Analizë e thelluar e vetive dhe aplikimeve Polytrafluoroethylene PTFE

Polytetrafluoroethylene (Poly tetra fluoroethylene), shkurtimi anglez i PTFE, i njohur zakonisht si "King plastik", emri i markës është Teflon. Në Kinë, për shkak të shqiptimit, marka tregtare "Teflon" quhet edhe Teflon, Teflon Dragon, Teflon, Teflon, Teflon, etj. Janë të gjitha transliterimet e Teflon.

Polytetrafluoroethylene njihet si "Mbreti i Plastikës". Roy Plunkett, babai i fluororesinës, filloi të hulumtojë zëvendësuesit e Freonit në Dupont në Shtetet e Bashkuara në 1936. Ata mblodhën një pjesë të tetrafluoroethylene dhe e ruajtën atë në cilindra për t'u përgatitur për të dytën që ata kryenin eksperimentin tjetër të nesërmen, por kur ata Hapi valvulën për zvogëlimin e presionit të cilindrit ditën tjetër, asnjë gaz nuk shpëtoi. Ata menduan se ishte një rrjedhje e gazit, por kur peshuan cilindrin, ata zbuluan se cilindri nuk kishte humbur peshë. Ata panë të hapur cilindrin dhe gjetën një sasi të madhe të pluhurit të bardhë, i cili ishte polytetrafluoroethylene.

Hulumtimi i tyre zbuloi se polytetrafluoroethylene ka veti të shkëlqyera dhe mund të përdoret në gaskets nënshkrimin kundër shkrirjes për bomba atomike, predha artilerie, etj. Prandaj, ushtria amerikane e mbajti të fshehtë këtë teknologji gjatë Luftës së Dytë Botërore. Nuk ishte deri në fund të Luftës së Dytë Botërore që u deklasifikua, dhe prodhimi industrial i PTFE u arrit në 1946.

1. Emri i produktit: PTFE

2. Emri anglez: Polytetrafluoroethylene

3. Alias

Ptfe; Teflon; Teflon; teflon; Teflon; F4; Mbreti i Plastikës; Teflon (Japoneze) [Shkurtesa angleze është

PTFE, emri i markës është Teflon, dhe përkthimi kinez është i ndryshëm në vende të ndryshme: Kina kontinentale e përkthen atë si Teflon, Hong Kong e përkthen atë si Teflon, dhe Tajvani e përkthen atë si Teflon]

4. Formula molekulare:

[Cf2cf2] n

5. Metoda e prodhimit

Ptfe

Prodhuar nga polimerizimi radikal i lirë i tetrafluoroetilenit. Reagimet e polimerizimit industrial kryhen me nxitje në prani të një sasie të madhe uji për të shpërndarë nxehtësinë e reagimit dhe për të lehtësuar kontrollin e temperaturës. Polimerizimi në përgjithësi kryhet në 40 deri në 80 ° C dhe një presion prej 3 deri në 26 kgf/cm2. Peroksidet inorganike dhe peroksidet organike mund të përdoren si iniciatorë, ose mund të përdoret një sistem i inicimit redoks. Eachdo mol i tetrafluoroethylen lëshon nxehtësinë 171.38kJ gjatë polimerizimit. Polimerizimi i shpërndarjes kërkon shtimin e surfaktantëve të perfluorinuar, siç është acidi perfluorooktanik ose kripërat e tij.

6. Aplikimi

Polytetrafluoroethylene [PTFE, F4] është një nga materialet me rezistencën më të mirë të korrozionit në botë sot, kështu që njihet si "Mbreti i Plastikës". Mund të përdoret në çdo lloj media kimike për një kohë të gjatë, dhe prodhimi i tij ka zgjidhur shumë probleme në industrinë kimike të vendit tim, naftë, farmaceutike dhe fusha të tjera. Vula PTFE, gaskets dhe gaskets. Vula, gaskets dhe gaskets PTFE janë formuar nga rrëshirë PTFE e polimerizuar e pezullimit. Krahasuar me plastikën tjetër, PTFE ka rezistencë të shkëlqyeshme kimike të korrozionit dhe rezistencë ndaj temperaturës. Hasshtë përdorur gjerësisht si material nënshkrimi dhe material mbushës. Ajo ka një shkallë të lartë të stabilitetit kimik dhe rezistencë të shkëlqyeshme ndaj gërryerjes kimike, siç është rezistenca ndaj acideve të forta, alkali i fortë, oksidantët e fortë, etj. Ka rezistencë të jashtëzakonshme të nxehtësisë, rezistencë të ftohtë dhe rezistencë ndaj konsumit. Gama e temperaturës së përdorimit afatgjatë është -200-+250. Ka izolim të shkëlqyeshëm elektrik dhe nuk ndikohet nga temperatura dhe frekuenca. Përveç kësaj, ajo ka karakteristikat e jo-shkopit, jo absorbues dhe jo të djegur. Rrëshira e pezullimit në përgjithësi formohet dhe përpunohet nga formimi dhe shkrirja. Shufrat, pllakat ose profilet e tjera që rezultojnë mund të përpunohen më tej me metoda të përpunimit të tilla si kthimi, shpimi dhe bluarja. Shufra më pas mund të kthehet dhe të tërhiqet në një film të orientuar.

7. Karakteristikat polytetrafluoroethylene (PTFE)

1. Forca (raporti i lartë i forcës me peshë)

2. Kimikisht inertë

3. Përshtatshmëria biologjike

4. Rezistencë e lartë termike

5. Rezistencë e lartë kimike në mjedise të ashpra

6. Ndezshmëria e ulët

7. Koeficienti i ulët i fërkimit

8. Konstanta e ulët dielektrike

9. Thithja e ulët e ujit

10. Karakteristikat e mira të motit

PTFE është një polimer i tetrafluoroetilenit. Shkurtesa angleze është PTFE. Emri i tregtisë është "Teflon". I njohur si "Mbreti i Plastikës". Struktura themelore e polytetrafluoroetilenit është - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 -. Polytetrafluoroetileni përdoret gjerësisht në aplikacione të ndryshme që kërkojnë rezistencë ndaj acideve, alkaleve dhe tretësve organikë. Nuk është toksike për njerëzit, por perfluorooctanoate (PFOA), një nga lëndët e para të përdorura në procesin e prodhimit, konsiderohet të jetë potencialisht kancerogjen. Pesha molekulare relative e polytetrafluoroetilenit është relativisht e madhe, duke filluar nga qindra mijëra deri në më shumë se 10 milion, dhe përgjithësisht miliona (shkalla e polimerizimit është në rendin e 104, ndërsa polietileni është vetëm 103). Në përgjithësi, kristaliteti është 90 deri 95%, dhe temperatura e shkrirjes është 327 deri 342 ° C. Njësitë CF2 në molekulën polytetrafluoroethylene janë rregulluar në një formë zigzag. Meqenëse rrezja e atomit të fluorit është pak më i madh se ai i hidrogjenit, njësitë ngjitur CF2 nuk mund të jenë plotësisht të orientuara nga trans-kryq, por formojnë një zinxhir të shtrembëruar spirale, i cili pothuajse është i mbuluar nga atomet e fluorit. në sipërfaqen e të gjithë zinxhirit polimer. Kjo strukturë molekulare shpjegon vetitë e ndryshme të PTFE. Kur temperatura është më e ulët se 19 ° C, formohet një spirale 13/6; Në 19 ° C, ndodh një ndryshim fazor, dhe molekulat janë pak të zbuluara, duke formuar një spirale 15/7.

8. Karakteristikat kimike

Struktura kimike e polytetrafluoroetilenit formohet duke zëvendësuar të gjithë atomet e hidrogjenit në polietilen me atome fluorine.

Atomet F në molekulën PTFE mbulojnë lidhjet CC, dhe energjia e lidhjes CF është e lartë dhe veçanërisht e qëndrueshme. Nuk është e gërryer nga asnjë kimikate përveç metaleve alkali dhe fluorit elementar.

Atomi F në molekulën PTFE është simetrike, dhe të dy elementët në CF kombinohen në mënyrë kovalente. Nuk ka elektrone të lira në molekulë, dhe e gjithë molekula është neutrale. PTFE ka veti të shkëlqyera dielektrike sepse nuk ka lidhje gram në strukturën molekulare të PTFE, kështu që kristaliteti i tij është shumë i lartë. Për shkak se ekziston një guaskë inerte që përmban fluorin jashtë molekulave PTFE, ajo ka veti të jashtëzakonshme jo-ngjitëse dhe koeficient të ulët të fërkimit.

1. Izolimi: Nuk preket nga mjedisi dhe frekuenca, rezistenca e vëllimit mund të arrijë në 1018 ohm cm, humbja dielektrike është e vogël, dhe tensioni i prishjes është i lartë.

2. Rezistenca e lartë dhe e ulët e temperaturës: Efekti në temperaturë nuk ndryshon shumë, diapazoni i temperaturës është i gjerë, dhe temperatura e përdorshme është -190 ~ 260.

3. Vetë-lubrifikues: Ka koeficientin më të vogël të fërkimit midis plastikës dhe është një material lubrifikues ideal pa vaj.

4. Nën-shkopi sipërfaqësor: Asnjë material i ngurtë i njohur nuk mund të përmbahet në sipërfaqe. Shtë një material i fortë me energjinë më të vogël të sipërfaqes.

5. Rezistenca e plakjes atmosferike, rezistenca ndaj rrezatimit dhe përshkueshmëria e ulët: sipërfaqja dhe performanca mbeten të pandryshuara pas ekspozimit afatgjatë ndaj atmosferës.

6. Jo-flamuri: Indeksi i kufizimit të oksigjenit është nën 90.

7. Rezistenca kimike e korrozionit dhe rezistenca e motit: Me përjashtim të metaleve të shkrirë alkali, PTFE pothuajse nuk është e gërryer nga ndonjë reagues kimik. Për shembull, kur zierje në acid sulfurik të përqendruar, acid nitrik, acid klorhidrik, apo edhe Aqua Regia, pesha dhe performanca e tij mbeten të pandryshuara. Alsoshtë gjithashtu pothuajse i patretshëm në të gjithë tretësit, dhe është vetëm pak i tretshëm në të gjitha alkanet mbi 300 ° C (rreth 0.1g/100g). PTFE nuk thith lagështinë, është jo e ndezshme dhe është jashtëzakonisht e qëndrueshme ndaj rrezeve të oksigjenit dhe ultraviolet, kështu që ka rezistencë të shkëlqyeshme të motit.

Megjithëse ndarja e lidhjeve të karbonit-karbonit dhe lidhjeve të karbonit-fluorinës në perfluorocarbons kërkon thithjen e energjisë prej 346.94 dhe 484.88kj/mol përkatësisht, depolimerizimi i polytetrafluorotilenit për të gjeneruar 1 mol mol i tetrafluoroetlene kërkon vetëm 171.38KJ të energjisë. Prandaj, gjatë plasaritjes së temperaturës së lartë, polytetrafluoroethyleni kryesisht depolimerizohet në tetrafluoroethylene. Shkalla e humbjes së peshës (%) e polytetrafluoroetilenit në 260, 370 dhe 420 ° C janë përkatësisht 1 × 10-4, 4 × 10-3 dhe 9 × 10-2 në orë. Mund të shihet se PTFE mund të përdoret për një kohë të gjatë në 260. Meqenëse nënprodukte shumë toksike si fluorofosgene dhe perfluoroisobutilen prodhohen gjithashtu gjatë plasaritjeve të temperaturës së lartë, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet mbrojtjes së sigurisë dhe për të parandaluar që polytetrafluoroethylene të vijnë në kontakt me flakët e hapura.

Nuk shkrihet në një temperaturë prej 250 ° C dhe nuk bëhet e brishtë në një temperaturë ultra të ulët prej -260 ° C. PTFE është jashtëzakonisht e qetë, madje edhe akulli nuk mund të krahasohet me të; Karakteristikat e saj të izolimit janë veçanërisht të mira, një film aq i trashë sa gazeta është i mjaftueshëm për t'i bërë ballë tensionit të lartë prej 1500V.

9. Karakteristikat fizike

PTFE është mekanikisht i butë. Ka energji shumë të ulët sipërfaqësore.

Polytetrafluoroethylene (F4, PTFE) ka një seri vetish të shkëlqyera të performancës: rezistencë e lartë e temperaturës - temperatura e përdorimit afatgjatë prej 200 ~ 260 gradë, rezistencë e ulët e temperaturës - ende e butë në -100 gradë; Rezistenca ndaj korrozionit - rezistente ndaj Aqua Regia dhe të gjithë tretësve organikë; Rezistenca e motit - jeta më e mirë e plakjes në plastikë; Lubrifikimi i lartë - ka koeficientin më të vogël të fërkimit në plastikë (0.04); Jo -Sticky - ka tensionin më të vogël sipërfaqësor në materiale të ngurta pa iu përmbajtur asgjë; Jo toksike-ka inerti fiziologjike; veti të shkëlqyera elektrike, material izolues ideal të klasës C. Materialet PTFE përdoren gjerësisht në sektorë të rëndësishëm si mbrojtja kombëtare, energjia atomike, nafta, radio, makineria elektrike dhe industritë kimike.

10. Produkte polytetrafluoroethylene

Shufra PTFE, tuba, pllaka, pllaka të kthyera. PTFE është një polimer i tetrafluoroetilenit. Shkurtesa angleze është PTFE. Formula strukturore është. Ajo u zbulua në fund të viteve 1930 dhe u fut në prodhimin industrial në vitet 1940. Karakteristikat: Pesha relative molekulare e polytetrafluoroetilenit është relativisht e madhe, duke filluar nga qindra mijëra deri në më shumë se 10 milion, dhe përgjithësisht miliona (shkalla e polimerizimit është në rendin e 104, ndërsa polietileni është vetëm 103). Në përgjithësi, kristaliteti është 90 deri 95%, dhe temperatura e shkrirjes është 327 deri 342 ° C. Njësitë CF2 në molekulën polytetrafluoroethylene janë rregulluar në një formë zigzag. Meqenëse rrezja e atomit të fluorit është pak më i madh se ai i hidrogjenit, njësitë ngjitur CF2 nuk mund të jenë plotësisht të orientuara nga trans-kryq, por formojnë një zinxhir të shtrembëruar spirale, i cili pothuajse është i mbuluar nga atomet e fluorit. në sipërfaqen e të gjithë zinxhirit polimer. Kjo strukturë molekulare shpjegon vetitë e ndryshme të PTFE. Kur temperatura është më e ulët se 19 ° C, formohet një spirale 13/6; Në 19 ° C, ndodh një ndryshim fazor, dhe molekulat janë pak të zbuluara, duke formuar një spirale 15/7.

1. Karakteristikat mekanike: Koeficienti i tij i fërkimit është jashtëzakonisht i vogël, vetëm 1/5 e polietilenit, i cili është një tipar i rëndësishëm i sipërfaqes perfluorokarbon. Dhe për shkak se forca ndërmolekulare midis zinxhirëve të fluorit dhe karbonit është jashtëzakonisht i ulët, PTFE është jo-ngjitëse.

2. Karakteristikat elektrike: PTFE ka humbje të ulët konstante dielektrike dhe dielektrike në një gamë të gjerë të frekuencës, dhe ka tension të lartë të prishjes, rezistencë ndaj vëllimit dhe rezistencë të harkut.

3. Rezistenca ndaj rrezatimit: Rezistenca ndaj rrezatimit të polytetrafluoroetilenit është e dobët (104 RAD). Do të degradohet pasi të ekspozohet ndaj rrezatimit me energji të lartë, dhe vetitë elektrike dhe mekanike të polimerit do të zvogëlohen ndjeshëm.

4. Polimerizimi: Polytetrafluorotileni prodhohet nga polimerizimi radikal i lirë i tetrafluoroethylene. Reagimet e polimerizimit industrial kryhen me nxitje në prani të një sasie të madhe uji për të shpërndarë nxehtësinë e reagimit dhe për të lehtësuar kontrollin e temperaturës. Polimerizimi në përgjithësi kryhet në 40 deri në 80 ° C dhe një presion prej 3 deri në 26 kgf/cm2. Peroksidet inorganike dhe peroksidet organike mund të përdoren si iniciatorë, ose mund të përdoret një sistem i inicimit redoks. Eachdo mol i tetrafluoroethylen lëshon nxehtësinë 171.38kJ gjatë polimerizimit. Polimerizimi i shpërndarjes kërkon shtimin e surfaktantëve të perfluorinuar, siç është acidi perfluorooktanik ose kripërat e tij.

5. Koeficienti i zgjerimit (25 ~ 250 ℃): 10 ~ 12 × 10-5/℃. PTFE mban veti të shkëlqyera mekanike në një gamë të gjerë të temperaturës prej -196 deri 260 ° C. Një nga karakteristikat e polimereve perfluorokarbon është se ato nuk janë të brishta në temperatura të ulëta.