Kaj je PTFE (politetrafluoroetilen)

Kaj je PTFE (politetrafluoroetilen)?

PTFE politetrafluoroetilen je visokozmogljiv večnamenski fluoropolimer, sestavljen iz ogljikovih atomov in fluorovih atomov. Fluoropolimeri so skupina plastike s široko paleto lastnosti in koristi. PTFE je eden takšnih fluoropolimerov, katerega odkritje je za vedno spremenilo skupino fluoropolimerov in utrlo pot za različne aplikacije.

Ena od skupnih aplikacij PTFE materialov vključuje nelepljive prevleke za kuhinjsko posodo. Zaradi svoje nereaktivnosti, deloma zaradi trdnosti vezi ogljikovega fluoriranja, se pogosto uporablja za izdelavo cevi in ​​posode za reaktivne in jedke kemikalije.

Kako nastaja PTFE?

PTFE je izdelan podobno kot kateri koli drug polimer. Izdelava ga s tehnologijo proste radikalne polimerizacije z uporabo polimerizacije TFE v serijski proces v vodnih medijih.

Kemična struktura PTFE je enaka polietilenu; Edina glavna razlika je v tem, da vodikove atome popolnoma nadomestijo s fluorom. Vendar sta PE in PTFE pripravljeni na zelo različne načine.

Velika velikost atomov fluora tvori enakomerno, neprekinjeno plast okoli ogljikovih ogljikovih vezi, kar zagotavlja molekulo z dobro kemično odpornostjo, električno inertnostjo in stabilnostjo.

Značilnosti in uspešnost PTFE

PTFE je na voljo v treh glavnih oblikah-granulah, vodnih disperzijah in finih prahu.

Zrnat PTFE materiali nastajajo s suspenzijsko polimerizacijo v vodnem mediju z malo ali nič razpršilnika. Zrnate PTFE materiali se uporabljajo predvsem pri stiskanju, izostatičnem stiskanju in ekstruzijskih metodah.

Vodne disperzije PTFE uporabljajo isto polimerizacijo na vodni osnovi z bolj razpršilnikom in vznemirjenjem. Disperzije na vodni osnovi se uporabljajo predvsem v načina prevlek in filma.

PTFE fino v prahu je majhen beli delček, ki nastane z nadzorovano emulzijsko polimerizacijo. Fini PTFE prah lahko predelamo v kosmiče z iztisnitvijo paste ali dodatkov za izboljšanje odpornosti proti obrabi.

Druge pomembne lastnosti PTFE vključujejo odlično visoko in nizko temperaturno odpornost, električno izolacijsko lastnosti, kemično inertnost, nizko koeficient trenja (statični 0,08 in dinamično 0,01) in ne-stik v širokem temperaturnem območju (-260 do 260 ° C) .

PTFE je eden najbolj zanesljivih materialov, ko gre za kemično odpornost. Napadajo le staljeni alkalijski kovini, organski halogenidi, kot so klor trifluorid (CLF3) in kisik difluorid (OF2), in plinasti fluor pri visokih temperaturah.

Tudi mehanske lastnosti PTFE so impresivne, vendar ne tako dobre kot druga inženirska plastika pri sobni temperaturi. Dodajanje polnil se je izkazalo za uspešno metodo premagovanja te ovire. V normalnem temperaturnem območju ima PTFE nekaj uporabnih mehanskih lastnosti. Te lastnosti ovirajo tudi obdelave spremenljivk, kot so temperatura sintranja, predoblični tlak, hitrost hlajenja itd. Polimerne lastnosti, kot sta velikost delcev molarne mase in porazdelitev velikosti delcev, lahko negativno vplivajo na mehanske lastnosti.

PTFE ima izjemne električne izolacijske lastnosti, nizko dielektrično konstanto in izolacija vzdrži napetost. Zelo nizka dielektrična konstanta (2.0) je posledica kompleksne simetrične strukture makromolekul.

Material PTFE kaže tudi dobre toplotne lastnosti, brez pomembne razgradnje pod 440 ° C.

Napadata ga tudi degradacija in sevanje v zraku, začenši z odmerkom 0,02 mrad.

Slabosti materiala PTFE

Tradicionalni PTFE materiali niso brez nekaterih pomanjkljivosti. so:

Plazenje in nošenje občutljivega

Ni ga mogoče obdelati z metodami obdelave staljenih držav, primerne metode pa so lahko pogosto nekonvencionalne in razširljive.

Težave pri pridružitvi

Visoke dimenzijske spremembe v bližini temperature stekla.

Nizka odpornost na sevanje

Je jedran in zlahka proizvede strupene hlape.

Pomen polnil in dodatkov za PTFE

Dodajanje polnil in dodatkov lahko znatno izboljša mehanske lastnosti PTFE, zlasti stopnje lezenja in obrabe. Pogosto uporabljena polnila vključujejo jeklo, ogljik, steklena vlakna, ogljikova vlakna, grafit, bron, jeklo itd.

Steklena vlakna : Njegova dodatek bo izboljšala lezenje in obrabo lastnosti PTFE, tako da bo vplivala na njene nizke in visoke temperature. Poleg tega se v oksidacijskih okoljih izjemno dobro delujejo iz izjemno dobro.

Ogljikova vlakna: Ogljikova vlakna je bistvenega pomena za zmanjšanje lezenja, izboljšanje togosti, povečanje prožnosti in modula tlaka. PTFE, pomešan z spojinami iz ogljikovih vlaken, ima visoko toplotno prevodnost in nizek koeficient toplotne ekspanzije. Ogljikova vlakna so inertna do močnih alkalij in kislinskih kislin (steklena vlakna so odporna na obe kislini). Ti deli so idealni za izdelavo avtomobilskih delov, kot so amortizerji.

Ogljik: ogljik kot dodatek bo pomagal zmanjšati lezenje, povečati trdoto in izboljšati toplotno prevodnost PTFE. Enake rezultate je mogoče doseči z mešanjem PTFE in grafita ter povečanjem odpornosti na obrabo ogljikove napolnjene spojine. Te mešanice so idealne za neobdelane aplikacije, kot so batni obroči v kompresijskih jeklenkah.

Bronasti PTFE: Ta spojina ima odlično toplotno in električno prevodnost, zaradi česar je idealna za aplikacije, ki so podvržene ekstremnim obremenitvam in temperaturam.

Prednosti dodajanja polnil

Polnila/aditivi so bistveni za povečanje poroznosti spojine PTFE in zato vplivajo na električne lastnosti - zmanjša dielektrično trdnost, hkrati pa poveča dielektrično konstanto in faktor disipacije.

Polnila lahko znatno izboljšajo delovanje PTFE pri visokih in nizkih temperaturah.

Spremembe kemičnih lastnosti pa so močno odvisne od vrste uporabljenega dodatka. Na splošno pušča tudi pozitivne rezultate.

PTFE aplikacije

Običajno se fluorirane termoplastike uporabljajo pri visokozmogljivih aplikacijah z visoko temperaturno odpornostjo, visoko čistostjo, nizko temperaturo, kemično inertnostjo, nelepljenjem in samovšečnosti. Tu je nekaj najpogostejših načinov za PTFE:

Inženiring - ležaji, površine, ki niso nalepke, sedeži ventila, čepi, armature, ventili in deli črpalke.

Medicinski - srčni obliži, srčno -žilni presadki, zamenjave ligamentov.

Kemična industrija - prevleka črpalk, diafragme, rotorjev, toplotnih izmenjevalnikov, avtoklavi, reakcijskih posod, skladiščnih rezervoarjev, posod itd.

Avtomobilska -stebla, tesnila, tesnila gredi, tesnila, O-obroči, obloge za cev za gorivo, servo krmiljenje, menjalniki in drugo.

Električna in elektronika - fleksibilna tiskana vezja, električna izolacija itd.

Najboljše tehnologije za obdelavo PTFE

Struktura toge polimerne verige PTFE otežuje obdelavo s tradicionalnimi metodami, kot sta oblikovanje in vbrizgavanje in ekstruzija. Kljub temu njegova izjemno visoka viskoznost taline in visoka temperatura taljenja ne pomagata. Idealna tehnologija obdelave za ravnanje z metalurgijo v prahu je zelo primerna za PTFE.

Sintranje, kompresijsko oblikovanje, stiskanje, žigosanje ali iztiskanje paste, vroče žigosanje, obdelavo, iztiskanje vnaprej prezračenega prahu na posebnih strojih.

Ekstrukcija paste meša PTFE z ogljikovodiki, ki se uporabljajo za izdelavo v izolacijo traku, cevi in ​​žice. Ogljikovodiki izhlapijo, preden del sintramo.

Delovno območje -200 ° C do 260 ° C.

Pogosta vprašanja

1. Ali politetrafluoroetilen povzroča raka?

odgovor. Izkazalo se je, da je PTFE strupen za zdravje ljudi, ker vsebuje rakotvornik, imenovan PFOA. Vendar pa ni treba skrbeti, saj PTFE nelepljivi premazi ne vsebujejo več te snovi.

2. Za kaj se uporablja PTFE cev?

odgovor. PTFE cevi se najpogosteje uporabljajo kot laboratorijske cevi, kjer sta najpomembnejša kemična odpornost in čistost. PTFE ima izjemno nizek koeficient trenja in je znan kot ena izmed "najbolj znanih" snovi.

3. Kakšna plastika je PTFE?

odgovor. PTFE je termoplastični polimer, ki je fluoropolimer, sestavljen iz ogljikovih atomov in fluorovih atomov.

4. Kakšna je uporaba plošče PTFE?

odgovor. PTFE listi se uporabljajo v različnih aplikacijah, kot so PTFE inkapsulirana tesnila in pakiranje PTFE. Ima odlično odpornost na pline, vodo, kemikalije, goriva in olja.