Політетрафторетилен (PTFE) - це вуглецевий та фтор -полімер. Цей матеріал має найвідомішу назву: Тефлон.
Властивості PTFE включають:
Відмінні механічні властивості (<1%)
Хімічна корозійна стійкість
Теплостійкість
Найнижчі коефіцієнти тертя
Властивості не палички (витримують безперервні високі температури 500 ° F (260 ° C))
Опір зносу
Висока точка плавлення
Відмінні властивості PTFE надають йому широкий спектр застосувань, і він найчастіше використовується як антипригарне покриття для посуду. Краща зносостійкість PTFE дозволяє йому поєднувати з різними матеріалами за допомогою емульсійної полімеризації або переробки полімеризації суспензії, щоб утворити високостійкі промислові продукти з відмінними механічними властивостями, такими як дротяна ізоляція, конвеєри харчових продуктів, гнучкі неголовні тканини тощо
![2]()
Політетрафторетилен був виявлений у 1938 році. Спочатку його виявив американський хімік Рой Дж. Плункетт (1910–1994), коли він намагався зробити новий холодильник вуглецю та фтору. Люди в той час не думали б про цей звичайний продукт. Дивні каталізатори впливатимуть на кожен аспект світу.
У 1941 році Dupont отримав патент на цей товар і зареєстрував торгову марку під назвою 'Teflon ' в 1944 році.
На сьогоднішній день політетрафторетилен широко використовується у багатьох сферах виробництва та життя. У галузі громадського харчування широко використовується посуд з покриттям PTFE; У промисловості одягу, топ-холодний одяг від таких брендів, як Helikon та Carinthia, використовують PTFE як покриття або зовнішній шар. , для досягнення здатності протистояти сильному холоду -30 ° C; У військовому полі PTFE -матеріали з низькими втратами, відмінними діелектричними властивостями, хорошою послідовністю, стабільними хімічними властивостями та майже жодним поглинанням вологи широко використовуються у високочастотних радіолокаційних панелях. У медичній галузі матеріали PTFE також широко використовуються в штучних частинах тіла.
![3]()
PTFE розшифровується як політетрафторетилен, хімічний термін для полімеру (C2F4) n.
Цей матеріал, як правило, стосується будь -якого фірмового синтетичного фторополімеру PTFE. Основні характеристики політетрафторетилену такі:
Максимальна робоча температура (° F /° C): 500/260
Сила на розрив при перерві (PSI): 4000
Діелектрична константа (KV/MIL): 3,7
Частка: 2.16
Подовження на перерві: 350%
Шор D твердість: 54
Широко використовуваний PTFE PolytetrafluoRethylely Synthetic Fluoropolymer з вищезазначеними характеристиками вже має незліченну кількість брендів, основні бренди такі:
![4]()
Політетрафторетилен - це лінійний полімер, що складається з атомів вуглецю (С) та фтору (F), з хімічною формулою (C2F4) N, де N - кількість мономерних одиниць.
Структура PTFE може бути виражена як: -cf2-cf2-cf2-cf2-
Довгий ланцюг молекул PTFE складається з атомів вуглецю, кожен з яких пов'язаний з двома атомами фтору.
Атоми фтору майже покривають поверхню атомів вуглецю спірального полімерного ланцюга. Атоми вуглецю утворюють основний ланцюг полімерного ланцюга. Атоми фтору утворюють щит-подібну структуру навколо атомів вуглецю, яка добре захищає внутрішні атоми вуглецю.
Це унікальне розташування атомів дає PTFE його виняткові властивості. Ця молекулярна структура сприяє неперевершеним фізичним та хімічним властивостям PTFE.
Що таке тефлоновий матеріал?
Тефлон - це термопластичний фторополімер, а тефлонова абревіатура - PTFE (політетрафторетилен).
Тефлон є торговою маркою Chemours, однак, PTFE також можна придбати у інших компаній, ніж Chemours.
Тефлон - популярний матеріал завдяки його низькій тертя, високій температурі та хімічній стійкості.
Звичайно, тефлон - це полімерний матеріал, полімеризований з тетрафторетилену і є типом перфторупованого матеріалу. Його хімічна назва - політетрафторетилен (PTFE).
Тефлонова хімічна структура дуже унікальна. Молекулярна структура полягає в тому, що F (атоми фтору) замінюють усі Н (атоми водню) на ланцюг С. У той же час, оскільки радіус атома фтору значно більший, ніж радіус атома вуглецю, відштовхування між атомами дуже велике, тому воно не сподобається атомам водню, вони можуть бути розташовані в площині, тому атоми фтору, майже спіраль, щоб обернути атоми вуглецю, щоб зовнішній світ міг лише контактувати з відносно інертними атомами фтору.
При сильному атомному бар'єрі фтор -атома, тефлонова полімерна структура є відносно стабільною порівняно з іншими матеріалами.
![11]()
PTFE - полімерний полімерізований з мономеру тетрафторетилену. Це прозорий або непрозорий віск, схожий на ПЕ. Його щільність становить 2,2 г/см3, а швидкість поглинання води - менше 0,01%.
Хімічна структура полімеру ПТФЕ схожа на структуру ПЕ, за винятком того, що всі атоми водню в поліетилену замінюються атомами фтору. Завдяки енергії високої зв'язку та стабільною продуктивністю зв'язку МВ, він має відмінну хімічну корозійну резистентність і може витримати всі сильні кислоти (включаючи аква регіону), крім розплавлених лужних металів, окислюючих середовищ та гідроксиду натрію вище 300 ° С. А також наслідки сильних окисників, зменшення агентів та різних органічних розчинників.
Атом F в молекулі PTFE є симетричним, а два елементи зв'язку CF ковалентно пов'язані. У молекулі немає вільних електронів, що робить всю молекулу нейтральною. Тому він має чудові діелектричні властивості, а на його електричну ізоляцію не впливає вплив на навколишнє середовище та частоту.
Тефлонові фізичні властивості
![512d5f3d-ff78-42ae-94a2-cbe31e9b4dda]()
Його об'ємний опір перевищує 1017, його діелектрична втрата невелика, його напруга зриву висока, його дугова опір хороший, і він може працювати в електричному середовищі 250 ° C. Оскільки в молекулярній структурі ПТФЕ немає водневих зв’язків, структура симетрична, тому його кристалізація ступінь кристалізації дуже висока (як правило, кристалічність становить 55%~ 75%, іноді до 94%), що робить ПТФЕ надзвичайно теплостійким. Температура його плавлення становить 324С, температура його розкладання - 415 ° C, а максимальна температура використання - 250 ° C. Це крихка, температура становить -190 ° C, а температура спотворення тепла (при умовах 0,46 МПа) -120С.
Тефлоновий матеріал має хороші механічні властивості. Його міцність на розрив становить 21 ~ 28mpa, міцність на згинання становить 11 ~ 14mpa, подовження - 250%~ 300%, а його динамічні та статичні коефіцієнти тертя проти сталі - 0,04, що краще, ніж нейлон, поліформальдегід та поліетилен. Коефіцієнт тертя прохолодної пластмаси невеликий.
Чистий PTFE має низьку міцність, погану стійкість до зносу та низьку стійкість до повзучості. Зазвичай необхідно додати деякі неорганічні частинки в полімер PTFE, такі як графіт, дисульфідна група, оксид алюмінію, скловолокна, вуглецеве волокно тощо для поліпшення його механічних властивостей. , а також можна розширити шляхом співпраці з іншими полімерами, такими як поліфенілаза (PHB), поліфеніленсульфід (PFS), поліетиленгліколь (Peek), поліетилен/пропіленовий сополімер (PFEP) тощо.
![C4A261EE-9D7A-40CB-A84E-357D7AC5CDA2]()
Процес виробництва використовує хлороформ як сировину, використовує безводну гідрофторну кислоту для фтору хлороформу, температура реакції вище 65 ° C, використовує пентахлорид сурми як каталізатор і, нарешті, використовує теплове розтріскування для отримання тетрафтоетилену.
AOKAI виробляється за допомогою полімеризації суспензії або емульсійної полімеризації.
Підготовка мономеру тетрафторетилен
Промислово хлороформ використовується як сировина, безводна гідрофторна кислота використовується для фтору хлороформу, температура реакції перевищує 65 ° С, протистояння пентахлориду використовується в якості каталізатора і нарешті тетрафторетилену виробляється при термічному розтріскуванні. Тетрафторетилен також може бути вироблений шляхом реагування цинку з тетрафтородіхлоретаном при високих температурах.
Підготовка політетрафторетилену
У чашечку для полімеризації емалі або нержавіючої сталі вода використовується як середовище, персульфат калію використовується як ініціатор, як дисперсант використовується як стабілізатор, а також тетрафторетилен флуорокарбон використовується, а для отримання флуореетилену - це відновлюється полімерізовано для отримання фонду. Тетрафторетилен.
Додайте різні добавки до реакційного чайника, а мономер тетрафторетилену потрапляє в чайник полімеризації в газовій фазі. Відрегулюйте температуру в чайнику до 25 ° С, потім додайте певну кількість активатора (метабісульфіт натрію), щоб ініціювати полімеризацію через окислювально -відновлювальну систему. Під час процесу полімеризації мономери постійно додають, а тиск полімеризації зберігається на рівні 0,49 ~ 0,78 мПа. Дисперсію, отриману після полімеризації, розводиться до певної концентрації з водою, а температуру регулюють до 15 ~ 20 ° C. Після агрегації з механічним перемішуванням його промивають водою і висушують, тобто цей продукт отримують у вигляді тонкої зернистої смоли.
Саме тефлонове покриття є безпечним: тефлоновий матеріал сам нетоксичний, не розкладається і не спричинить небезпеки для здоров'я. Це, мабуть, тому, що його молекулярна структура в основному нерозчинна в реальних хімічних речовинах, не кажучи вже про засвоєння та поглинання людського організму.
Дізнайтеся більше про тефлонову безпеку
Що PTFE використовується для？
![464D0C72-03F1-477A-8AA7-525162F89FEC]()
Унікальні властивості PTFE роблять його широко використовуються в промислових та морських операціях, таких як хімічна промисловість, нафта, текстиль, продукти харчування, виробництво паперу, ліки, електроніка та машини.
Застосування політетрафторетилену (PTFE) у властивостях антикорозійних властивостей:
Через дефекти корозійної стійкості до гуми, скла, металевих сплавів та інших матеріалів, важко зустріти сувору середовище, де співіснують температуру, тиск та хімічні середовища, а отримані втрати є досить тривожними. Незважаючи на те, що матеріал PTFE має відмінну корозійну стійкість, політетрафторетилен використовує основні стійкі до корозії матеріали в нафтовій, хімічній, текстильній та інших галузях.
Конкретні програми включають: труби для доставки, вихлопні труби, парові труби для транспортування корозійних газів, нафтопроводи з високим тиском для прокатних млинів, труби високого, середнього та низького тиску для гідравлічних систем літаків та систем холодних пресів, дистиляційних веж, теплообмінників, кнет, вежі та танки. Продуктивність ущільнювачів хімічного обладнання, таких як накладки та клапани, має великий вплив на ефективність та продуктивність усієї машини та обладнання. Матеріал PTFE має характеристики резистентності до корозії, стійкості до старіння, коефіцієнта низького тертя та несприятливості, широкого температурного діапазону та хорошої еластичності, що робить його дуже придатним для виготовлення ущільнювачів з високими вимогами до корозійної стійкості та робочою температурою вище 100 °. Такі як ущільнювачі для канавки фланців машин, теплообмінників, судна високого тиску, судна великого діаметру, клапани та насоси, ущільнювачі для скляних реакційних горщиків, плоскі фланці, фланці великого діаметру, вали, тощо.
2. Низькі показники тертя політетрафторетилену (PTFE) використовуються в програмах навантаження.
Частини тертя деякого обладнання не підходять для змащування, таких як у ситуаціях, коли змащування мастила буде розчиняється розчинниками та ставати неефективними, або у виробництві паперу, фармацевтичні препарати, продукти текстилю тощо у промисловому полі потребують уникнення змащування мастила (прямих навантажень), що робить механізму PTFE, що не має мастильних матеріалів. Це пояснюється тим, що коефіцієнт тертя цього матеріалу є найнижчим серед відомих твердих матеріалів. Його специфічне використання включає підшипники для хімічного обладнання, виробничі паперові машини та сільськогосподарські машини, як поршневі кільця, рейки керування верстатами та направляючі кільця. Вони широко використовуються в цивільних будівельних проектах, як слайди для мостів, крокви на дахи, крокви, великі хімічні трубопроводи та резервуари для зберігання. Блоки, а також використовуються як опори для мосту та мостові повороти тощо.
3. Акції політетрафторетилену (PTFE) в електронних та електричних застосуванні.
Притаманна низька втрата та невелика діелектрична константа матеріалів PTFE дозволяють його здійснювати в емальованих проводах для використання в мікромоторах, термопаційних пристроях тощо. Він також є одним із незамінних матеріалів для промислових електронних компонентів, таких як аерокосмічний та аерокосмічний. Використання фтор -пластикових плівок має високу проникність кисню та високу проникність водяної пари. Ця селективна проникність невеликої проникності може бути використана для виготовлення датчиків кисню. Характеристики фторопластики, які викликають відхилення полярного заряду при високій температурі та високому тиску, можуть бути використані для виготовлення мікрофонів, динаміків, деталей на роботах тощо, і їх низький заломлення може використовуватися. Характеристики високої ефективності можуть зробити оптичні волокна.
4. Аплікація політетрафторетилену (PTFE) у медичній медицині.
Розширений матеріал PTFE є суто інертним і має дуже сильну біологічну пристосованість. Це не спричинить відмову від організму і не має фізіологічних побічних ефектів на організм людини. Це може бути стерилізований будь -яким методом. Його мікропориста структура дозволяє використовувати в різних реабілітаційних розчинах, включаючи штучні кровоносні судини та патчі для регенерації м'яких тканин та хірургічних швів для судинних, серцевих, загальних та ортопедичних операцій.
5. Аплікація властивостей анти-палички політетрафторетилену (PTFE).
![6317FDF3-A8D8-4046-BE60-C2E8C646059d]()
Матеріал PTFE має найменший поверхневий натяг серед твердих матеріалів і не дотримується жодної речовини. Він також має характеристики високої та низької температурної стійкості та хімічної інертності, що робить його придатним для таких застосувань, як виробництво. Пан-антипригарні каструлі широко використовуються в програмах проти палички. Процес антиадгезів в основному включає два типи: Встановлення аркуша PTFE на підкладці та розміщення Покриття PTFE або лак, складений зі склом на підкладці через теплову усадку.
Дізнайтеся більше про покриття PTFE
Незважаючи на те, що матеріали PTFE все ще мають проблему з високими труднощами в зварюванні, з просуванням технології, нові методи синтезу незабаром вирішать больові точки ПТФЕ та застосовуватимуть ПТФЕ до більш широкого спектру полів.
