Polytetrafluóretylén (PTFE) je uhlík a fluór. Tento materiál má najznámejšie meno: teflón.
Vlastnosti PTFE zahŕňajú:
Vynikajúce mechanické vlastnosti (<1%)
Chemická odolnosť proti korózii
Tepelný odpor
Najnižšie koeficienty trenia
Vlastnosti bez paličky (vydržia nepretržité vysoké teploty 260 ° C))
Odpor
Vysoká topenie
Vynikajúce vlastnosti PTFE mu dodávajú širokú škálu aplikácií a najčastejšie sa používa ako nepriľnavý povlak pre riad. Lepšia odolnosť opotrebovania spoločnosti PTFE umožňuje kombináciu s rôznymi materiálmi prostredníctvom emulznej polymerizácie alebo suspenzného polymerizačného spracovania za vzniku vysoko tepelných priemyselných výrobkov s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami, ako je napríklad izolácia drôtu, pásové dopravné pásy, flexibilné nelepivé tkaniny atď.
Čo je PTFE?
Polytetrafluóretylén bol objavený v roku 1938. Pôvodne ho objavil americký chemik Roy J. Plunkett (1910–1994), keď sa snažil vyrobiť nové chladivo zlúčeniny uhlíka a fluóru. Ľudia v tom čase by o tomto bežnom produkte nepremýšľali. Podivné katalyzátory ovplyvnia všetky aspekty sveta.
V roku 1941 získal spoločnosť DuPont patent na tento produkt a v roku 1944 zaregistrovala ochrannú známku pod názvom 'Teflon '.
V súčasnosti sa polytetrafluóretylén široko používa v mnohých oblastiach výroby a života. V odvetví stravovania sa široko používa riad s PTFE potiahnutým; V odevnom priemysle používajú špičkové odevy odolné voči značkám ako Helikon a Carinthia ako PTFE ako povlak alebo vonkajšiu vrstvu. , aby sa dosiahla schopnosť odolávať silnej chladu -30 ° C; Vo vojenskom poli materiály PTFE s nízkou stratou, vynikajúcimi dielektrickými vlastnosťami, dobrou konzistenciou, stabilnými chemickými vlastnosťami a takmer žiadna absorpcia vlhkosti sa široko používajú vo vysokých rádiových radarových paneloch. V lekárskej oblasti sa materiály PTFE tiež široko používajú v umelých častiach tela.
Čo znamená PTFE?
PTFE znamená polytetrafluóretylén, chemický termín pre polymér (C2F4) n.
Tento materiál sa vo všeobecnosti týka akéhokoľvek značkového syntetického fluoropolyméru PTFE. Hlavné charakteristiky polytetrafluóretylénu sú nasledujúce:
Maximálna prevádzková teplota (° F /° C): 500/260
Pevnosť v ťahu pri prestávke (PSI): 4 000
Dielektrická konštanta (KV/MIL): 3,7
Podiel: 2.16
Predĺženie pri prestávke: 350%
Shore D tvrdosť: 54
Všeobecne používaný PTFE polytetrafluóretylénový syntetický fluóropolymér s vyššie uvedenými charakteristikami už má nespočetné množstvo značiek, hlavné značky sú nasledujúce:
Teflon®: Chemours
Fluon®: AGC Ltd
Dyneon®: 3M
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
Chemická štruktúra PTFE
Polytetrafluóretylén je lineárny polymér zložený z atómov uhlíka (C) a fluóru (F) s chemickým vzorcom (C2F4) N, kde N je počet monomérnych jednotiek.
Štruktúra PTFE môže byť vyjadrená ako: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Dlhý reťazec molekúl PTFE sa skladá z atómov uhlíka, z ktorých každý súvisí s dvoma atómami fluóru.
Atómy fluóru takmer pokrývajú povrch atómov uhlíka špirálového polymérneho reťazca. Atómy uhlíka tvoria hlavný reťazec polymérneho reťazca. Atómy fluóru tvoria štít podobnú štruktúru okolo atómov uhlíka, ktorá dobre chráni vnútorné atómy uhlíka.
Toto jedinečné usporiadanie atómov poskytuje PTFE svoje výnimočné vlastnosti. Táto molekulárna štruktúra prispieva k jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam PTFE.
Aký je teflónový materiál?
Teflón je termoplastický fluórpolymér a teflónová skratka je PTFE (polytetrafluóretylén).
Teflon je ochranná známka Chemours, PTFE je však možné kúpiť aj od spoločností iných ako Chemours.
Teflón je populárny materiál kvôli nízkemu treniu, vysokej teplotnej odolnosti a chemickému odporu.
Je teflón ptfe
Teflon je samozrejme polymérny materiál polymerizovaný z tetrafluóretylénu a je typom perfluórovaného materiálu. Jeho chemický názov je polytetrafluóretylén (PTFE).
Teflónová chemická štruktúra je veľmi jedinečná. Molekulárna štruktúra je taká, že f (atómy fluóru) nahrádza všetky H (atómy vodíka) na reťazci C. Zároveň, pretože polomer atómu fluóru je oveľa väčší ako polomer atómu uhlíka, odpor medzi atómami je veľmi veľký, takže nebude mať radi atómy vodíka, môže byť usporiadaný do roviny, takže atómy fluóru sa takmer špirálovi zabalia na zabalenie uhlíkových atómov, takže vonkajší svet môže prísť iba do kontaktu s relatívne inertným inertným inertným atómom fluorínu.
Pri silnej bariére atómu fluóru je teflónová polymérna štruktúra relatívne stabilná v porovnaní s inými materiálmi.
Teflónové vlastnosti
PTFE je polymérny polymerizovaný z monoméru tetrafluóretylénu. Je to priehľadný alebo nepriehľadný vosk podobný PE. Jeho hustota je 2,2 g/cm3 a miera absorpcie vody je nižšia ako 0,01%.
Chemická štruktúra PTFE polyméru je podobná ako v prípade PE, s výnimkou toho, že všetky atómy vodíka v polyetyléne sa nahradia atómami fluóru. Vzhľadom na vysokú energiu väzby a stabilnú výkonnosť CF väzby má vynikajúcu chemickú odolnosť proti korózii a vydrží všetky silné kyseliny (vrátane Aqua Regia) s výnimkou roztavených alkalických kovov, oxidačného média a hydroxidu sodného nad 300 ° C. Ako aj účinky silných oxidantov, redukčných látok a rôznych organických rozpúšťadiel.
Atóm F v molekule PTFE je symetrický a dva prvky v CF väzbe sú kovalentne viazané. V molekule nie sú žiadne voľné elektróny, vďaka čomu je celá molekula neutrálna. Preto má vynikajúce dielektrické vlastnosti a jej elektrická izolácia nie je ovplyvnená vplyvom prostredia a frekvencie.
Teflónové fyzikálne vlastnosti
Jeho objemový odpor je väčší ako 1017, jej dielektrická strata je malá, jeho rozkladné napätie je vysoké, jeho odpor oblúka je dobrý a môže pracovať v elektrickom prostredí 250 ° C. Pretože v molekulárnej štruktúre PTFE nie sú žiadne vodíkové väzby, štruktúra je symetrická, takže jej kryštalizácia Študita kryštalizácie je veľmi vysoká (zvyčajne kryštalinita je 55%~ 75%, niekedy až 94%), čo robí PTFE extrémne tepelne. Jeho teplota topenia je 324 ° C, jej teplota rozkladu je 415 ° C a jej maximálna teplota použitia je 250 ° C. Je krehká, teplota je -190 ° C a teplota skreslenia tepla (za podmienok 0,46 MPa) je 120 ° C.
Teflónový materiál má dobré mechanické vlastnosti. Jeho pevnosť v ťahu je 21 ~ 28 MPa, ohybová pevnosť je 11 ~ 14 mPa, predĺženie je 250%~ 300%a jeho dynamické a statické koeficienty trenia proti ocele sú 0,04, čo je lepšie ako nylon, polyformaldehyd a polyetylén. Koeficient trenia chladných plastov je malý.
Čistá PTFE má nízku pevnosť, zlú odolnosť proti opotrebeniu a zlú odolnosť proti tečeniam. Zvyčajne je potrebné pridať niektoré anorganické častice do polyméru PTFE, ako je grafit, disulfidová skupina, oxid hlinitý, sklenené vlákno, uhlíkové vlákno atď. Na zlepšenie jeho mechanických vlastností. , a môže sa tiež rozšíriť spoluprácou s inými polymérmi, ako je polyfenyláza (PHB), polyfenylénsulfid (PFS), polyetylénglykol (PEEK), polyetylén/propylénové kopolymér (PFEP) atď.
Ako sa vyrába teflón
Výrobný proces využíva chloroformy ako surovinu, používa bezvodú kyselinu hydrofluorovod na fluorizovanie chloroformu, reakčná teplota je nad 65 ° C, používa antimónový pentachlorid ako katalyzátor a nakoniec používa tepelné krakovanie na výrobu tetrafluóretylénu.
Aokai sa vyrába pomocou suspenznej polymerizácie alebo emulznej polymerizácie.
Príprava monomérov tetrafluóretylén
Priemyselne sa chloroforma používa ako surovina, kyselina bezvodá hydrofluorová sa používa na fluorizáciu chloroformu, reakčná teplota je nad 65 ° C, antimónový pentachlorid sa používa ako katalyzátor a nakoniec sa terafluoroetylén vytvára termálnym krakovaním. Tetrafluóretylén môže byť tiež produkovaný reagovaním zinku s tetrafluórodichlóretánom pri vysokých teplotách.
Príprava polytetrafluóretylénu
V polymerizačnej kanvici z skloviny alebo z nehrdzavejúcej ocele sa voda používa ako médium, persulfát draselného sa používa ako iniciátor, perfluórokarboxylová kyselina amónia sa používa ako dispergátor, ako stabilizátor sa používa fluórovaný uhlík a tetrafluóretylén je redox polymerizovaný na získanie jemného polyetylénového polyetylénu. Tetrafluóretylén.
Pridajte rôzne prísady do kanvice reakcie a monomér tetrafluóretylénu vstupuje do kanvice polymerizácie v plynnej fáze. Upravte teplotu v kanvici na 25 ° C a potom pridajte určité množstvo aktivátora (metabisulfit sodný), aby ste iniciovali polymerizáciu prostredníctvom redoxného systému. Počas polymerizačného procesu sa monoméry nepretržite pridávajú a polymerizačný tlak sa udržiava na 0,49 ~ 0,78 MPa. Disperzia získaná po polymerizácii sa zriedi do určitej koncentrácie vodou a teplota sa upraví na 15 ~ 20 ° C. Po agregácii s mechanickým miešaním sa premyje vodou a vysuší, to znamená, že tento produkt sa získa ako jemná granulárna živica.
Je teflón bezpečný?
Samotný teflónový náter je bezpečný: samotný teflónový materiál je netoxický, nerozloží sa a nespôsobí zdravotné riziká. Je to pravdepodobne preto, že jej molekulárna štruktúra je v podstate nerozpustná v skutočných chemikáliách, nieto trávené a absorbované ľudským telom.
Unikátne vlastnosti PTFE ho robia široko používané v priemyselných a morských operáciách, ako je chemický priemysel, ropa, textil, jedlo, papier, medicína, elektronika a strojové zariadenia.
Aplikácia polytetrafluóretylénu (PTFE) v antikoróznych vlastnostiach:
V dôsledku defektov v odolnosti proti korózii gumy, skla, kovových zliatin a iných materiálov je ťažké splniť tvrdé prostredie, v ktorom koexistujú teplota, tlak a chemické médiá a výsledné straty sú dosť alarmujúce. Zatiaľ čo materiál PTFE má vynikajúcu odolnosť proti korózii, polytetrafluóretylén používa hlavné materiály odolné voči korózii v ropných, chemických, textilných a iných odvetviach.
Medzi konkrétne aplikácie patria: Dodávkové potrubia, výfukové potrubia, parné potrubia na prepravu korozívnych plynov, vysokotlakové olejové potrubia pre valcovacie mlyny, vysoké, stredné a nízkotlakové potrubia pre hydraulické systémy lietadiel a systémy za studena, destilačné veže, tepelné výmenníky, kanvice, veže a tanky. Výkon tesnení chemických zariadení, ako sú obloženie a ventily, má veľký vplyv na účinnosť a výkon celého stroja a zariadenia. Materiál PTFE má charakteristiky odolnosti proti korózii, odporu starnutia, nízkeho koeficientu trenia a nepohodlia, širokého teplotného rozsahu a dobrú elasticitu, vďaka čomu je veľmi vhodná na výrobu tesnení s vysokými požiadavkami na odpor proti korózii a prevádzkovými teplotami nad 100 °. Ako sú tesnenia pre drážkované príruby strojov, výmenníky tepla, vysokotlakové nádoby, nádoby s veľkým priemerom, ventily a čerpadlá, tesnenia pre sklenené kvetináče, ploché príruby, príruby s veľkým priemerom, hriadele, tyče piestov, ventilové prevodové čerpadlá, pečate kravaty, atď.
2. V aplikáciách zaťaženia sa používa nízka trenie výkonu polytetrafluóretylénu (PTFE).
Trecie časti niektorých zariadení nie sú vhodné na mazanie, napríklad v situáciách, keď sa mazacie mazivo rozpustí rozpúšťadlami a stanú sa neúčinnými alebo v papieri, farmaceutiká, farmaceutiká, potraviny, textil atď. Výrobky v priemyselnom poli, ktoré sa musia vyhýbať maziva olejovému kontaminácii, čo robí z materiálovej farby s maximálnym materiálom pre najdôležitejšie materiály bez oleja, ktoré sa musia vyhýbať mechanickým zariadeniam na olejové zariadenie). Dôvodom je, že koeficient trenia tohto materiálu je najnižší medzi známymi tuhými materiálmi. Medzi jeho špecifické použitia patrí ložiská na chemické vybavenie, papierové stroje a poľnohospodárske stroje, ako piestové krúžky, vodiace koľajnice strojov a vodiace krúžky. Všeobecne sa používajú v projektoch civilných stavebných projektov ako podporné sklíčka pre mosty, strešné nosníky na streche oceľovej ocele, veľké chemické potrubia a skladovacie nádrže. Bloky, ako aj používané ako mostné podpery a otáčky mostov atď.
3. Aplikácie polytetrafluóretylénu (PTFE) v elektronických a elektrických aplikáciách.
Inherentná nízka strata a malá dielektrická konštanta materiálov PTFE umožňuje jeho výrobu do smaltovaných drôtov na použitie v mikro motoroch, termočlánkoch, kontrolných zariadeniach atď., Elektrický izolačný film PTFE. Je to tiež jeden z nevyhnutných materiálov pre priemyselné elektronické komponenty, ako je letecký priestor a letecký priestor. Použitie plastických filmov fluóru má vysokú priepustnosť kyslíka a vysokú priepustnosť vodnej pary. Táto selektívna priepustnosť malej priepustnosti sa môže použiť na výrobu kyslíkových senzorov. Na výrobu mikrofónov, reproduktorov, častí na robotoch sa môžu použiť charakteristiky fluóroplastov, ktoré spôsobujú odchýlku polárneho náboja pri vysokej teplote a vysoký tlak. Charakteristiky vysokej účinnosti môžu vytvárať optické vlákna.
4. Aplikácia polytetrafluóretylénu (PTFE) v Medical Medicine.
Rozšírený materiál PTFE je čisto inertný a má veľmi silnú biologickú adaptabilitu. Nebude to spôsobiť odmietnutie tela a nemá fyziologické vedľajšie účinky na ľudské telo. Môže byť sterilizovaný akýmkoľvek spôsobom. Jeho mikroporézna štruktúra umožňuje použitie v rôznych rehabilitačných roztokoch, vrátane umelých krvných ciev a náplasti na regeneráciu mäkkých tkanív a chirurgických stehov pre vaskulárne, srdcové, všeobecné a ortopedické operácie.
5. Aplikácia anti-špičkových vlastností polytetrafluóretylénu (PTFE).
Materiál PTFE má najmenšie povrchové napätie medzi tuhými materiálmi a nedodržiava žiadnu látku. Má tiež charakteristiky vysokej a nízkej teploty odporu a chemickej inerte, vďaka čomu je vhodná pre aplikácie, ako je výroba. Nepriškové panvice sa široko používajú v aplikáciách proti priľkám. Proces proti adhézii obsahuje hlavne dva typy: inštalácia hárku PTFE na substráte a umiestnenie Potiahnutie PTFE alebo lak zložené so sklenením na substráte pomocou tepelného zmrštenia.
Aj keď materiály PTFE majú stále problém s vysokým problémom pri zváraní, s rozvojom technológie, nové metódy syntézy čoskoro vyriešia body bolesti PTFE a aplikujú PTFE na širšiu škálu polí.
