Политетрафторэтилен (PTFE) представляет собой углеродный и фториновый полимер. Этот материал имеет самое знакомое имя: тефлон.
Свойства PTFE включают:
Отличные механические свойства (<1%)
Химическая инерционная коррозионная устойчивость
Теплостойкость
Самые низкие коэффициенты трения
Свойства без привязки (выдерживают непрерывные высокие температуры 500 ° F (260 ° C))
Износостойкость
Высокая точка плавления
Превосходные свойства PTFE дают ему широкий спектр приложений, и чаще всего используется в качестве непревзойденного покрытия для посуды. Устойчивость PTFE LEGHT износ позволяет его объединить с различными материалами с помощью эмульсионной полимеризации или обработки полимеризации суспензии с образованием высокопрофильных промышленных продуктов с превосходными механическими свойствами, такими как проволочная изоляция, пищевые конвейеры, гибкие неплотные ткани и т. Д.
![2]()
Политетрафторээтилен был обнаружен в 1938 году. Первоначально он был обнаружен американским химиком Роем Дж. Планкеттом (1910–1994), когда он пытался сделать новый хладагент углеродного и фторинового состава. Люди в то время не думали об этом обычном продукте. Странные катализаторы будут влиять на каждый аспект мира.
В 1941 году DuPont получил патент на этот продукт и зарегистрировал товарную марку под названием 'Teflon ' в 1944 году.
В настоящее время политетрафторээтилен широко использовался во многих областях производства и жизни. В индустрии общественного питания широко используется посуда с покрытием PTFE; В индустрии одежды лучшая холодная одежда от таких брендов, как Helikon и Carinthia, использует PTFE в качестве покрытия или внешнего слоя. , чтобы достичь способности противостоять тяжелой простуде -30 ° C; В военной сфере материалы PTFE с низкими потерями, превосходные диэлектрические свойства, хорошая консистенция, стабильные химические свойства и практически никаких поглощений влаги широко используются в высокочастотных радиолокационных панелях. В медицинской области материалы PTFE также широко используются в искусственных частях тела.
![3]()
PTFE означает политетрафторэтилен, химический термин для полимера (C2F4) n.
Этот материал обычно относится к любому фирменному синтетическому флуорополимеру PTFE. Основные характеристики политетрафторээтилена заключаются в следующем:
Максимальная рабочая температура (° F /° C): 500/260
Прочность на растяжение при перерыве (PSI): 4000
Диэлектрическая постоянная (кВ/мил): 3.7
Пропорция: 2.16
Удлинение при перерыве: 350%
Берего D Твердость: 54
Широко используемый флуоролимер PTFE Politetrafluorotylene -синтетический флуорополимер с вышеуказанными характеристиками уже имеет бесчисленные бренды, основные бренды следующие:
PTFE Химическая структура
![4]()
Политетрафторэтилен является линейным полимером, состоящим из атомов углерода (C) и фтора (F), с химической формулой (C2F4) N, где n - количество мономерных единиц.
Структура PTFE может быть выражена как: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Длинная цепь молекул PTFE состоит из атомов углерода, каждая из которых связана с двумя атомами фтора.
Атомы фтора почти покрывают поверхность атомов углерода спиральной полимерной цепи. Атомы углерода образуют основную цепь полимерной цепи. Атомы фтора образуют экранирующую структуру вокруг атомов углерода, которая хорошо защищает внутренние атомы углерода.
Это уникальное расположение атомов дает PTFE свои исключительные свойства. Эта молекулярная структура способствует непревзойденным физическим и химическим свойствам PTFE.
Что такое тефлоновый материал?
Тефлон является термопластичным флуорополимером, а тефлоновая аббревиатура - это PTFE (политетрафторэтилен).
Тефлон является товарным знаком химии, однако PTFE также можно приобрести у компаний, отличных от Chemours.
Тефлон является популярным материалом из -за его низкого трения, высокой температурной устойчивости и химической стойкости.
Конечно, тефлон является полимерным материалом, полимеризованным из тетрафторэтилена и является типом перфторированного материала. Его химическое название - политетрафторээтилен (PTFE).
Тефлоновая химическая структура очень уникальна. Молекулярная структура заключается в том, что F (атомы фтора) заменяет все H (атомы водорода) на цепи C. В то же время, поскольку радиус атома фтора намного больше, чем радиус атома углерода, отталкивание между атомами очень велика, поэтому он не будет любить атомы водорода, их можно расположить в плоскости, поэтому атомы фтора почти спирали, чтобы обернуть атомы углерода, поэтому внешний мир может входить в контакт с относительно истинными флюринами.
С сильным атомом фтора, тефлоновая полимерная структура является относительно стабильной по сравнению с другими материалами.
![11]()
PTFE - это полимер, полимеризованный из тетрафторэтилентного мономера. Это прозрачный или непрозрачный воск, похожий на PE. Его плотность составляет 2,2 г/см3, а скорость поглощения воды составляет менее 0,01%.
Химическая структура полимера PTFE аналогична структуре PE, за исключением того, что все атомы водорода в полиэтилене заменяются атомами фтора. Из -за высокой энергии связи и стабильной характеристики связи CF она обладает превосходной химической коррозионной устойчивостью и может выдерживать все сильные кислоты (включая Aqua Regia), за исключением металлов с расплавленными щелочками, окисления среды и гидроксида натрия выше 300 ° C. А также влияние сильных окислителей, восстановительных агентов и различных органических растворителей.
Атом F в молекуле PTFE симметричен, и два элемента в связи CF ковалентно связаны. В молекуле нет свободных электронов, что делает всю молекулу нейтральной. Следовательно, он обладает отличными диэлектрическими свойствами, и его электрическая изоляция не влияет влияние окружающей среды и частоты.
Тефлоновые физические свойства
![512D5F3D-FF78-42AE-94A2-CBE31E9B4DDA]()
Его удельное сопротивление объема превышает 1017, его диэлектрическая потеря невелика, его напряжение расщепления высокое, его устойчивость к дуге является хорошим, и он может работать в электрической среде 250 ° C. Поскольку в молекулярной структуре PTFE нет водородных связей, структура является симметричной, поэтому ее кристаллизация степень кристаллизации очень высока (как правило, кристалличность составляет 55%~ 75%, иногда до 94%), что делает PTFE чрезвычайно теплостойкой. Температура его плавления составляет 324 ° С, температура разложения составляет 415 ° С, а максимальная температура использования составляет 250 ° С. Это хрупкая, температура составляет -190 ° C, а температура тепла (в условиях 0,46 МПа) составляет 120 ° С.
Тефлоновый материал обладает хорошими механическими свойствами. Его прочность на растяжение составляет 21 ~ 28 МПа, прочность на изгиб составляет 11 ~ 14 млн. МПа, удлинение составляет 250%~ 300%, а его динамические и статические коэффициенты трения против стали - 0,04, что лучше, чем нейлон, полиформальдегид и полиэтилен. Коэффициент трения прохладной пластмассы маленький.
Чистый PTFE имеет низкую прочность, плохую стойкость к износу и плохую стойкость к ползучести. Обычно необходимо добавить некоторые неорганические частицы в полимер PTFE, такие как графит, дисульфидная группа, оксид алюминия, стеклянное волокно, углеродное волокно и т. Д., Чтобы улучшить его механические свойства. , и также может быть расширен, сотрудничая с другими полимерами, такими как полифенилаза (PHB), полифениленсульфид (PFS), полиэтиленгликоль (PEEK), полиэтилен/пропиленаполимер (PFEP) и т. Д. Его диапазон температуры демпфирования, улучшая его сопротивление к изменчивости.
![C4A261EE-9D7A-40CB-A84E-357D7AC5CDA2]()
Процесс изготовления использует хлороформ в качестве сырья, использует безводную гидрофторическую кислоту для флуоринат хлороформ, температура реакции выше 65ºC, использует сурьмоновый пентахлорид в качестве катализатора и, наконец, использует термическое растрескивание для получения тетрафлоруэтилена.
AOKAI производится с использованием полимеризации суспензии или эмульсионной полимеризации.
Подготовка мономера тетрафлоороэтилена
В качестве сырья используется хлороформ в качестве сырья, безводная гидрофлуорическая кислота используется для флуоринат хлороформ, температура реакции выше 65ºC, пентахлорид сурьмы используется в качестве катализатора, и, наконец, тетрафлоороэтилен продуцируется тепловым растрескиванием. Тетрафторээтилен также может быть получен путем реагирования цинка с тетрафлородихлорэтаном при высоких температурах.
Подготовка политетрафторуэтилена
В чайнике полимеризации эмали или из нержавеющей стали вода используется в качестве среды, калия используется в качестве инициатора, в качестве дисперсируемой соли аммонной кислоты используется дисперсируемость, флуоруглерод используется для получения мелкообразного полиэтилена. Тетрафлоороэтилен.
Добавьте различные добавки в чайник реакции, а тетрафлюороэтиленовый мономер входит в чайник полимеризации в газовой фазе. Отрегулируйте температуру в чайнике до 25 ° C, затем добавьте определенное количество активатора (метабисульфит натрия), чтобы инициировать полимеризацию через окислительно -восстановительную систему. Во время процесса полимеризации мономеры непрерывно добавляются, а давление полимеризации поддерживается на уровне 0,49 ~ 0,78 МПа. Дисперсия, полученная после полимеризации, разбавляется до определенной концентрации с водой, а температура регулируется до 15 ~ 20ºC. После агрегации с механическим перемешиванием он промывается водой и сушит, то есть этот продукт получается в виде тонкой гранулированной смолы.
Само тефлоновое покрытие безопасно: сам тефлоновый материал нетоксичен, не разлагается и не вызовет опасности для здоровья. Вероятно, это связано с тем, что его молекулярная структура в основном нерастворим в реальных химических веществах, не говоря уже о переваривании и поглощении человеческим организмом.
Узнайте больше о безопасности тефлона
![464D0C72-03F1-477A-8AA7-525162F89FEC]()
Уникальные свойства PTFE делают его широко используемым в промышленных и морских операциях, таких как химическая промышленность, нефть, текстиль, продукты питания, производство бумаги, медицина, электроника и оборудование.
Применение политетрафторээтилена (PTFE) в антикоррозионных свойствах:
Из -за дефектов в коррозионной стойкости резины, стекла, металлических сплавов и других материалов трудно соответствовать суровой среде, где сосуществуют температура, давление и химическая среда, а результирующие потери довольно тревожны. В то время как материал PTFE обладает превосходной коррозионной стойкостью, политетрафторэтилен использует основные коррозионные материалы в нефть, химических, текстильных и других отраслях.
Конкретные применения включают в себя: трубы доставки, выхлопные трубки, паровые трубы для транспортировки коррозионных газов, нефтяные трубы высокого давления для катящихся мельниц, высокие, средние и низкие трубы для гидравлических систем самолетов и систем холодной прессы, башни дистилляции, теплообменники, гидравлисты. Производительность уплотнений химического оборудования, таких как накладки и клапаны, оказывает большое влияние на эффективность и производительность всей машины и оборудования. Материал PTFE имеет характеристики коррозионной стойкости, сопротивления старения, низкого коэффициента трения и неплоха, широкого температурного диапазона и хорошей эластичности, что делает его очень подходящим для производственных уплотнений с высокими требованиями к коррозии и рабочим температурам выше 100 °. Такие, как уплотнения для рифленных фланцев машин, теплообменников, сосудов высокого давления, сосудов с большим диаметром, клапанов и насосов, уплотнений для стеклянных реакционных горшков, плоских фланцев, фланцев с большим диаметром, валов, поршневых стержней, стержней клапанов, насоса червяшки, стержня и т. Д.
2. Низкие характеристики трения политетрафторээтилена (PTFE) используются в приложениях нагрузки.
Части трения некоторого оборудования не подходят для смазки, например, в ситуациях, когда смазывающая смазка будет растворена растворителями и становятся неэффективными, или при работе с бумагами, фармацевтическими препаратами, продуктами питания, текстилем и т. Д. Продукты в промышленном поле должны избегать смазования нагрузки на нагрузку на нагрузку на нагрузку на нагрузку на нагрузку. Это связано с тем, что коэффициент трения этого материала является самым низким среди известных твердых материалов. Его конкретное использование включает подшипники для химического оборудования, оборудование для бумаги и сельскохозяйственное оборудование, в качестве поршневых колец, направляющие машины и направляющие кольца. Они широко используются в проектах гражданского строительства в качестве опорных слайдов для мостов, туннельной стальной конструкции, фермы на крыше, крупных химических трубопроводов и резервуаров для хранения. Блоки, а также используются в качестве мостовых опор и мостовых шваров и т. Д.
3. Применение политетрафторээтилена (PTFE) в электронных и электрических применениях.
Присущие низкие потери и небольшая диэлектрическая постоянная материалов PTFE позволяют превращать его в эмалированные провода для использования в микро двигателях, термопали, управляющих устройствах и т. Д., Электроизоляционная пленка PTFE. Это идеальное изоляционное материал для производства конденсаторов, радиозолирующие лайнеры, изоляционные кабели, двигатели и трансформаторы. Это также один из незаменимых материалов для промышленных электронных компонентов, таких как аэрокосмическая и аэрокосмическая. Использование фториновых пластиковых пленок обладает высокой проницаемостью для кислорода и высокой проницаемости для водяного пара. Эта селективная проницаемость небольшой проницаемости может использоваться для изготовления датчиков кислорода. Характеристики фторпластиков, которые вызывают отклонение полярного заряда при высокой температуре и высоком давлении, могут использоваться для изготовления микрофонов, динамиков, деталей на роботах и т. Д., И их низкая преломление может быть использовано. Характеристики высокой эффективности могут сделать оптические волокна.
4. Применение политетрафторээтилена (PTFE) в медицинской медицине.
Расширенный материал PTFE является чисто инертным и обладает очень сильной биологической адаптивностью. Это не вызовет отторжение организмом и не окажет физиологического побочного эффекта на организм человека. Это может быть стерилизовано любым методом. Его микропористая структура позволяет использовать в различных реабилитационных решениях, включая искусственные кровеносные сосуды и участки для регенерации мягких тканей и хирургических швов для сосудистых, сердечных, общих и ортопедических операций.
5. Применение антипригарных свойств политетрафторээтилена (PTFE).
![6317FDF3-A8D8-4046-BE60-C2E8C646059D]()
Материал PTFE имеет наименьшее поверхностное натяжение среди твердых материалов и не придерживается какого -либо вещества. Он также имеет характеристики высокой и низкой температурной устойчивости и химической инертности, что делает его подходящим для таких применений, как производство. Неприщепленные кастрюли широко используются в антипригарных приложениях. Процесс антиадгезии в основном включает в себя два типа: установка листа PTFE на подложку и размещение Покрытие PTFE или лак, композируется стеклом на подложке с помощью тепловой усадки.
Узнайте больше о покрытиях PTFE
Хотя материалы PTFE по -прежнему имеют проблему высокой сложности в сварке, с развитием технологий, новые методы синтеза вскоре решат болевые точки PTFE и применяют PTFE в более широкий диапазон полей.
