orice fluoropolimer sintetic PTFE de marcă. Principalele caracteristici ale politetrafluoroetilenei sunt următoarele:
Temperatura maximă de funcționare (° F /° C): 500/260
Forța de tracțiune la pauză (PSI): 4.000
Constantă dielectrică (KV/MIL): 3.7
Proporție: 2.16
Alungire la pauză: 350%
Shore D Hardness: 54
Fluoropolimerul sintetic PTFE POLYTETRAFLUOROETYLENE PTFE utilizat pe scară largă cu caracteristicile de mai sus are deja nenumărate mărci, principalele mărci sunt următoarele:
TEFLON®: CHEMOURS
Fluon®: AGC LTD
Dyneon®: 3m
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
Structura chimică PTFE
Polytetrafluoroetilena este un polimer liniar compus din atomi de carbon (C) și fluor (F), cu formula chimică (C2F4) N, unde n este numărul de unități monomere.
Structura PTFE poate fi exprimată ca: -cf2-cf2-cf2-cf2-
Lanțul lung de molecule PTFE este alcătuit din atomi de carbon, fiecare dintre ele fiind legat de doi atomi de fluor.
Atomii de fluor acoperă aproape suprafața atomilor de carbon ai lanțului polimeric în spirală. Atomii de carbon formează lanțul principal al lanțului polimeric. Atomii de fluor formează o structură asemănătoare scutului în jurul atomilor de carbon, care protejează bine atomii interni de carbon.
Acest aranjament unic de atomi oferă PTFE proprietățile sale excepționale. Această structură moleculară contribuie la proprietățile fizice și chimice inegalabile ale PTFE.
Care este materialul de teflon?
Teflon este un fluoropolimer termoplastic, iar acronimul de teflon este PTFE (politetrafluoroetilen).
Teflon este o marcă comercială a Chemours, cu toate acestea, PTFE poate fi achiziționată și de la alte companii decât Chemours.
Teflon este un material popular datorită frecării scăzute, rezistenței la temperatură ridicată și rezistenței chimice.
Este teflon ptfe
Desigur, teflon este un material polimer polimerizat din tetrafluoroetilenă și este un tip de material perfluorinat. Numele său chimic este politetrafluoroetilen (PTFE).
Structura chimică teflon este foarte unică. Structura moleculară este că F (atomi de fluor) înlocuiește toți H (atomi de hidrogen) de pe lanțul C. În același timp, deoarece raza atomului de fluor este mult mai mare decât raza atomului de carbon, repulsia dintre atomi este foarte mare, așa că nu îi va plăcea atomii de hidrogen, ei pot fi aranjați într -un avion, astfel încât atomii de fluor aproape în spirală pentru a înfășura atomii de carbon, astfel încât lumea exterioară să poată intra în contact doar cu atomii de fluor de fluor relativ inert.
Cu o barieră puternică de atom de fluor, structura polimerului de teflon este relativ stabilă în comparație cu alte materiale.
Proprietăți teflon
PTFE este un polimer polimerizat din monomerul de tetrafluoroetilen. Este o ceară transparentă sau opacă similară cu PE. Densitatea sa este de 2,2 g/cm3, iar rata de absorbție a apei este mai mică de 0,01%.
Structura chimică a polimerului PTFE este similară cu cea a PE, cu excepția faptului că toți atomii de hidrogen din polietilenă sunt înlocuiți cu atomi de fluor. Datorită energiei ridicate ale legăturii și performanței stabile a legăturii CF, are o rezistență excelentă la coroziune chimică și poate rezista tuturor acizilor puternici (inclusiv Aqua regia), cu excepția metalelor alcaline topite, a mediilor de oxidare și a hidroxidului de sodiu peste 300 ° C. Precum și efectele oxidanților puternici, agenții de reducere și diverși solvenți organici.
Atomul F în molecula PTFE este simetric, iar cele două elemente din legătura CF sunt legate covalent. Nu există electroni liberi în moleculă, ceea ce face ca întreaga moleculă să fie neutră. Prin urmare, are proprietăți dielectrice excelente, iar izolația sa electrică nu este afectată de influența mediului și a frecvenței.
Proprietăți fizice teflon
Rezistivitatea volumului său este mai mare de 1017, pierderea dielectrică este mică, tensiunea sa de descompunere este ridicată, rezistența sa la arc este bună și poate funcționa într -un mediu electric de 250 ° C. Deoarece nu există legături de hidrogen în structura moleculară PTFE, structura este simetrică, astfel încât cristalizarea sa gradul de cristalizare este foarte mare (în general, cristalinitatea este de 55%~ 75%, uneori la 94%), ceea ce face ca PTFE să fie extrem de rezistent la căldură. Temperatura sa de topire este de 324C, temperatura sa de descompunere este de 415 ° C, iar temperatura maximă de utilizare este de 250 ° C. Este fragilă, temperatura este de -190 ° C, iar temperatura de distorsiune a căldurii (în condiții de 0,46MPa) este de 120C.
Materialul de teflon are proprietăți mecanice bune. Rezistența sa la tracțiune este de 21 ~ 28MPa, rezistența la îndoire este de 11 ~ 14MPa, alungirea este de 250%~ 300%, iar coeficienții săi dinamici și statici de frecare împotriva oțelului sunt ambii 0,04, ceea ce este mai bun decât nylon, polivaldehidă și polietilen. Coeficientul de frecare a materialelor plastice cool este mic.
PTFE pur are o rezistență scăzută, o rezistență slabă a uzurii și o rezistență slabă a fluajului. De obicei, este necesar să se adauge unele particule anorganice la polimerul PTFE, cum ar fi grafitul, grupa disulfură, oxidul de aluminiu, fibra de sticlă, fibra de carbon etc. pentru a -și îmbunătăți proprietățile mecanice. , și poate fi extinsă și prin cooperarea cu alți polimeri, cum ar fi polifenilază (PHB), polifenilen sulfură (PFS), polietilen glicol (PEEK), polietilen/propilenă copolimer (PFEP), etc.
Cum se face teflon
Procesul de fabricație folosește cloroformul ca materie primă, folosește acid hidrofluoric anhidru pentru a fluorina cloroform, temperatura de reacție este peste 65ºC, folosește pentaclorura de antimoniu ca catalizator și folosește în sfârșit fisurarea termică pentru a produce tetrafluoroetilen.
Aokai este produs folosind polimerizare a suspensiei sau polimerizare a emulsiei.
Pregătirea monomerului tetrafluoroetilen
În mod industrial, cloroformul este utilizat ca materie primă, acidul hidrofluoric anhidru este utilizat pentru fluorularea cloroformului, temperatura de reacție este peste 65ºC, pentaclorura de antimoniu este utilizată ca catalizator și, în final, tetrafluoroetilena este produsă prin fisurarea termică. Tetrafluoroetilena poate fi produsă și prin reacționarea zincului cu tetrafluorodichloroetan la temperaturi ridicate.
Pregătirea politetrafluoroetilenei
Într -o email de polimerizare din oțel inoxidabil sau din oțel inoxidabil, apa este utilizată ca inițiator, persulfat de potasiu este utilizat ca inițiator, sarea de amoniu perfluorocarboxilic este utilizată ca dispersant, fluorocarbonul este utilizat ca stabilizator, iar tetrafluoroetilenul este redox polimerizat pentru a obține poliotilene fină. Tetrafluoroetilen.
Adăugați diverși aditivi la ibricul de reacție, iar monomerul de tetrafluoroetilen intră în ceainica de polimerizare în faza gazoasă. Reglați temperatura în ceainic la 25 ° C, apoi adăugați o anumită cantitate de activator (metabisulfit de sodiu) pentru a iniția polimerizarea printr -un sistem redox. În timpul procesului de polimerizare, monomerii sunt adăugați continuu, iar presiunea de polimerizare este menținută la 0,49 ~ 0,78MPa. Dispersia obținută după polimerizare este diluată la o anumită concentrație cu apă, iar temperatura este reglată la 15 ~ 20ºC. După agregarea cu agitare mecanică, este spălat cu apă și uscat, adică acest produs este obținut ca rășină granulară fină.
Teflon este sigur?
Acoperirea cu teflon în sine este sigură: materialul de teflon în sine este non-toxic, nu se va descompune și nu va provoca pericole pentru sănătate. Acest lucru se datorează probabil faptului că structura sa moleculară este practic insolubilă în substanțele chimice reale, cu atât mai puțin digerat și absorbit de corpul uman.
Proprietățile unice ale PTFE îl fac utilizat pe scară largă în operațiunile industriale și marine, cum ar fi industria chimică, petrol, textil, alimente, producție de hârtie, medicamente, electronice și utilaje.
Aplicarea politetrafluoroetilenei (PTFE) în proprietățile anti-coroziune:
Datorită defectelor în rezistența la coroziune a cauciucului, a sticlei, a aliajelor metalice și a altor materiale, este dificil să îndeplinești mediul dur în care temperatura, presiunea și media chimică coexistă, iar pierderile rezultate sunt destul de alarmante. În timp ce materialul PTFE are o rezistență excelentă la coroziune, politetrafluoroetilena folosește principalele materiale rezistente la coroziune în petrol, chimice, textile și alte industrii.
Aplicațiile specifice includ: conducte de livrare, conducte de evacuare, conducte de abur pentru transportul gazelor corozive, conducte de petrol de înaltă presiune pentru mori de rulare, conducte de înaltă, medie și de joasă presiune pentru sisteme hidraulice aeronave și sisteme de presă la rece, turnuri de distilare, schimbătoare de căldură, ii, turnuri și rezervoare. Performanța garniturilor de echipamente chimice, cum ar fi căptușelile și supapele are un impact mare asupra eficienței și performanței întregii mașini și echipamente. Materialul PTFE are caracteristicile rezistenței la coroziune, rezistența la îmbătrânire, coeficientul de frecare scăzut și non-lipirea, gama largă de temperatură și o elasticitate bună, ceea ce îl face foarte potrivit pentru fabricarea de etanșări cu cerințe ridicate de rezistență la coroziune și temperaturi de funcționare peste 100 °. Cum ar fi garnituri pentru flanșe canelate de mașini, schimbătoare de căldură, vase de înaltă presiune, vase cu diametrul mare, valve și pompe, etanșări pentru vase de reacție de sticlă, flanșe plate, flanșe cu diametru mare, arbori, tije cu piston, tije de supapă, pompe de viteze cu vierme, garnituri de tijă etc.
2. Performanța scăzută de frecare a politetrafluoroetilenului (PTFE) este utilizată în aplicațiile de încărcare.
Părțile de frecare ale unor echipamente nu sunt potrivite pentru lubrifiere, cum ar fi în situațiile în care grăsimea de lubrifiere va fi dizolvată de solvenți și va deveni ineficientă sau în produsele de hârtie, produse farmaceutice, alimente, textile etc. Acest lucru se datorează faptului că coeficientul de frecare al acestui material este cel mai mic dintre materialele solide cunoscute. Utilizările sale specifice includ rulmenți pentru echipamente chimice, utilaje de hârtie și utilaje agricole, precum inele cu piston, șine de ghidare a mașinilor și inele de ghidare. Acestea sunt utilizate pe scară largă în proiecte de construcții civile ca diapozitive de sprijin pentru poduri, tunuri de acoperiș din oțel din tunel, conducte chimice mari și rezervoare de depozitare. Blocuri, la fel de utilizate ca suporturi de pod și pivotante de pod, etc.
3. Aplicații de politetrafluoroetilenă (PTFE) în aplicații electronice și electrice.
Pierderea scăzută inerentă și constanta dielectrică mică a materialelor PTFE le permit să fie transformată în fire emailate pentru utilizare în micro -motoare, termocuple, dispozitive de control etc., film de izolare electrică PTFE Este un material izolant ideal pentru fabricarea condensatoarelor, linii de izolare radio, cabluri izolate, motoare și transformatoare. Este, de asemenea, unul dintre materialele indispensabile pentru componente electronice industriale, cum ar fi aerospațial și aerospațial. Utilizarea filmelor de plastic cu fluor are o permeabilitate ridicată la oxigen și permeabilitate ridicată la vaporii de apă. Această permeabilitate selectivă a permeabilității mici poate fi utilizată pentru fabricarea senzorilor de oxigen. Caracteristicile fluoroplasticelor care provoacă abaterea sarcinii polare la temperaturi ridicate și presiune ridicată pot fi utilizate pentru fabricarea microfoanelor, a boxelor, a pieselor de pe roboți etc., iar refracția lor scăzută poate fi utilizată. Caracteristicile eficienței ridicate pot face fibre optice.
4. Aplicarea politetrafluoroetilenei (PTFE) în medicina medicală.
Materialul PTFE extins este pur inert și are adaptabilitatea biologică foarte puternică. Nu va provoca respingerea de către organism și nu are efecte secundare fiziologice asupra corpului uman. Poate fi sterilizat prin orice metodă. Structura sa microporoasă permite utilizarea într -o varietate de soluții de reabilitare, inclusiv vase de sânge artificiale și patch -uri pentru regenerarea țesuturilor moi și suturi chirurgicale pentru intervenții vasculare, cardiace, generale și ortopedice.
5. Aplicarea proprietăților anti-stick ale politetrafluoroetilenei (PTFE).
Materialul PTFE are cea mai mică tensiune de suprafață în rândul materialelor solide și nu respectă nicio substanță. De asemenea, are caracteristicile rezistenței la temperatură ridicată și scăzută și a inerției chimice, ceea ce o face potrivită pentru aplicații precum fabricarea. Panorii antiaderente sunt utilizate pe scară largă în aplicațiile anti-stick. Procesul anti-adeziv include în principal două tipuri: instalarea foii PTFE pe substrat și plasarea Acoperire PTFE sau lac compus cu sticlă pe substrat prin contracție termică.
Deși materialele PTFE au încă problema cu dificultăți ridicate în sudare, odată cu avansarea tehnologiei, noile metode de sinteză vor rezolva în curând punctele de durere ale PTFE și vor aplica PTFE într -o gamă mai largă de câmpuri.
