Polytetrafluoroetylen (PTFE) är en kol- och fluorpolymer. Detta material har det mest bekanta namnet: Teflon.
PTFE: s egenskaper inkluderar:
Utmärkta mekaniska egenskaper (<1%)
Kemisk inerthetskorrosionsmotstånd
Värmemotstånd
Lägsta friktionskoefficienter
Egenskaper utan stick (tål kontinuerliga höga temperaturer på 500 ° C)))
Slitbidrag
Högsmältpunkt
De utmärkta egenskaperna hos PTFE ger det ett brett utbud av applikationer, och det används oftast som en non-stick-beläggning för köksredskap. PTFE: s bättre slitbeständighet gör att den kan kombineras med olika material genom emulsionspolymerisation eller suspensionspolymerisationsbehandling för att bilda höga termiska resistenta industriprodukter med utmärkta mekaniska egenskaper, såsom trådisolering, transport av matkvalitet, flexibla icke-stickade tyger, etc.
Vad är PTFE?
Polytetrafluoroetylen upptäcktes 1938. Det upptäcktes ursprungligen av den amerikanska kemisten Roy J. Plunkett (1910–1994) när han försökte göra ett nytt kol- och fluorföreningskylmedel. Människor vid den tiden skulle inte ha tänkt på denna vanliga produkt. Konstiga katalysatorer kommer att påverka alla aspekter av världen.
1941 erhöll DuPont ett patent för denna produkt och registrerade ett varumärke under namnet 'Teflon ' 1944.
Numera har polytetrafluoroetylen använts i stor utsträckning inom många produktionsområden. Inom cateringbranschen används PTFE -belagda köksredskap i stor utsträckning; I klädindustrin använder toppkylsäkra kläder från varumärken som Helikon och Karthia PTFE som beläggning eller yttre lager. för att uppnå förmågan att motstå den allvarliga förkylningen av -30 ° C; Inom det militära fältet används PTFE -material med låg förlust, utmärkta dielektriska egenskaper, god konsistens, stabila kemiska egenskaper och nästan ingen fuktabsorption i radarpaneler med hög radiofrekvens. Inom det medicinska området används PTFE -material också allmänt i konstgjorda kroppsdelar.
Vad står PTFE för?
PTFE står för polytetrafluoroetylen, den kemiska termen för polymeren (C2F4) n.
Detta material hänvisar i allmänhet till alla märkta PTFE -syntetiska fluoropolymer. Huvudegenskaperna hos polytetrafluoroetylen är följande:
Maximal driftstemperatur (° F /° C): 500/260
Draghållfasthet vid paus (PSI): 4 000
Dielektrisk konstant (KV/MIL): 3.7
Andel: 2.16
Förlängning vid paus: 350%
Shore D hårdhet: 54
Den allmänt använda PTFE -polytetrafluoroetylensyntetiska fluoropolymeren med ovanstående egenskaper har redan otaliga märken, de viktigaste varumärkena är följande:
Teflon®: Chemours
Fluon®: AGC Ltd
Dyneon®: 3m
Polyflon: Daikin Industrial Co., Ltd.
Algoflon: Solvay Ltd.
Ptfe kemisk struktur
Polytetrafluoroetylen är en linjär polymer som består av kol (C) och fluor (F) -atomer, med den kemiska formeln (C2F4) N, där N är antalet monomerenheter.
Strukturen för PTFE kan uttryckas som: -CF2-CF2-CF2-CF2-
Den långa kedjan av PTFE -molekyler består av kolatomer, som var och en är kopplad till två fluoratomer.
Fluoratomer täcker nästan ytan på kolatomerna i spiralpolymerkedjan. Kolatomerna bildar huvudkedjan för polymerkedjan. Fluoratomerna bildar en sköldliknande struktur runt kolatomerna, som väl skyddar de inre kolatomerna.
Detta unika arrangemang av atomer ger PTFE sina exceptionella egenskaper. Denna molekylstruktur bidrar till PTFE: s oöverträffade fysiska och kemiska egenskaper.
Vad är Teflon -materialet?
Teflon är en termoplastisk fluoropolymer och Teflon -akronym är PTFE (polytetrafluoroetylen).
Teflon är ett varumärke för kemourer, men PTFE kan också köpas från andra företag än kemourer.
Teflon är ett populärt material på grund av dess låga friktion, hög temperaturbeständighet och kemisk resistens.
Är teflon ptfe
Naturligtvis är Teflon ett polymermaterial polymeriserat från tetrafluoroetylen och är en typ av perfluorerat material. Dess kemiska namn är polytetrafluoroetylen (PTFE).
Teflon kemisk struktur är mycket unik. Molekylstrukturen är att F (fluoratomer) ersätter alla H (väteatomer) på C -kedjan. Samtidigt, eftersom fluoratomens radie är mycket större än kolatomens radie, är avvisningen mellan atomerna mycket stora, så det kommer inte att gilla väteatomer, de kan bara arrangeras i ett plan, så fluoratomerna nästan spiral upp för att packa in kolatomerna, så att omvärlden bara kan komma i kontakt med de relativt i fluoratomer.
Med en stark fluoratombarriär är Teflon -polymerstrukturen relativt stabil jämfört med andra material.
Teflonegenskaper
PTFE är en polymer polymeriserad från tetrafluoroetylenmonomer. Det är ett transparent eller ogenomskinligt vax som liknar PE. Dess densitet är 2,2 g/cm3 och dess vattenabsorptionshastighet är mindre än 0,01%.
Den kemiska strukturen för PTFE -polymer liknar den för PE, förutom att alla väteatomer i polyeten ersätts av fluoratomer. På grund av den höga bindningsenergin och stabila prestandan hos CF -bindningen har den utmärkt kemisk korrosionsbeständighet och tål alla starka syror (inklusive aqua regia) utom smälta alkalimetaller, oxiderande media och natriumhydroxid över 300 ° C. Liksom effekterna av starka oxidanter, reducerande medel och olika organiska lösningsmedel.
F -atomen i PTFE -molekylen är symmetrisk och de två elementen i CF -bindningen är kovalent bundna. Det finns inga fria elektroner i molekylen, vilket gör hela molekylen neutral. Därför har den utmärkta dielektriska egenskaper, och dess elektriska isolering påverkas inte av påverkan av miljö och frekvens.
Teflon fysiska egenskaper
Dess volymmotivitet är större än 1017, dess dielektriska förlust är liten, dess nedbrytningsspänning är hög, dess bågmotstånd är bra och den kan fungera i en elektrisk miljö på 250 ° C. Eftersom det inte finns några vätebindningar i PTFE-molekylstrukturen är strukturen symmetrisk, så dess kristallisation är kristallisationens grad mycket hög (i allmänhet är kristalliniteten 55%~ 75%, ibland så hög som 94%), vilket gör PTFE extremt värmebeständig. Dess smälttemperatur är 324C, dess sönderdelningstemperatur är 415 ° C och dess maximala användningstemperatur är 250 ° C. Det är sprött att temperaturen är -190 ° C, och värmevärdningstemperaturen (under 0,46 MPa -förhållanden) är 120C.
Teflonmaterial har goda mekaniska egenskaper. Dess draghållfasthet är 21 ~ 28MPa, böjstyrkan är 11 ~ 14MPa, förlängning är 250%~ 300%, och dess dynamiska och statiska friktionskoefficienter mot stål är båda 0,04, vilket är bättre än nylon, polyformaldehyd och polyetylen. Friktionskoefficienten för cool plast är liten.
Ren PTFE har låg styrka, dålig slitstyrka och dålig krypmotstånd. Det är vanligtvis nödvändigt att lägga till några oorganiska partiklar till PTFE -polymeren, såsom grafit, disulfidgrupp, aluminiumoxid, glasfiber, kolfiber, etc. för att förbättra dess mekaniska egenskaper. , och kan också utvidgas genom att samarbeta med andra polymerer såsom polyfenylas (PHB), polyfenylensulfid (PFS), polyetylenglykol (PEEK), polyeten/propylensampolymer (PFEP), etc. Dess dämpande temperaturintervall, vilket förbättrar dess motstånd mot variation.
Hur tillverkas Teflon
Tillverkningsprocessen använder kloroform som råmaterial, använder vattenfri hydrofluorisk syra för att fluorinera kloroform, reaktionstemperaturen är över 65 ° C, använder antimonpentaklorid som en katalysator och använder slutligen termisk sprickor för att producera tetrafluoroetylen.
Aokai produceras med användning av suspensionspolymerisation eller emulsionspolymerisation.
Beredning av monomer tetrafluoroetylen
Industriellt används kloroform som råmaterial, vattenfri hydrofluorisk syra används för att fluorinera kloroform, reaktionstemperaturen är över 65 ° C, antimonpentaklorid används som en katalysator och slutligen produceras tetrafluoroetylen genom termisk sprickbildning. Tetrafluoroetylen kan också produceras genom att reagera zink med tetrafluorodikloretan vid höga temperaturer.
Beredning av polytetrafluoroetylen
I en emalj- eller rostfritt stålpolymerisationskokare används vatten som medium, kaliumpersulfat används som initiator, perfluorokarboxylsyra -ammoniumsalt används som dispersiva, fluorokarbon används som stabilisator och tetrafluoroetylen är redox är redoxpolymerat att få finpulver. Tetrafluoroetylen.
Tillsätt olika tillsatser till reaktionskokaren, och tetrafluoroetylenmonomeren kommer in i polymerisationskokaren i gasfasen. Justera temperaturen i vattenkokaren till 25 ° C, tillsätt sedan en viss mängd aktivator (natriummetabisulfit) för att initiera polymerisation genom ett redox -system. Under polymerisationsprocessen tillsätts monomerer kontinuerligt och polymerisationstrycket bibehålls vid 0,49 ~ 0,78MPa. Dispersionen som erhålls efter polymerisation utspäddes till en viss koncentration med vatten och temperaturen justeras till 15 ~ 20 ° C. Efter aggregering med mekanisk omrörning tvättas den med vatten och torkas, det vill säga denna produkt erhålls som fint granulärt harts.
Är Teflon säker?
Teflon-beläggningen är säker: Teflonmaterialet i sig är giftigt, kommer inte att sönderdelas och kommer inte att orsaka hälsorisker. Detta beror förmodligen på att dess molekylstruktur i princip är olöslig i verkliga kemikalier, än mindre smält och absorberas av människokroppen.
De unika egenskaperna hos PTFE gör det allmänt används i industriella och marina operationer som kemisk industri, petroleum, textil, mat, papper, medicin, elektronik och maskiner.
Applicering av polytetrafluoroetylen (PTFE) i antikorrosionsegenskaper:
På grund av defekterna i korrosionsmotståndet hos gummi, glas, metalllegeringar och andra material är det svårt att möta den hårda miljön där temperatur, tryck och kemisk media samexisterar, och de resulterande förlusterna är ganska oroande. Medan PTFE-material har utmärkt korrosionsbeständighet, använder polytetrafluoroetylen de viktigaste korrosionsbeständiga materialen i petroleum, kemiska, textil och andra industrier.
Specifika applikationer inkluderar: leveransrör, avgasrör, ångrör för transport av frätande gaser, högtrycksoljeledningar för rullande fabriker, höga, medelstora och lågtrycksrör för flygplanets hydrauliska system och kallpresssystem, destillationstorn, värmeväxlare, vattenkokare, torn och TANDs. Prestandan för kemiska utrustningstätningar som foder och ventiler har en stor inverkan på effektiviteten och prestandan för hela maskinen och utrustningen. PTFE-material har egenskaperna hos korrosionsbeständighet, åldrande motstånd, låg friktionskoefficient och icke-stickighet, brett temperaturområde och god elasticitet, vilket gör det mycket lämpligt för tillverkning av tätningar med höga korrosionsbeständighetskrav och driftstemperaturer över 100 °. Såsom tätningar för räfflade flänsar av maskiner, värmeväxlare, högtryckskärl, stora diameterkärl, ventiler och pumpar, tätningar för glasreaktionskrukor, platta flänsar, flänsar med stor diameter, axlar, kolvstänger, ventilstänger, maskväxelpumpar, slipsstöd, etc.
2. Den låga friktionsprestanda för polytetrafluoroetylen (PTFE) används i lastapplikationer.
The friction parts of some equipment are not suitable for lubrication, such as in situations where lubricating grease will be dissolved by solvents and become ineffective, or in papermaking, pharmaceuticals, food, textiles, etc. Products in the industrial field need to avoid lubricating oil contamination, which makes filled PTFE materials the most ideal material for oil-free lubrication (direct load bearing) of mechanical equipment parts. Detta beror på att friktionskoefficienten för detta material är den lägsta bland kända fasta material. Dess specifika användningsområden inkluderar lager för kemisk utrustning, pappersmaskiner och jordbruksmaskiner, som kolvringar, maskinverktygsguide skenor och styrringar. De används allmänt i civila byggprojekt som stödglas för broar, takstå i tunnelstålstrukturen, stora kemiska rörledningar och lagringstankar. Block, samt används som brostöd och brosvivlar, etc.
3. Användning av polytetrafluoroetylen (PTFE) i elektroniska och elektriska tillämpningar.
Den inneboende låga förlusten och den lilla dielektriska konstanten av PTFE -material gör det möjligt att göra till emaljerade ledningar för användning i mikromotorer, termoelement, kontrollanordningar, etc., PTFE -elektriska isoleringsfilm Det är ett idealiskt isolerande material för tillverkningskondensatorer, radioisolerande linrar, isolerade kablar, motorer och transformatorer. Det är också ett av de oundgängliga materialen för industriella elektroniska komponenter som flyg- och rymd. Användningen av fluorplastfilmer har hög permeabilitet för syre och hög permeabilitet för vattenånga. Denna selektiva permeabilitet för liten permeabilitet kan användas för att tillverka syresensorer. Egenskaperna hos fluoroplast som orsakar polär laddningsavvikelse under hög temperatur och högt tryck kan användas för att tillverka mikrofoner, högtalare, delar på robotar etc. och deras låga brytning kan användas. Egenskaperna hos hög effektivitet kan göra optiska fibrer.
4. Användning av polytetrafluoroetylen (PTFE) i medicinsk medicin.
Det utvidgade PTFE -materialet är rent inert och har mycket stark biologisk anpassningsförmåga. Det kommer inte att orsaka avslag från kroppen och har inga fysiologiska biverkningar på människokroppen. Det kan steriliseras med vilken metod som helst. Dess mikroporösa struktur möjliggör användning i olika rehabiliteringslösningar, inklusive konstgjorda blodkärl och plåster för mjukvävnadsregenerering och kirurgiska suturer för vaskulära, hjärt-, allmänna och ortopediska operationer.
5. Tillämpning av anti-stick-egenskaper hos polytetrafluoroetylen (PTFE).
PTFE -material har den minsta ytspänningen bland fasta material och följer inte något ämne. Den har också egenskaperna för hög och låg temperaturbeständighet och kemisk inerthet, vilket gör den lämplig för applikationer som tillverkning. Icke-stickpannor används allmänt i anti-stick-applikationer. Den anti-vidhäftande processen innehåller huvudsakligen två typer: installation av PTFE-arket på underlaget och placering av PTFE -beläggning eller lack sammansatt med glas på underlaget genom värmekrympning.
Även om PTFE -material fortfarande har problemet med höga svårigheter att svetsa, med teknikens framsteg, kommer nya syntesmetoder snart att lösa smärtpunkterna för PTFE och tillämpa PTFE på ett bredare fält.
