Polytetrafluoroethylene (PTFE) është një polimer i karbonit dhe fluorit. Ky material ka emrin më të njohur: Teflon.
Karakteristikat e PTFE përfshijnë:
Veti të shkëlqyera mekanike (<1%)
Rezistencë ndaj korrozionit të inersionit kimik
Rezistencë ndaj nxehtësisë
Koeficientët më të ulët të fërkimit
Karakteristikat jo të shkopit (i rezistojnë temperaturave të larta të vazhdueshme prej 500 ° F (260 ° C))
Vish rezistencë
Pikë e lartë e shkrirjes
Karakteristikat e shkëlqyera të PTFE i japin asaj një gamë të gjerë aplikimesh, dhe më së shpeshti përdoret si një shtresë jo-ngjitëse për enë gatimi. Rezistenca më e mirë e veshjes së PTFE lejon që ajo të kombinohet me materiale të ndryshme përmes polimerizimit të emulsionit ose përpunimit të polimerizimit të pezullimit për të formuar produkte industriale rezistente të larta termike me veti të shkëlqyera mekanike, siç janë izolimi i telit, rripat e transportuesit të shkallës ushqimore, pëlhura fleksibël jo-shkop, etj.
Çfarë është PTFE?
Polytetrafluoroethylene u zbulua në vitin 1938. Fillimisht u zbulua nga kimisti amerikan Roy J. Plunkett (1910-1994) kur po përpiqej të bënte një ftohës të ri të karbonit dhe fluorit. Njerëzit në atë kohë nuk do të mendonin për këtë produkt të zakonshëm. Katalizatorët e çuditshëm do të ndikojnë në çdo aspekt të botës.
Në 1941, Dupont mori një patentë për këtë produkt dhe regjistroi një markë tregtare nën emrin 'Teflon ' në 1944.
Në ditët e sotme, polytetrafluoroethylene është përdorur gjerësisht në shumë fusha të prodhimit dhe jetës. Në industrinë e hotelierisë, enë gatimi të veshura me PTFE përdoren gjerësisht; Në industrinë e veshjeve, veshje të larta të ftohta nga marka të tilla si Helikon dhe Carinthia të gjithë përdorin PTFE si shtresë ose shtresë e jashtme. , për të arritur aftësinë për t'i bërë ballë ftohjes së rëndë prej -30 ° C; Në fushën ushtarake, materialet PTFE me humbje të ulët, veti të shkëlqyera dielektrike, qëndrueshmëri të mirë, veti të qëndrueshme kimike dhe pothuajse asnjë thithje lagështie nuk përdoren gjerësisht në panelet e radarit të frekuencës së lartë të radios. Në fushën mjekësore, materialet PTFE përdoren gjithashtu gjerësisht në pjesët e trupit artificial.
Për çfarë kërkon PTFE?
PTFE qëndron për polytetrafluoroethylene, termi kimik për polimerin (C2F4) n.
Ky material në përgjithësi i referohet çdo fluoropolimeri sintetik të markës PTFE. Karakteristikat kryesore të polytetrafluoroetilenit janë si më poshtë:
Temperatura maksimale e funksionimit (° F /° C): 500/260
Forca elastike në pushim (psi): 4,000
Konstantë dielektrike (kv/mil): 3.7
Përqindja: 2.16
Zgjatja në pushim: 350%
Fortësia e bregut: 54
Fluoropolimeri sintetik i përdorur gjerësisht PTFE Polytetrafluoroethylene 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
Polytetrafluoroetileni 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 monomer.
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 fluorine.
Atomet e fluorit pothuajse mbulojnë sipërfaqen e atomeve të karbonit të zinxhirit polimer spiral. 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.
Kjo rregullim unik i atomeve i jep PTFE vetitë e saj të jashtëzakonshme. Kjo strukturë molekulare kontribuon në vetitë fizike dhe kimike të pashembullt të PTFE.
Cili është materiali Teflon?
Teflon është një fluoropolimer termoplastik, dhe akronimi Teflon është PTFE (polytetrafluoroethylene).
Teflon është një markë tregtare e kimours, megjithatë, PTFE gjithashtu mund të blihet nga kompani të ndryshme nga Chemours.
Teflon është një material popullor për shkak të fërkimit të tij të ulët, rezistencës së lartë të temperaturës dhe rezistencës kimike.
Është Teflon Ptfe
Sigurisht, Teflon është një material polimer i polimerizuar nga tetrafluoroethylene dhe është një lloj i materialit të perfluorinuar. Emri i tij kimik është polytetrafluoroethylene (PTFE).
Struktura kimike Teflon 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 i madh se rrezja e atomit të karbonit, zmbrapsja midis atomeve është shumë e madhe, kështu që nuk do të pëlqejë atomet e hidrogjenit, ato mund të organizohen në një aeroplan, kështu që atomet e fluorit pothuajse spirale deri në të mbështjellin atomet e karbonit, në mënyrë që bota e jashtme të mund të vijë vetëm në kontakt me atomet relativisht të fluorit.
Me një pengesë të fortë të atomit fluor, struktura polimer Teflon është relativisht e qëndrueshme në krahasim me materialet e tjera.
Karakteristikat e teflonit
PTFE është një polimer i polimerizuar nga monomeri tetrafluoroethylene. Shtë një dylli transparent ose i errët i ngjashëm me PE. Dendësia e tij është 2.2g/cm3 dhe shkalla e thithjes së ujit të tij është më e vogël se 0.01%.
Struktura kimike e polimerit PTFE është e ngjashme me atë të PE, përveç që të gjithë atomet e hidrogjenit në polietilen zëvendësohen nga atomet e fluorit. Për shkak të energjisë së lidhjes së lartë dhe performancës së qëndrueshme të lidhjes CF, ajo ka rezistencë të shkëlqyeshme të korrozionit kimik dhe mund t'i rezistojë të gjitha acideve të forta (përfshirë aku regia) përveç metaleve të shkrirë alkali, mediave oksiduese dhe hidroksidit të natriumit mbi 300 ° C. Si dhe efektet e oksiduesve të fortë, agjentët zvogëlues dhe tretës të ndryshëm organikë.
Atomi F në molekulën PTFE është simetrike, dhe të dy elementët në lidhjen CF janë të lidhura në mënyrë kovalente. Nuk ka elektrone të lira në molekulë, duke e bërë të gjithë molekulën neutrale. Prandaj, ajo ka veti të shkëlqyera dielektrike, dhe izolimi i tij elektrik nuk ndikohet nga ndikimi i mjedisit dhe frekuencës.
Karakteristikat fizike të teflonit
Rezistenca e tij e vëllimit është më e madhe se 1017, humbja e tij dielektrike është e vogël, tensioni i tij i prishjes është i lartë, rezistenca e tij e harkut është e mirë, dhe mund të funksionojë në një mjedis elektrik prej 250 ° C. Për shkak se nuk ka lidhje hidrogjeni në strukturën molekulare PTFE, struktura është simetrike, kështu që kristalizimi i saj shkalla e kristalizimit është shumë e lartë (përgjithësisht kristaliteti është 55%~ 75%, ndonjëherë aq i lartë sa 94%), gjë që e bën PTFE jashtëzakonisht rezistent ndaj nxehtësisë. Temperatura e shkrirjes së saj është 324C, temperatura e tij e dekompozimit është 415 ° C, dhe temperatura e përdorimit maksimal të saj është 250 ° C. Është e brishtë temperatura është -190 ° C, dhe temperatura e shtrembërimit të nxehtësisë (nën kushte 0.46MPa) është 120C.
Materiali Teflon ka veti të mira mekanike. Forca e saj elastike është 21 ~ 28MPa, forca e lakimit është 11 ~ 14MPa, zgjatja është 250%~ 300%, dhe koeficientët e tij dinamikë dhe statikë të fërkimit kundër çelikut janë të dy 0.04, që është më i mirë se najloni, poliformaldehidi dhe polietileni. Koeficienti i fërkimit të plastikës së ftohtë është i vogël.
PTFE e pastër ka forcë të ulët, rezistencë të dobët të veshjes dhe rezistencë të dobët të zvarritjes. Zakonisht është e nevojshme të shtoni disa grimca inorganike në polimerin PTFE, të tilla si grafit, grup disulfid, oksid alumini, fibër qelqi, fibër karboni, etj. Për të përmirësuar vetitë e tij mekanike. .
Si është bërë Teflon
Procesi i prodhimit përdor kloroform si lëndë e parë, përdor acid hidrofluorik anhidër në kloroform fluorino, temperatura e reagimit është mbi 65ºC, përdor pentachloride antimoni si një katalizator, dhe më në fund përdor plasaritjen termike për të prodhuar tetrafluorotilen.
Aokai prodhohet duke përdorur polimerizimin e pezullimit ose polimerizimin e emulsionit.
Përgatitja e monomerit tetrafluoroethylene
Industrialisht, kloroforma përdoret si lëndë e parë, acidi hidrofluorik pa anhidër përdoret për të fluorinuar kloroform, temperatura e reagimit është mbi 65ºC, pentachloride antimoni përdoret si një katalizator, dhe në fund tetrafluorotileni prodhohet nga plasaritja termike. Tetrafluoroethylene gjithashtu mund të prodhohet duke reaguar zinkun me tetrafluorodichloroethane në temperatura të larta.
Përgatitja e polytetrafluoroethylene
Në një kazan polimerizimi të çelikut të çelikut ose çelik inox, uji përdoret si i mesëm, persulfati i kaliumit përdoret si iniciator, kripa amoniumi acid perfluorocarboksilik është përdorur si polyethylen i shkëlqyeshëm, fluorocarbon. Tetrafluoroethylene.
Shtoni aditivë të ndryshëm në kazanin e reagimit, dhe monomeri tetrafluoroethylene hyn në kazanin e polimerizimit në fazën e gazit. Rregulloni temperaturën në kazan në 25 ° C, pastaj shtoni një sasi të caktuar të aktivizuesit (metabisulfiti i natriumit) për të filluar polimerizimin përmes një sistemi redoks. Gjatë procesit të polimerizimit, monomerët shtohen vazhdimisht, dhe presioni i polimerizimit ruhet në 0.49 ~ 0.78MPa. Shpërndarja e marrë pas polimerizimit është holluar në një përqendrim të caktuar me ujë, dhe temperatura rregullohet në 15 ~ 20ºC. Pas grumbullimit me nxitje mekanike, ajo lahet me ujë dhe thahet, d.m.th., ky produkt merret si rrëshirë e imët kokrrizore.
A është i sigurt Teflon?
Veshje Teflon në vetvete është e sigurt: materiali Teflon në vetvete është jo toksik, nuk do të dekompozohet dhe nuk do të shkaktojë rreziqe shëndetësore. Kjo ndoshta është për shkak se struktura e saj molekulare është në thelb e pazgjidhshme në kimikate të vërteta, e lëre më tretet dhe zhytur nga trupi i njeriut.
Karakteristikat unike të PTFE e bëjnë atë të përdorura gjerësisht në operacionet industriale dhe detare siç janë industria kimike, nafta, tekstili, ushqimi, bërja e papagimit, mjekësia, elektronika dhe makineria.
Aplikimi i polytetrafluoroethylene (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 përmbushësh mjedisin e ashpër, ku temperatura, presioni dhe media kimike bashkëjetojnë, dhe humbjet që rezultojnë janë mjaft alarmante. Ndërsa materiali PTFE ka rezistencë të shkëlqyeshme të korrozionit, polytetrafluoroethylene përdor materialet kryesore rezistente ndaj korrozionit në naftë, kimike, tekstile dhe industri të tjera.
Aplikime specifike përfshijnë: tubat e shpërndarjes, tubat e shkarkimit, tubat e avullit për transportimin e gazrave gërryes, tubat e naftës me presion të lartë për mullinj kodrina, tuba të lartë, të mesëm dhe me presion të ulët për sistemet hidraulike të avionëve dhe sistemet e shtypit të ftohtë, kullat e distilimit, shkëmbyesit e nxehtësisë, kazanët, kullat dhe rezervuarët. Performanca e vulave të pajisjeve kimike siç janë rreshtimet dhe valvulat ka një ndikim të madh në efikasitetin dhe performancën e të gjithë makinës dhe pajisjeve. Materiali PTFE ka karakteristikat e rezistencës së korrozionit, rezistencës së plakjes, koeficientit të ulët të fërkimit dhe jo-shkopines, diapazonit të gjerë të temperaturës dhe elasticitetit të mirë, duke e bërë atë shumë të përshtatshme për prodhimin e vulave me kërkesa të larta të rezistencës ndaj korrozionit dhe temperaturave të funksionimit mbi 100 °. Siç janë vulat për fllanxhat e groposur të makinave, shkëmbyesit e nxehtësisë, enët me presion të lartë, enë me diametër të madh, valvulat dhe pompat, vula për tenxhere me reaksion qelqi, fllanxha të sheshta, fllanxha me diametër të madh, boshte, shufra pistoni, shufra valvulash, pompa ingranazhesh të krimbave, vula shufra kravatë, etj.
2. Performanca e ulët e fërkimit të polytetrafluoroetilenit (PTFE) përdoret në aplikimet e ngarkesës.
Pjesët e fërkimit të disa pajisjeve nuk janë të përshtatshme për lubrifikimin, siç janë në situatat kur yndyrat lubrifikuese do të treten nga tretësit dhe do të bëhen joefektive, ose në bërjen e papermimit, farmaceutike, ushqime, tekstile, etj. Produkte në fushën industriale duhet të shmangin ndotjen e vajit lubrifikues, gjë që i bën materialet PTFE të mbushura me materialin më ideal për lubrifikimin pa naftë (mbajtjen e drejtpërdrejtë të ngarkesës) të pajisjeve mekanike të pajisjeve mekanike. Kjo për shkak se koeficienti i fërkimit të këtij materiali është më i ulti midis materialeve të ngurta të njohura. Përdorimet e tij specifike përfshijnë kushineta për pajisjet kimike, makineritë e bërjes së papermimit dhe makineri bujqësore, si unaza pistoni, shina udhëzuese të mjeteve të makinerive dhe unaza udhëzuese. Ato përdoren gjerësisht në projektet e ndërtimit civil si rrëshqitje mbështetëse për urat, trashjet e çatisë së strukturës së çelikut të tunelit, tubacioneve të mëdha kimike dhe rezervuarëve të ruajtjes. Blloqe, si dhe të përdorura si mbështetje të urës dhe kthesat e urës, etj.
3. Aplikimet e polytetrafluoroethylene (PTFE) në aplikimet elektronike dhe elektrike.
Humbja e ulët e natyrshme dhe konstanta e vogël dielektrike e materialeve PTFE mundëson që ajo të bëhet në tela të emaluar për t'u përdorur në mikro motorët, termocouples, pajisjet e kontrollit, etj. Alsoshtë gjithashtu një nga materialet e domosdoshme për përbërësit elektronikë industrialë si hapësira ajrore dhe hapësira ajrore. Përdorimi i filmave plastikë fluorine 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 të oksigjenit. Karakteristikat e fluoroplastikës që shkaktojnë devijim të ngarkesës polare nën temperaturë të lartë dhe presion të lartë mund të përdoren për të prodhuar mikrofona, folës, pjesë në robotë, etj., Dhe mund të përdoret refraksioni i tyre i ulët. Karakteristikat e efikasitetit të lartë mund të bëjnë fibra optike.
4.Aplikimi i polytetrafluoroetilenit (PTFE) në mjekësinë mjekësore.
Materiali i zgjeruar PTFE është thjesht inertë 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 mikropor lejon përdorimin në një larmi zgjidhjesh rehabilitimi, duke përfshirë enët artificiale të gjakut dhe arna për rigjenerimin e indeve të buta dhe qepjet kirurgjikale për operacione vaskulare, kardiake, të përgjithshme dhe ortopedike.
5.Aplikimi i vetive anti-ngjitëse të polytetrafluoroethylene (PTFE).
Materiali PTFE ka tensionin më të vogël sipërfaqësor midis materialeve të ngurta dhe nuk i përmbahet asnjë substance. Ajo gjithashtu ka karakteristikat e rezistencës së lartë dhe të ulët të temperaturës dhe inertit kimik, duke e bërë atë të përshtatshme për aplikime të tilla si prodhimi. Pans jo-shkop përdoren gjerësisht në aplikimet anti-shkop. Procesi anti-ngjitës përfshin kryesisht dy lloje: instalimin e fletës PTFE në substrat dhe vendosjen e Veshje PTFE ose llak i kompozuar me xhami në substrat përmes tkurrjes së nxehtësisë.
Megjithëse materialet PTFE ende kanë problemin e vështirësisë së lartë në saldim, me përparimin 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.
