Politetrafloroetilen (PTFE), bir karbon ve flor polimeridir. Bu malzemenin en bilinen adı Teflon'dur.
PTFE'nin özellikleri şunları içerir:
Mükemmel mekanik özellikler (<%1)
Kimyasal inertlik korozyon direnci
Isı direnci
En düşük sürtünme katsayıları
Yapışmaz özellikler (500°f (260°c) sürekli yüksek sıcaklıklara dayanır)
Aşınma direnci
Yüksek erime noktası
PTFE'nin mükemmel özellikleri ona geniş bir uygulama yelpazesi sağlar ve en yaygın olarak pişirme kapları için yapışmaz kaplama olarak kullanılır. PTFE'nin daha iyi aşınma direnci, tel yalıtımı, gıda sınıfı taşıma bantları, esnek yapışmaz kumaşlar vb. gibi mükemmel mekanik özelliklere sahip yüksek termal dirençli endüstriyel ürünler oluşturmak için emülsiyon polimerizasyonu veya süspansiyon polimerizasyonu işlemi yoluyla çeşitli malzemelerle birleştirilmesine olanak tanır.
PTFE Nedir?
Politetrafloroetilen 1938'de keşfedildi. İlk olarak Amerikalı kimyager Roy J. Plunkett (1910–1994) tarafından yeni bir karbon ve flor bileşiği soğutucu akışkan yapmaya çalışırken keşfedildi. O zamanki insanların aklına bu sıradan ürün gelmezdi. Garip katalizörler dünyanın her yönünü etkileyecek.
1941 yılında DuPont bu ürünün patentini aldı ve 1944 yılında 'Teflon' adı altında ticari markasını tescil ettirdi.
Günümüzde politetrafloroetilen, üretim ve yaşamın birçok alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yemek sektöründe PTFE kaplamalı tencereler yaygın olarak kullanılmaktadır; Giyim endüstrisinde, HELIKON ve Carinthia gibi markaların soğuğa dayanıklı üst düzey giysilerinin tamamında kaplama veya dış katman olarak PTFE kullanılmaktadır. -30°C'lik şiddetli soğuğa dayanma kabiliyetini kazanmak için; askeri alanda, düşük kayıplı, mükemmel dielektrik özelliklere sahip, iyi kıvamlı, kararlı kimyasal özelliklere sahip ve neredeyse hiç nem emilimi olmayan PTFE malzemeleri, yüksek radyo frekanslı radar panellerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Tıp alanında PTFE malzemeleri yapay vücut parçalarında da yaygın olarak kullanılmaktadır.
PTFE Neyi Anlamlandırıyor?
PTFE, polimer (C2F4)n'nin kimyasal terimi olan politetrafloroetilen anlamına gelir.
Bu malzeme genel olarak herhangi bir markalı ptfe sentetik floropolimeri ifade eder. Politetrafloroetilenin ana özellikleri aşağıdaki gibidir:
Maksimum çalışma sıcaklığı (°F /°C): 500/260
Kopma Anında Çekme Dayanımı (PSI): 4.000
Dielektrik sabiti (kV/mil): 3,7
Oran: 2.16
Kopma uzaması: %350
Shore D Sertliği: 54
Yukarıdaki özelliklere sahip, yaygın olarak kullanılan ptfe politetrafloroetilen sentetik floropolimerin halihazırda sayısız markası vardır, ana markaları aşağıdaki gibidir:
TEFLON®: Kimyalar
FLUON®: AGC Ltd.
DYNEON®: 3M
POLYFLON: Daikin Industrial Co., Ltd.
ALGOFLON: Solvay Ltd.
PTFE Kimyasal Yapısı
Politetrafloroetilen, karbon (C) ve flor (F) atomlarından oluşan, (C2F4)n kimyasal formülüne sahip doğrusal bir polimerdir; burada n, monomer birimlerinin sayısıdır.
PTFE'nin yapısı şu şekilde ifade edilebilir: -CF2-CF2-CF2-CF2-
PTFE moleküllerinin uzun zinciri, her biri iki flor atomuna bağlı olan karbon atomlarından oluşur.
Flor atomları, spiral polimer zincirinin karbon atomlarının yüzeyini neredeyse kaplar. Karbon atomları polimer zincirinin ana zincirini oluşturur. Flor atomları, karbon atomlarının etrafında, iç karbon atomlarını iyi koruyan, kalkan benzeri bir yapı oluşturur.
Atomların bu benzersiz düzeni, PTFE'ye olağanüstü özelliklerini kazandırır. Bu moleküler yapı, PTFE'nin benzersiz fiziksel ve kimyasal özelliklerine katkıda bulunur.
Teflon Malzemesi Nedir?
Teflon termoplastik bir floropolimerdir ve Teflon kısaltması PTFE'dir (politetrafloroetilen).
Teflon, Chemours'un ticari markasıdır ancak PTFE, Chemours dışındaki firmalardan da satın alınabilir.
Teflon, düşük sürtünmesi, yüksek sıcaklık dayanımı ve kimyasal direnci nedeniyle popüler bir malzemedir.
Teflon PTFE mi
Elbette Teflon, tetrafloroetilenden polimerize edilmiş bir polimer malzemedir ve bir tür perflorlu malzemedir. Kimyasal adı politetrafloroetilendir (PTFE).
Teflonun kimyasal yapısı çok benzersizdir. Moleküler yapı, F'nin (flor atomları) C zincirindeki tüm H'nin (hidrojen atomları) yerini almasıdır. Aynı zamanda, flor atomunun yarıçapı, karbon atomunun yarıçapından çok daha büyük olduğundan, atomlar arasındaki itme çok büyüktür, dolayısıyla hidrojen atomları gibi bir düzlemde düzenlenebilirler, böylece flor atomları karbon atomlarını saracak şekilde neredeyse spiral şeklinde yukarıya doğru kıvrılır, böylece dış dünya yalnızca nispeten atıl flor atomlarıyla temasa geçebilir.
Güçlü bir flor atomu bariyeri ile Teflon polimer yapısı diğer malzemelerle karşılaştırıldığında nispeten stabildir.
Teflon Özellikleri
PTFE, tetrafloroetilen monomerinden polimerize edilmiş bir polimerdir. PE'ye benzeyen şeffaf veya opak bir mumdur. Yoğunluğu 2,2g/cm3 olup, su emme oranı %0,01'den azdır.
PTFE polimerinin kimyasal yapısı, polietilendeki tüm hidrojen atomlarının yerini florin atomlarının alması dışında PE'ninkine benzer. CF bağının yüksek bağ enerjisi ve istikrarlı performansı nedeniyle, mükemmel kimyasal korozyon direncine sahiptir ve erimiş alkali metaller, oksitleyici ortamlar ve 300°C'nin üzerindeki sodyum hidroksit hariç tüm güçlü asitlere (kraliyet suyu dahil) dayanabilir. Güçlü oksidanların, indirgeyici maddelerin ve çeşitli organik çözücülerin etkilerinin yanı sıra.
PTFE molekülündeki F atomu simetriktir ve CF bağındaki iki element kovalent olarak bağlanmıştır. Molekülde serbest elektron bulunmadığından molekülün tamamı nötr hale gelir. Bu nedenle mükemmel dielektrik özelliklere sahiptir ve elektrik yalıtımı çevre ve frekansın etkisinden etkilenmez.
Teflonun Fiziksel Özellikleri
Hacim direnci 1017'den büyük, dielektrik kaybı az, arıza gerilimi yüksek, ark direnci iyidir ve 250°C elektriksel ortamda çalışabilir. PTFE'nin moleküler yapısında hidrojen bağları bulunmadığından yapı simetriktir, dolayısıyla kristalleşmesi Kristalleşme derecesi çok yüksektir (genellikle kristallik %55~%75, bazen %94 kadar yüksektir), bu da PTFE'yi ısıya son derece dayanıklı kılar. Erime sıcaklığı 324°C, bozunma sıcaklığı 415°C, maksimum kullanım sıcaklığı 250°C’dir. Kırılgandır. Sıcaklık -190°C'dir ve ısıl bozulma sıcaklığı (0.46MPa koşulları altında) 120°C'dir.
Teflon malzeme iyi mekanik özelliklere sahiptir. Çekme mukavemeti 21~28MPa, bükülme mukavemeti 11~14MPa, uzama %250~%300'dür ve çeliğe karşı dinamik ve statik sürtünme katsayıları 0,04'tür, bu da naylon, poliformaldehit ve polietilenden daha iyidir. Soğuk plastiklerin sürtünme katsayısı küçüktür.
Saf PTFE düşük mukavemete, zayıf aşınma direncine ve zayıf sürünme direncine sahiptir. Mekanik özelliklerini iyileştirmek için genellikle PTFE polimerine grafit, disülfit grubu, alüminyum oksit, cam elyafı, karbon elyafı vb. gibi bazı inorganik parçacıkların eklenmesi gerekir. ve aynı zamanda polifenilaz (PHB), polifenilen sülfit (PFS), polietilen glikol (PEEK), polietilen/propilen kopolimer (PFEP) vb. gibi diğer polimerlerle işbirliği yapılarak da genişletilebilir. Sönümleme sıcaklığı aralığı, değişkenliğe karşı direncini artırır.
Teflon Nasıl Yapılır?
Üretim prosesinde ham madde olarak kloroform kullanılır, kloroformu florlamak için susuz hidroflorik asit kullanılır, reaksiyon sıcaklığı 65°C'nin üzerindedir, katalizör olarak antimon pentaklorür kullanılır ve son olarak tetrafloroetilen üretmek için termal parçalama kullanılır.
Aokai, süspansiyon polimerizasyonu veya emülsiyon polimerizasyonu kullanılarak üretilir.
Monomer tetrafloroetilenin hazırlanması
Endüstriyel olarak kloroform hammadde olarak kullanılır, kloroformu florlamak için susuz hidroflorik asit kullanılır, reaksiyon sıcaklığı 65°C'nin üzerindedir, katalizör olarak antimon pentaklorür kullanılır ve son olarak termal parçalama yoluyla tetrafloroetilen üretilir. Tetrafloroetilen ayrıca çinkonun tetraflorodikloroetan ile yüksek sıcaklıklarda reaksiyona sokulmasıyla da üretilebilir.
Politetrafloroetilenin hazırlanması
Emaye veya paslanmaz çelik bir polimerizasyon kazanında, ortam olarak su kullanılır, başlatıcı olarak potasyum persülfat kullanılır, dağıtıcı olarak perflorokarboksilik asit amonyum tuzu kullanılır, stabilizatör olarak florokarbon kullanılır ve ince toz halinde polietilen elde etmek için tetrafloroetilen redoks polimerize edilir. Tetrafloroetilen.
Reaksiyon kazanına çeşitli katkı maddeleri ekleyin ve tetrafloroetilen monomer, gaz fazında polimerizasyon kazanına girer. Kazandaki sıcaklığı 25°C'ye ayarlayın, ardından redoks sistemi yoluyla polimerizasyonu başlatmak için belirli miktarda aktivatör (sodyum metabisülfit) ekleyin. Polimerizasyon işlemi sırasında monomerler sürekli olarak eklenir ve polimerizasyon basıncı 0,49~0,78 MPa'da tutulur. Polimerizasyondan sonra elde edilen dispersiyon su ile belirli bir konsantrasyona kadar seyreltilir ve sıcaklık 15~20°C'ye ayarlanır. Mekanik olarak karıştırılarak agregasyon yapıldıktan sonra su ile yıkanıp kurutulur yani ince granüler reçine halinde bu ürün elde edilir.
Teflon Güvenli mi?
Teflon kaplamanın kendisi güvenlidir: Teflon malzemenin kendisi toksik değildir, ayrışmaz ve sağlık açısından tehlike yaratmaz. Bunun nedeni muhtemelen moleküler yapısının, bırakın insan vücudu tarafından sindirilip emilmesi bir yana, gerçek kimyasallarda bile çözünmemesidir.
PTFE'nin benzersiz özellikleri, kimya endüstrisi, petrol, tekstil, gıda, kağıt yapımı, ilaç, elektronik ve makine gibi endüstriyel ve denizcilik operasyonlarında yaygın olarak kullanılmasını sağlamaktadır.
Kauçuk, cam, metal alaşımları ve diğer malzemelerin korozyon direncindeki kusurlar nedeniyle sıcaklık, basınç ve kimyasal ortamların bir arada bulunduğu zorlu ortamın karşılanması zorlaşmakta ve ortaya çıkan kayıplar oldukça endişe vericidir. PTFE malzemesi mükemmel korozyon direncine sahipken, politetrafloroetilen, petrol, kimya, tekstil ve diğer endüstrilerde korozyona dayanıklı ana malzemeleri kullanır.
Özel uygulamalar şunları içerir: dağıtım boruları, egzoz boruları, aşındırıcı gazların taşınması için buhar boruları, haddehaneler için yüksek basınçlı petrol boruları, uçak hidrolik sistemleri ve soğuk pres sistemleri için yüksek, orta ve düşük basınçlı borular, damıtma kuleleri, ısı eşanjörleri, kazanlar, kuleler ve tanklar. Astarlar ve valfler gibi kimyasal ekipman contalarının performansı, tüm makine ve ekipmanın verimliliği ve performansı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. PTFE malzemesi, korozyon direnci, eskime direnci, düşük sürtünme katsayısı ve yapışmazlık, geniş sıcaklık aralığı ve iyi esneklik özelliklerine sahiptir; bu da onu yüksek korozyon direnci gereksinimlerine ve 100°'nin üzerindeki çalışma sıcaklıklarına sahip contaların üretimi için çok uygun kılar. Makinelerin yivli flanşları, ısı eşanjörleri, yüksek basınçlı kaplar, büyük çaplı kaplar, vanalar ve pompalar için contalar, cam reaksiyon kapları için contalar, düz flanşlar, büyük çaplı flanşlar, miller, piston çubukları, valf çubukları, Sonsuz dişli pompalar, rot contaları vb.
2. Yük uygulamalarında politetrafloroetilenin (PTFE) düşük sürtünme performansı kullanılır.
Bazı ekipmanların sürtünme parçaları, örneğin yağlama gresinin solventler tarafından çözüldüğü ve etkisiz hale geldiği durumlarda veya kağıt yapımı, ilaç, gıda, tekstil vb. durumlarda yağlama için uygun değildir. Endüstriyel alandaki ürünlerin yağlama yağı kirlenmesinden kaçınması gerekir, bu da doldurulmuş PTFE malzemelerini, mekanik ekipman parçalarının yağsız yağlanması (doğrudan yük taşıma) için en ideal malzeme haline getirir. Bunun nedeni bu malzemenin sürtünme katsayısının bilinen katı malzemeler arasında en düşük olmasıdır. Özel kullanım alanları arasında piston segmanları, takım tezgahı kılavuz rayları ve kılavuz halkaları gibi kimyasal ekipman, kağıt yapım makineleri ve tarım makineleri için rulmanlar bulunur. Köprüler, tünel çelik yapı çatı makasları, büyük kimyasal boru hatları ve depolama tankları için destek kızakları olarak sivil inşaat projelerinde yaygın olarak kullanılırlar. Blokların yanı sıra köprü destekleri ve köprü fırdöndüleri vb. olarak da kullanılır.
3.Politetrafloroetilenin (PTFE) elektronik ve elektriksel uygulamalardaki uygulamaları.
PTFE malzemelerinin doğal düşük kaybı ve küçük dielektrik sabiti, mikro motorlarda, termokupllarda, kontrol cihazlarında vb. kullanılmak üzere emaye tellere dönüştürülmesini sağlar. PTFE elektrik yalıtım filmi Kapasitörler, radyo yalıtım astarları, yalıtımlı kablolar, motorlar ve transformatörlerin üretimi için ideal bir yalıtım malzemesidir. Aynı zamanda havacılık ve uzay gibi endüstriyel elektronik bileşenler için de vazgeçilmez malzemelerden biridir. Flor plastik filmlerin kullanımı, oksijene karşı yüksek geçirgenliğe ve su buharına karşı yüksek geçirgenliğe sahiptir. Küçük geçirgenliğin bu seçici geçirgenliği, oksijen sensörleri üretmek için kullanılabilir. Floroplastiklerin yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında polar yük sapmasına neden olan özelliklerinden mikrofon, hoparlör, robot üzerindeki parçalar vb. imalatında ve düşük kırılmalarından yararlanılabilir. Yüksek verimlilik özellikleri optik fiberler yapabilir.
Genişletilmiş PTFE malzemesi tamamen inerttir ve çok güçlü biyolojik uyarlanabilirliğe sahiptir. Vücut tarafından reddedilmeye neden olmaz ve insan vücuduna herhangi bir fizyolojik yan etkisi yoktur. Herhangi bir yöntemle sterilize edilebilir. Mikro gözenekli yapısı, yumuşak doku rejenerasyonu için yapay kan damarları ve yamalar ile damar, kalp, genel ve ortopedik ameliyatlar için cerrahi dikişler dahil olmak üzere çeşitli rehabilitasyon çözümlerinde kullanılmasına olanak tanır.
PTFE malzemesi katı malzemeler arasında yüzey gerilimi en küçük olanıdır ve hiçbir maddeye yapışmaz. Aynı zamanda yüksek ve düşük sıcaklık direnci ve kimyasal inertlik özelliklerine sahip olduğundan imalat gibi uygulamalar için uygundur. Yapışmaz tavalar yapışmaz uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapışmazlık işlemi temel olarak iki türü içerir: PTFE tabakasının alt tabakaya yerleştirilmesi ve Alt tabaka üzerinde ısıyla camla birleştirilen PTFE kaplama veya vernik . büzülme yoluyla
Her ne kadar PTFE malzemeler hala kaynaklamada yüksek zorluk sorununa sahip olsa da, teknolojinin ilerlemesiyle birlikte yeni sentez yöntemleri yakında PTFE'nin sıkıntılı noktalarını çözecek ve PTFE'yi daha geniş bir alana uygulayacaktır.
