Poglobljena analiza lastnosti in aplikacij politetrafluoroetilen PTFE

Politetrafluoroetilen (poli tetra fluoroetilen), angleška okrajšava PTFE, splošno znana kot "plastični kralj", blagovna znamka je teflon. Na Kitajskem se zaradi izgovorjave blagovna znamka "teflon" imenuje tudi Teflon, Teflon Dragon, Teflon, Teflon, Teflon itd. So vse transliteracije teflona.

Politetrafluoroetilen je znan kot "kralj plastike." Roy Plunkett, oče Fluororesina, je začel raziskovati nadomestke za Freon v Dupontu v ZDA leta 1936. Del tetrafluoroetilena so zbirali Naslednji dan je odprl ventil za zmanjšanje tlaka, ki je valj odprl, ni pobegnil plina. Mislili so, da gre za puščanje plina, toda ko so tehtali valj, so ugotovili, da jeklenka ni izgubila teže. Odprli so jeklenko in našli veliko količino belega prahu, ki je bil politetrafluoroetilen.

Njihova raziskava je pokazala, da ima politetrafluoroetilen odlične lastnosti in ga je mogoče uporabiti pri tesnjenju proti cevi za atomske bombe, topniške školjke itd. Zato je ameriška vojska med drugo svetovno vojno to tehnologijo skrivala. Šele konec druge svetovne vojne je bila razglašena, industrijska proizvodnja PTFE pa je bila dosežena leta 1946.

1. Ime izdelka: PTFE

2. Angleško ime: politetrafluoroetilen

3. Alias

Ptfe; Teflon; Teflon; teflon; Teflon; F4; Kralj plastike; Teflon (japonska) [angleška kratica je

PTFE, blagovna znamka je teflon, kitajski prevod pa je na različnih mestih drugačen: celinska Kitajska ga prevaja kot teflon, Hong Kong ga prevaja kot teflon, Tajvan pa ga prevaja kot teflon]

4. Molekularna formula:

[Cf2cf2] n

5. Metoda proizvodnje

PTFE

Proizveden s prostim radikalnim polimerizacijo tetrafluoroetilena. Industrijske reakcije polimerizacije se izvajajo z mešanjem v prisotnosti velike količine vode, da se razpršijo toploto reakcije in olajšajo nadzor temperature. Polimerizacija se običajno izvaja pri 40 do 80 ° C in tlak od 3 do 26 kgf/cm2. Kot pobudniki se lahko uporabljajo anorganski persulfati in organski peroksidi, ali pa se lahko uporabi sistem redoks. Vsak mol tetrafluoroetilena med polimerizacijo sprošča toploto 171,38kJ. Disperzijska polimerizacija zahteva dodajanje perfluoriranih površinsko aktivnih snovi, kot je perfluorooktanojska kislina ali njene soli.

6. Aplikacija

Politetrafluoroetilen [PTFE, F4] je eden od materialov z najboljšo korozijsko odpornostjo na svetu danes, zato je znan kot "kralj plastike". Dolgo se lahko uporablja v kakršnih koli kemijskih medijih, njegova proizvodnja pa je rešila številne težave v kemični industriji moje države, nafte, farmacevtskih in drugih področjih. PTFE tesnila, tesnila in tesnila. PTFE tesnila, tesnila in tesnila so oblikovana iz suspenzijske polimerizirane PTFE smole. V primerjavi z drugo plastiko ima PTFE odlično kemično korozijsko odpornost in temperaturno odpornost. Široko se uporablja kot tesnilni material in polnilni material. Ima visoko stopnjo kemične stabilnosti in odlično odpornost proti kemični koroziji, kot so odpornost na močne kisline, močne alkalije, močni oksidanti itd. Ima izjemno toplotno odpornost, hladno odpornost in odpornost na obrabo. Temperaturno območje dolgoročne uporabe je -200–+250 ℃. Ima odlično električno izolacijo in nanjo ne vplivata temperatura in pogostost. Poleg tega ima značilnosti nelepljenja, ne-absorbentov in ne gorenja. Suspenzijska smola se običajno oblikuje in obdeluje z oblikovanjem in sintranjem. Nastale palice, plošče ali druge profile je mogoče nadalje obdelati z metodami obdelave, kot so obračanje, vrtanje in rezkanje. Bar lahko nato obrnete in vlečete v orientirani film.

7. Značilnosti politetrafluoroetilena (PTFE)

1. Moč (razmerje med visoko trdnostjo in težo)

2. Kemično inerten

3. Biološka prilagodljivost

4. Visoka toplotna odpornost

5. Visoka kemična odpornost v težkih okoljih

6. Nizka vnetljivost

7. Koeficient nizke trenja

8. Nizka dielektrična konstanta

9. Nizka absorpcija vode

10. Dobro vremenske nepremičnine

PTFE je polimer tetrafluoroetilena. Angleška kratica je PTFE. Trgovinsko ime je "teflon". Znan kot "kralj plastike". Osnovna struktura politetrafluoroetilena je - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 -. Politetrafluoroetilen se pogosto uporablja v različnih aplikacijah, ki zahtevajo odpornost na kisline, alkalije in organska topila. Za ljudi ni strupeno, toda perfluorooktanoat (PFOA), eden od surovin, ki se uporabljajo v proizvodnem procesu, velja za karcinogeno. Relativna molekulska masa politetrafluoroetilena je razmeroma velika, od sto tisoč do več kot 10 milijonov in na splošno milijonov (stopnja polimerizacije je na vrstnem redu 104, polietilen pa le 103). Na splošno je kristalnost od 90 do 95%, temperatura taljenja pa 327 do 342 ° C. Enote CF2 v molekuli politetrafluoroetilena so razporejene v cikcak obliki. Ker je polmer atoma fluora nekoliko večji od vodika, sosednjih enot CF2 ne moremo popolnoma trans-orientirane, ampak tvoriti spiralno zasukano verigo, ki je skoraj pokrita s fluoriranimi atomi. na površini celotne polimerne verige. Ta molekularna struktura pojasnjuje različne lastnosti PTFE. Kadar je temperatura nižja od 19 ° C, nastane 13/6 vijak; Pri 19 ° C se pojavi fazna sprememba, molekule pa rahlo razpletajo, kar tvorijo vijačnico 15/7.

8. Kemične lastnosti

Kemična struktura politetrafluoroetilena nastane z nadomeščanjem vseh vodikovih atomov v polietilenu z atomi fluora.

Atomi F v molekuli PTFE pokrivajo CC vezi, energija vezi CF pa je visoka in še posebej stabilna. Ne korodirajo ga nobene kemikalije, razen alkalijskih kovin in elementarnega fluora.

F atom v molekuli PTFE je simetričen, dva elementa v CF pa sta kovalentno kombinirana. V molekuli ni prostih elektronov, celotna molekula pa je nevtralna. PTFE ima odlične dielektrične lastnosti, ker v molekularni strukturi PTFE ni gramskih vezi, zato je njegova kristalnost zelo velika. Ker je zunaj molekul PTFE inertna lupina, ki vsebuje fluor, ima izjemne lastnosti nelepljenja in nizki koeficient trenja.

1. Izolacija: Ne vplivata na okolje in frekvenco, lahko volumska odpornost doseže 1018 ohm cm, dielektrična izguba je majhna, razpadna napetost pa visoka.

2. Visoka in nizka temperaturna odpornost: učinek na temperaturo se ne spreminja veliko, temperaturno območje je širok, uporabna temperatura pa -190 ~ 260 ℃.

3. Samozavečanje: ima najmanjši koeficient trenja med plastiko in je idealen mazalni material brez olja.

4. Površinska nelepljivost: Noben znani trdni material se ne more držati površine. Je trden material z najmanjšo površinsko energijo.

5. Atmosferska odpornost, odpornost na sevanje in nizka prepustnost: površina in zmogljivost ostajata nespremenjena po dolgotrajni izpostavljenosti atmosferi.

6. Ne-vplača: Indeks omejevanja kisika je pod 90.

7. Kemična korozijska odpornost in vremenska odpornost: Razen staljenih alkalnih kovin PTFE skoraj ne korodira noben kemični reagenti. Na primer, če ga kuhamo v koncentrirani žveplovi kislini, dušikovi kislini, klorovodikovo kislino ali celo Aqua Regia, njegova teža in zmogljivost ostaneta nespremenjena. Prav tako je skoraj netopen v vseh topilih in je le rahlo topen v vseh alkanih nad 300 ° C (približno 0,1 g/100 g). PTFE ne absorbira vlage, ni vplača in je izjemno stabilen za kisikove in ultravijolične žarke, zato ima odlično vremensko odpornost.

Čeprav cepitev ogljikovih ogljikovih vezi in vezi ogljikovega fluora v perfluoroogljikih zahteva absorpcijo energije 346,94 oziroma 484,88kJ/mol, za depolimerizacijo politetrafluoroetilena potrebuje 1 mol tetrafluoroetilena. Zato se med visokotemperaturnim razpokom politetrafluoroetilen v glavnem depolimerizira v tetrafluoroetilen. Stopnje izgube teže (%) politetrafluoroetilena pri 260, 370 in 420 ° C so 1 × 10-4, 4 × 10-3 in 9 × 10-2 na uro. Vidimo, da se PTFE lahko dolgo uporablja pri 260 ℃. Ker se med visokotemperaturnim razpokom nastajajo tudi zelo strupeni stranski proizvodi, kot sta fluorofosgen in perfluoroizobutilen, je treba posebno pozornost nameniti varnosti in preprečiti, da bi politetrafluoroetilen prišel v stik z odprtimi plameni.

Ne stopi se pri temperaturi 250 ° C in ne postane krhka pri ultra nizki temperaturi -260 ° C. PTFE je izjemno gladek, tudi led se ne more primerjati z njim; Njegove izolacijske lastnosti so še posebej dobre, film, ki je debel, kot časopis, je dovolj, da vzdrži visoko napetost 1500 V.

9. Fizične lastnosti

PTFE je mehansko mehak. Ima zelo nizko površinsko energijo.

Politetrafluoroetilen (F4, PTFE) ima vrsto odličnih lastnosti zmogljivosti: visoka temperaturna odpornost - dolgotrajna temperatura uporabe 200 do 260 stopinj, nizka temperaturna odpornost - še vedno mehka pri -100 stopinj; Korozijska odpornost - odporna na Aqua Regia in vsa organska topila; Vremenska odpornost - najboljše življenje v plastiki; Visoko mazanje - ima najmanjši koeficient trenja v plastiki (0,04); nonsticky - ima najmanjšo površinsko napetost v trdnih materialih, ne da bi se kaj držali; Netoksična-ima fiziološko inertnost; odlične električne lastnosti, idealen izolacijski material iz razreda. PTFE materiali se pogosto uporabljajo v pomembnih sektorjih, kot so nacionalna obramba, atomska energija, nafta, radio, električni stroji in kemična industrija.

10. Politetrafluoroetilenski izdelki

PTFE palice, cevi, plošče, obrnjene plošče. PTFE je polimer tetrafluoroetilena. Angleška kratica je PTFE. Strukturna formula je. Odkrili so ga v poznih tridesetih letih prejšnjega stoletja in v industrijsko proizvodnjo v 40. letih prejšnjega stoletja. Lastnosti: Relativna molekulska masa politetrafluoroetilena je sorazmerno velika, od sto tisoč do več kot 10 milijonov in na splošno na milijone (stopnja polimerizacije je na vrstnem redu 104, medtem ko je polietilen le 103). Na splošno je kristalnost od 90 do 95%, temperatura taljenja pa 327 do 342 ° C. Enote CF2 v molekuli politetrafluoroetilena so razporejene v cikcak obliki. Ker je polmer atoma fluora nekoliko večji od vodika, sosednjih enot CF2 ne moremo popolnoma trans-orientirane, ampak tvoriti spiralno zasukano verigo, ki je skoraj pokrita s fluoriranimi atomi. na površini celotne polimerne verige. Ta molekularna struktura pojasnjuje različne lastnosti PTFE. Kadar je temperatura nižja od 19 ° C, nastane 13/6 vijak; Pri 19 ° C se pojavi fazna sprememba, molekule pa rahlo razpletajo, kar tvorijo vijačnico 15/7.

1. Mehanske lastnosti: Njegov koeficient trenja je izjemno majhen, le 1/5 polietilena, kar je pomembna značilnost površine perfluoroogljika. In ker je medmolekularna sila med fluoriranimi in ogljikovimi verigami izjemno nizka, je PTFE nelepljiv.

2. Električne lastnosti: PTFE ima nizko dielektrično konstanto in dielektrično izgubo v širokem frekvenčnem območju in ima visoko razpadno napetost, volumsko upornost in lok upornost.

3. Odpornost na sevanje: sevalna odpornost politetrafluoroetilena je slaba (104 rad). Po izpostavitvi visokoenergetskega sevanja se bo razgradil, električne in mehanske lastnosti polimera pa se bodo znatno zmanjšale.

4. Polimerizacija: Politetrafluoroetilen nastane s polimerizacijo tetrafluoroetilena proste radikale. Industrijske reakcije polimerizacije se izvajajo z mešanjem v prisotnosti velike količine vode, da se razpršijo toploto reakcije in olajšajo nadzor temperature. Polimerizacija se običajno izvaja pri 40 do 80 ° C in tlak od 3 do 26 kgf/cm2. Kot pobudniki se lahko uporabljajo anorganski persulfati in organski peroksidi, ali pa se lahko uporabi sistem redoks. Vsak mol tetrafluoroetilena med polimerizacijo sprošča toploto 171,38kJ. Disperzijska polimerizacija zahteva dodajanje perfluoriranih površinsko aktivnih snovi, kot je perfluorooktanojska kislina ali njene soli.

5. Razširitveni koeficient (25 ~ 250 ℃): 10 ~ 12 × 10-5/℃. PTFE vzdržuje odlične mehanske lastnosti v širokem temperaturnem območju od -196 do 260 ° C. Ena od značilnosti perfluoroogljikovih polimerov je, da pri nizkih temperaturah niso krhki.