Politetrafluoroetilen (PTFE) është një polimer karboni dhe fluori. Ky material ka emrin më të njohur: Teflon.
Karakteristikat e PTFE përfshijnë:
Veti të shkëlqyera mekanike (<1%)
Rezistenca ndaj korrozionit ndaj inertitetit kimik
Rezistenca ndaj nxehtësisë
Koeficientët më të ulët të fërkimit
Vetitë jo ngjitëse (i reziston temperaturave të larta të vazhdueshme prej 500°f (260°c))
Rezistenca ndaj konsumit
Pika e lartë e shkrirjes
Vetitë e shkëlqyera të PTFE i japin atij një gamë të gjerë aplikimesh dhe përdoret më së shpeshti si një shtresë jo ngjitëse për enët e gatimit. Rezistenca më e mirë ndaj konsumit të PTFE lejon që ajo të kombinohet me materiale të ndryshme përmes polimerizimit të emulsionit ose përpunimit të polimerizimit me pezullim për të formuar produkte industriale me rezistencë të lartë termike me veti të shkëlqyera mekanike, të tilla si izolim teli, rripa transportues të kategorisë ushqimore, pëlhura fleksibël jo ngjitëse, etj.
Çfarë është PTFE?
Politetrafluoroetileni u zbulua në vitin 1938. Fillimisht u zbulua nga kimisti amerikan Roy J. Plunkett (1910–1994) kur ai po përpiqej të bënte një ftohës të ri të përbërjes së karbonit dhe fluorit. Njerëzit në atë kohë nuk do të kishin menduar për këtë produkt të zakonshëm. Katalizatorët e çuditshëm do të ndikojnë në çdo aspekt të botës.
Në vitin 1941, DuPont mori një patentë për këtë produkt dhe regjistroi një markë tregtare me emrin 'Teflon' në 1944.
Në ditët e sotme, politetrafluoroetileni është përdorur gjerësisht në shumë fusha të prodhimit dhe jetës. Në industrinë e hotelierisë, enët e gatimit të veshura me PTFE përdoren gjerësisht; në industrinë e veshjeve, veshjet e larta rezistente ndaj të ftohtit nga marka të tilla si HELIKON dhe Carinthia përdorin të gjitha PTFE si veshje ose shtresë të jashtme. , për të arritur aftësinë për të përballuar të ftohtin e rëndë prej -30°C; në fushën ushtarake, materialet PTFE me humbje të ulëta, veti të shkëlqyera dielektrike, qëndrueshmëri të mirë, veti kimike të qëndrueshme dhe pothuajse asnjë thithje lagështie përdoren gjerësisht në panelet e radarëve me frekuencë të lartë radio. Në fushën mjekësore, materialet PTFE përdoren gjithashtu gjerësisht në pjesët artificiale të trupit.
Çfarë përfaqëson PTFE?
PTFE qëndron për politetrafluoroetilen, termi kimik për polimerin (C2F4)n.
Ky material në përgjithësi i referohet çdo fluoropolimeri sintetik të markës ptfe. Karakteristikat kryesore të politetrafluoroetilenit janë si më poshtë:
Temperatura maksimale e funksionimit (°F /°C): 500/260
Forca në tërheqje në thyerje (PSI): 4,000
Konstanta dielektrike (kV/mil): 3.7
Përqindja: 2.16
Zgjatimi në thyerje: 350%
Shore D Fortësia: 54
Fluoropolimeri sintetik i politetrafluoroetilenit ptfe i përdorur gjerësisht me karakteristikat e mësipërme tashmë ka marka të panumërta, markat kryesore janë si më poshtë:
TEFLON®: Chemours
FLUON®: AGC Ltd
DYNEON®: 3M
POLYFLON: Daikin Industrial Co., Ltd.
ALGOFLON: Solvay Ltd.
Struktura kimike PTFE
Politetrafluoroetileni është një polimer linear i përbërë nga atomet e karbonit (C) dhe fluorit (F), me formulën kimike (C2F4)n, ku n është numri i njësive të monomerit.
Struktura e PTFE mund të shprehet si: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Zinxhiri i gjatë i molekulave PTFE përbëhet nga atome karboni, secila prej të cilave është e lidhur me dy atome fluori.
Atomet e fluorit pothuajse mbulojnë sipërfaqen e atomeve të karbonit të zinxhirit polimer spirale. Atomet e karbonit formojnë zinxhirin kryesor të zinxhirit polimer. Atomet e fluorit formojnë një strukturë të ngjashme me mburojën rreth atomeve të karbonit, e cila mbron mirë atomet e brendshme të karbonit.
Ky rregullim unik i atomeve i jep PTFE vetitë e tij të jashtëzakonshme. Kjo strukturë molekulare kontribuon në vetitë fizike dhe kimike të pashembullta të PTFE.
Çfarë është materiali Teflon?
Teflon është një fluoropolimer termoplastik, dhe akronimi i Teflon është PTFE (politetrafluoroetilen).
Teflon është një markë tregtare e Chemours, megjithatë, PTFE mund të blihet edhe nga kompani të tjera përveç Chemours.
Teflon është një material popullor për shkak të fërkimit të ulët, rezistencës ndaj temperaturës së lartë dhe rezistencës kimike.
Është Teflon PTFE
Sigurisht, Teflon është një material polimer i polimerizuar nga tetrafluoroetileni dhe është një lloj materiali i perfluoruar. Emri i tij kimik është politetrafluoroetilen (PTFE).
Struktura kimike e teflonit është shumë unike. Struktura molekulare është se F (atomet e fluorit) zëvendëson të gjithë H (atomet e hidrogjenit) në zinxhirin C. Në të njëjtën kohë, për shkak se rrezja e atomit të fluorit është shumë më e madhe se rrezja e atomit të karbonit, zmbrapsja midis atomeve është shumë e madhe, kështu që nuk do të Ashtu si atomet e hidrogjenit, ato mund të vendosen në një plan, kështu që atomet e fluorit pothuajse rrotullohen në spirale për të mbështjellë atomet e karbonit, kështu që bota e jashtme mund të bjerë në kontakt vetëm me atomet e fluorit.
Me një pengesë të fortë të atomit të fluorit, struktura e polimerit të Teflonit është relativisht e qëndrueshme në krahasim me materialet e tjera.
Vetitë e Teflonit
PTFE është një polimer i polimerizuar nga monomer tetrafluoroetilen. Është një dyll transparent ose i errët i ngjashëm me PE. Dendësia e tij është 2.2 g/cm3 dhe shkalla e thithjes së ujit është më pak se 0.01%.
Struktura kimike e polimerit PTFE është e ngjashme me atë të PE, përveç që të gjithë atomet e hidrogjenit në polietileni zëvendësohen nga atomet e fluorit. Për shkak të energjisë së lartë të lidhjes dhe performancës së qëndrueshme të lidhjes CF, ajo ka rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit kimik dhe mund t'i rezistojë të gjitha acideve të forta (përfshirë aqua regia) përveç metaleve alkali të shkrirë, mediave oksiduese dhe hidroksidit të natriumit mbi 300°C. Si dhe efektet e oksidantëve të fortë, agjentëve reduktues dhe tretësve të ndryshëm organikë.
Atomi F në molekulën PTFE është simetrik dhe dy elementët në lidhjen CF janë të lidhur në mënyrë kovalente. Nuk ka elektrone të lira në molekulë, duke e bërë të gjithë molekulën neutrale. Prandaj, ka veti të shkëlqyera dielektrike, dhe izolimi elektrik i tij nuk ndikohet nga ndikimi i mjedisit dhe frekuencave.
Vetitë fizike të teflonit
Rezistenca e tij e vëllimit është më e madhe se 1017, humbja dielektrike është e vogël, voltazhi i tij i prishjes është i lartë, rezistenca e tij e harkut është e mirë dhe mund të punojë në një mjedis elektrik prej 250°C. Për shkak se nuk ka lidhje hidrogjeni në strukturën molekulare të PTFE, struktura është simetrike, kështu që kristalizimi i saj Shkalla e kristalizimit është shumë e lartë (në përgjithësi kristaliteti është 55%~75%, ndonjëherë deri në 94%), gjë që e bën PTFE jashtëzakonisht rezistent ndaj nxehtësisë. Temperatura e shkrirjes së tij është 324°C, temperatura e dekompozimit është 415°C dhe temperatura maksimale e përdorimit është 250°C. Është i brishtë Temperatura është -190°C dhe temperatura e shtrembërimit të nxehtësisë (në kushte 0.46MPa) është 120C.
Materiali teflon ka veti të mira mekanike. Forca e tij në tërheqje është 21 ~ 28 MPa, forca në përkulje është 11 ~ 14 MPa, zgjatimi është 250% ~ 300%, dhe koeficientët e tij dinamik dhe statik të fërkimit ndaj çelikut janë 0,04, që është më i mirë se najloni, poliformaldehidi dhe polietileni. Koeficienti i fërkimit të plastikës së ftohtë është i vogël.
PTFE i pastër ka forcë të ulët, rezistencë të dobët ndaj konsumit dhe rezistencë të dobët zvarritëse. Zakonisht është e nevojshme të shtohen disa grimca inorganike në polimerin PTFE, si grafiti, grupi disulfidi, oksidi i aluminit, fibra qelqi, fibra karboni etj. për të përmirësuar vetitë e tij mekanike. , dhe gjithashtu mund të zgjerohet duke bashkëpunuar me polimere të tjerë si polifenilaza (PHB), sulfidi i polifenilenit (PFS), glikol polietileni (PEEK), kopolimeri polietileni/propileni (PFEP), etj. diapazoni i temperaturës së tij të amortizimit, duke përmirësuar rezistencën e tij ndaj ndryshueshmërisë.
Si bëhet Teflon
Procesi i prodhimit përdor kloroformin si lëndë të parë, përdor acid hidrofluorik anhidrik për të fluorinuar kloroformin, temperatura e reagimit është mbi 65ºC, përdor pentaklorurin e antimonit si katalizator dhe në fund përdor plasaritjen termike për të prodhuar tetrafluoroetilen.
Aokai prodhohet duke përdorur polimerizimin e pezullimit ose polimerizimin e emulsionit.
Përgatitja e monomerit tetrafluoroetilen
Industrialisht, kloroformi përdoret si lëndë e parë, acidi hidrofluorik anhidrik përdoret për fluorinimin e kloroformit, temperatura e reagimit është mbi 65ºC, pentakloruri i antimonit përdoret si katalizator dhe në fund tetrafluoroetileni prodhohet nga plasaritja termike. Tetrafluoroetileni gjithashtu mund të prodhohet duke reaguar zinkun me tetrafluorodikloretanin në temperatura të larta.
Përgatitja e politetrafluoretilenit
Në një kazan polimerizimi me smalt ose çelik, uji përdoret si medium, persulfati i kaliumit përdoret si iniciues, kripa e amoniumit të acidit perfluorokarboksilik përdoret si shpërndarës, fluorokarboni përdoret si stabilizues dhe tetrafluoroetileni polimerizohet polimerizues i hollë pluhur për të marrë polimerizues të hollë pluhur. Tetrafluoroetilen.
Shtoni aditivë të ndryshëm në kazanin e reaksionit dhe monomeri tetrafluoroetilen hyn në kazanin e polimerizimit në fazën e gazit. Rregulloni temperaturën në kazan në 25°C, më pas shtoni një sasi të caktuar aktivizuesi (metabisulfit natriumi) për të filluar polimerizimin përmes një sistemi redoks. Gjatë procesit të polimerizimit, monomerët shtohen vazhdimisht dhe presioni i polimerizimit mbahet në 0.49-0.78 MPa. Dispersioni i marrë pas polimerizimit hollohet në një përqendrim të caktuar me ujë dhe temperatura rregullohet në 15~20ºC. Pas grumbullimit me trazim mekanik, lahet me ujë dhe thahet, pra ky produkt fitohet si rrëshirë kokrrizore e imët.
A është Teflon i sigurt?
Veshja e teflonit është e sigurt: Vetë materiali i teflonit është jo toksik, nuk do të dekompozohet dhe nuk do të shkaktojë rreziqe për shëndetin. Kjo është ndoshta sepse struktura e saj molekulare është në thelb e pazgjidhshme në kimikate të vërteta, e lëre më të tretet dhe absorbohet nga trupi i njeriut.
Vetitë unike të PTFE e bëjnë atë të përdoret gjerësisht në operacionet industriale dhe detare si industria kimike, nafta, tekstili, ushqimi, prodhimi i letrës, mjekësia, elektronika dhe makineritë.
Aplikimi i politetrafluoroetilenit (PTFE) në vetitë kundër korrozionit:
Për shkak të defekteve në rezistencën ndaj korrozionit të gomës, qelqit, lidhjeve metalike dhe materialeve të tjera, është e vështirë të përballesh me mjedisin e ashpër ku bashkëjetojnë temperatura, presioni dhe media kimike, dhe humbjet që rezultojnë janë mjaft alarmante. Ndërsa materiali PTFE ka rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit, politetrafluoroetilen përdor materialet kryesore rezistente ndaj korrozionit në industrinë e naftës, kimike, tekstile dhe të tjera.
Aplikacionet specifike përfshijnë: gypat e shpërndarjes, tubacionet e shkarkimit, gypat e avullit për transportimin e gazeve korrozive, tubacionet e naftës me presion të lartë për mullinjtë e petëzimit, tubacionet me presion të lartë, të mesëm dhe të ulët për sistemet hidraulike të avionëve dhe sistemet e shtypjes së ftohtë, kullat e distilimit, shkëmbyesit e nxehtësisë, kazanët, kullat dhe rezervuarët. Performanca e vulave të pajisjeve kimike si veshjet dhe valvulat ka një ndikim të madh në efikasitetin dhe performancën e të gjithë makinës dhe pajisjeve. Materiali PTFE ka karakteristikat e rezistencës ndaj korrozionit, rezistencës ndaj plakjes, koeficientit të ulët të fërkimit dhe jo-ngjitjes, gamë të gjerë të temperaturës dhe elasticitet të mirë, duke e bërë atë shumë të përshtatshëm për prodhimin e vulave me kërkesa të larta të rezistencës ndaj korrozionit dhe temperatura operimi mbi 100°. Të tilla si plumba për fllanxhat me brazdë të makinerive, shkëmbyesit e nxehtësisë, enët me presion të lartë, enë me diametër të madh, valvulat dhe pompat, vulat për tenxheret e reagimit të qelqit, fllanxhat e sheshta, fllanxhat me diametër të madh, boshtet, shufrat e pistonit, shufrat e valvulave, pompat e ingranazheve me krimba, vulat e shufrave lidhëse, etj.
2. Performanca e ulët e fërkimit të politetrafluoroetilenit (PTFE) përdoret në aplikimet e ngarkesës.
Pjesët e fërkimit të disa pajisjeve nuk janë të përshtatshme për lubrifikim, si p.sh. në situatat kur yndyrat lubrifikuese do të treten nga tretësit dhe do të bëhen joefektive, ose në prodhimin e letrës, farmaceutike, ushqimore, tekstile, etj. pjesë të pajisjeve mekanike. Kjo për shkak se koeficienti i fërkimit të këtij materiali është më i ulëti midis materialeve të ngurta të njohura. Përdorimet e tij specifike përfshijnë kushinetat për pajisjet kimike, makineritë e prodhimit të letrës dhe makineritë bujqësore, si unaza pistoni, shina udhëzuese të veglave të makinerisë dhe unaza udhëzuese. Ato përdoren gjerësisht në projektet e ndërtimit civil si rrëshqitës mbështetës për ura, çati me strukturë çeliku tunelesh, tubacione të mëdha kimike dhe rezervuarë magazinimi. Blloqe, si dhe përdoren si mbështetëse urë dhe rrotullues urë, etj.
3. Aplikimet e politetrafluoroetilenit (PTFE) në aplikimet elektronike dhe elektrike.
Humbja e natyrshme e ulët dhe konstanta e vogël dielektrike e materialeve PTFE mundësojnë që ai të bëhet tela të emaluar për përdorim në mikromotoret, termoçiftet, pajisjet e kontrollit, etj., Filmi izolues elektrik PTFE Është një material ideal izolues për prodhimin e kondensatorëve, veshjeve izoluese radio, kabllove të izoluar, motorëve dhe transformatorëve. Është gjithashtu një nga materialet e domosdoshme për komponentët elektronikë industrialë si hapësira ajrore dhe hapësira ajrore. Përdorimi i filmave plastikë me fluor ka përshkueshmëri të lartë ndaj oksigjenit dhe përshkueshmëri të lartë ndaj avullit të ujit. Kjo përshkueshmëri selektive e përshkueshmërisë së vogël mund të përdoret për të prodhuar sensorë oksigjeni. Karakteristikat e fluoroplastikës që shkaktojnë devijimin e ngarkesës polare në temperaturë të lartë dhe presion të lartë mund të përdoren për të prodhuar mikrofona, altoparlantë, pjesë në robotë, etj., dhe mund të përdoret përthyerja e ulët e tyre. Karakteristikat e efikasitetit të lartë mund të bëjnë fibrat optike.
4. Aplikimi i politetrafluoroetilenit (PTFE) në mjekësinë mjekësore.
Materiali PTFE i zgjeruar është thjesht inert dhe ka përshtatshmëri biologjike shumë të fortë. Nuk do të shkaktojë refuzim nga trupi dhe nuk ka efekte anësore fiziologjike në trupin e njeriut. Mund të sterilizohet me çdo metodë. Struktura e saj mikroporoze lejon përdorimin në një sërë zgjidhjesh rehabilituese, duke përfshirë enët artificiale të gjakut dhe arna për rigjenerimin e indeve të buta dhe qepjet kirurgjikale për operacionet vaskulare, kardiake, të përgjithshme dhe ortopedike.
5.Aplikimi i vetive anti-ngjitëse të politetrafluoroetilenit (PTFE).
Materiali PTFE ka tensionin më të vogël sipërfaqësor midis materialeve të ngurta dhe nuk ngjitet në asnjë substancë. Ai gjithashtu ka karakteristikat e rezistencës ndaj temperaturës së lartë dhe të ulët dhe inertitetit kimik, duke e bërë atë të përshtatshëm për aplikime të tilla si prodhimi. Tavat që nuk ngjiten përdoren gjerësisht në aplikimet kundër ngjitjes. Procesi anti-ngjitës përfshin kryesisht dy lloje: instalimin e fletës PTFE në nënshtresë dhe vendosjen e Veshje PTFE ose llak i përbërë me xham në nënshtresë përmes tkurrjes së nxehtësisë.
Megjithëse materialet PTFE kanë ende problemin e vështirësisë së lartë në saldim, me avancimin e teknologjisë, metodat e reja të sintezës së shpejti do të zgjidhin pikat e dhimbjes së PTFE dhe do të aplikojnë PTFE në një gamë më të gjerë fushash.
