Hloubková analýza vlastností a aplikací polytetrafluorethylen PTFE

Polytetrafluorethylen (poly tetra fluoroethylen), anglická zkratka PTFE, běžně známá jako „plastový král“, značka je teflon. V Číně se kvůli výslovnosti nazývá ochranná známka „teflon“ také Teflon, Teflon Dragon, Teflon, Teflon, Teflon atd. Jsou všemi přepisy teflonu.

Polytetrafluorethylen je známý jako „král plastů“. Roy Plunkett, otec fluororesinu, začal zkoumat náhražky za Freon ve společnosti Dupont ve Spojených státech v roce 1936. Shromáždili část tetrafluorethylenu a uložili ho do válců, aby se připravili na druhou, aby příští den provedli další experiment, ale oni, ale oni, ale když oni Následující den otevřel ventil snižujícího tlak válce, žádný plyn nebyl unikl. Mysleli si, že se jedná o únik plynu, ale když vážili válec, zjistili, že válec neztratil váhu. Viděli otevření válce a našli velké množství bílého prášku, což byl polytetrafluorethylen.

Jejich výzkum zjistil, že polytetrafluorethylen má vynikající vlastnosti a lze jej použít v těsnění proti třpytům pro atomové bomby, dělostřelecké skořápky atd. Proto americká armáda udržovala toto technologické tajemství během druhé světové války. Až do konce druhé světové války bylo odtajněno a v roce 1946 bylo dosaženo průmyslové výroby PTFE.

1. Název produktu: PTFE

2. Angličtina Název: Polytetrafluoroethylen

3. Alias

PTFE; Teflon; Teflon; teflon; Teflon; F4; Král plastů; Teflon (japonština) [zkratka angličtiny je

PTFE, značka je teflon a čínský překlad se liší na různých místech: pevninská Čína ji překládá jako Teflon, Hongkong ji překládá jako teflon a Tchaj -wan ji překládá jako teflon]

4. Molekulární vzorec:

[CF2CF2] n

5. Metoda výroby

PTFE

Produkováno volným radikálním polymerací tetrafluorethylenu. Průmyslové polymerační reakce se provádějí za stálého míchání v přítomnosti velkého množství vody k rozptylování tepla reakce a usnadnění kontroly teploty. Polymerace se obvykle provádí při 40 až 80 ° C a tlak 3 až 26 kgf/cm2. Jako iniciátory lze použít anorganické persoličky a organické peroxidy nebo lze použít redoxní iniciační systém. Každý mol tetrafluorethylenu uvolňuje teplo 171,38 kJ během polymerace. Disperzní polymerace vyžaduje přidání perfluorovaných povrchově aktivních látek, jako je kyselina perfluorooctanová nebo její soli.

6. Aplikace

Polytetrafluorethylen [PTFE, F4] je jedním z materiálů s nejlepším odolností proti korozi na světě, takže se nazývá „král plastů“. Může být používán v jakémkoli chemickém médiu po dlouhou dobu a jeho produkce vyřešila mnoho problémů v chemickém průmyslu, ropě, farmaceutickém a jiném oboru mé země. Těsnění PTFE, těsnění a těsnění. Těsnění PTFE, těsnění a těsnění jsou formovány z polymerizované PTFE pryskyřice za suspenze. Ve srovnání s jinými plasty má PTFE vynikající odolnost proti chemické korozi a odolnost proti teplotě. Byl široce používán jako těsnicí materiál a plnicí materiál. Má vysoký stupeň chemické stability a vynikající odolnost vůči chemické korozi, jako je rezistence na silné kyseliny, silné zásady, silné oxidanty atd. Má vynikající tepelnou odolnost, odolnost proti chladu a odolnost proti opotřebení. Dlouhodobý rozsah teploty je -200-+250 ℃. Má vynikající elektrickou izolaci a není ovlivněna teplotou a frekvencí. Kromě toho má charakteristiky nepřilnavé, neabsortentní a nepálení. Podeslání pryskyřice se obecně tvoří a zpracovává formováním a slinováním. Výsledné tyče, desky nebo jiné profily mohou být dále zpracovány metodami obrábění, jako je otáčení, vrtání a frézování. Bar může být poté přeměněn a vtáhnut do orientovaného filmu.

7. Charakteristiky polytetrafluorethylen (PTFE)

1. Síla (poměr s vysokou pevností k hmotnosti)

2. Chemicky inertní

3. Biologická přizpůsobivost

4. Vysoký tepelný odpor

5. Vysoká chemická odolnost v drsném prostředí

6. Nízká hořlavost

7. Koeficient nízkého tření

8. Nízká dielektrická konstanta

9. Nízká absorpce vody

10.gookové povětrnostní vlastnosti

PTFE je polymer tetrafluorethylenu. Anglická zkratka je PTFE. Obchodní název je „teflon“. Známý jako „král plastů“. Základní struktura polytetrafluoroethylenu je - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. Polytetrafluorethylen se široce používá v různých aplikacích, které vyžadují odolnost vůči kyselinám, alkalisům a organickým rozpouštědům. Pro člověka není toxický, ale perfluorooctanoát (PFOA), jedna ze surovin používaných ve výrobním procesu, je považována za potenciálně karcinogenní. Relativní molekulová hmotnost polytetrafluorethylenu je relativně velká, pohybující se od stovek tisíc do více než 10 milionů a obecně miliony (stupeň polymerace je řádově 104, zatímco polyethylen je pouze 103). Obecně je krystalinita 90 až 95%a teplota tání je 327 až 342 ° C. Jednotky CF2 v polytetrafluorethylenové molekule jsou uspořádány ve tvaru klikatky. Protože poloměr atomu fluoru je o něco větší než poloměr vodíku, nemohou být sousední jednotky CF2 zcela trans-křížově orientovány, ale tvoří spirálový zkroucený řetězec, který je téměř pokryt atomy fluoru. na povrchu celého polymerního řetězce. Tato molekulární struktura vysvětluje různé vlastnosti PTFE. Pokud je teplota nižší než 19 ° C, vytvoří se šroubovice 13/6; Při 19 ° C dochází ke změně fáze a molekuly jsou mírně rozpadlé a vytvářejí šroubovinu 15/7.

8. Chemické vlastnosti

Chemická struktura polytetrafluorethylenu se tvoří nahrazením všech atomů vodíku v polyethylenu atomy fluoru.

Atomy F v molekule PTFE pokrývají CC vazby a energii vazby CF je vysoká a zvláště stabilní. Není zkorodován žádnými chemikáliemi kromě kovů alkalií a elementárního fluoru.

Atom F v molekule PTFE je symetrický a dva prvky v CF jsou kovalentně kombinovány. V molekule nejsou žádné volné elektrony a celá molekula je neutrální. PTFE má vynikající dielektrické vlastnosti, protože v molekulární struktuře PTFE nejsou žádné gramové vazby, takže jeho krystalinita je velmi vysoká. Protože mimo molekuly PTFE existuje inertní skořápka obsahující inertní fluor, má vynikající nepřilnavé vlastnosti a koeficient s nízkým třením.

1. Izolace: Odolnost proti životnímu prostředí a frekvenci není ovlivněna objemovým odporem 1018 ohm cm, dielektrická ztráta je malá a napětí rozkladu je vysoké.

2. Odolnost s vysokou a nízkou teplotou: Účinek na teplotu se příliš nemění, rozsah teploty je široký a použitelná teplota je -190 ~ 260 ℃.

3. Self-lubrikací: Má nejmenší koeficient tření mezi plasty a je ideálním mazacím materiálem bez oleje.

4. Povrchová nešťastnost: na povrchu nemůže přilepit žádný známý pevný materiál. Je to pevný materiál s nejmenší povrchovou energií.

5. Odolnost proti atmosférickému stárnutí, odolnost proti záření a nízká propustnost: Po dlouhodobém vystavení atmosféře se povrch a výkon zůstávají nezměněny.

6. Neplatnost: Index omezující kyslík je pod 90.

7. Odolnost proti chemické korozi a odolnost proti povětrnostním povětrnostem: S výjimkou roztavených alkalických kovů není PTFE téměř zkorodována žádnými chemickými činidly. Například, když se vaří v koncentrované kyselině sírové, kyselině dusičné, kyselině chlorovodíkové nebo dokonce aqua regia, její hmotnost a výkon zůstávají nezměněny. Je také téměř nerozpustný ve všech rozpouštědlech a je jen mírně rozpustný ve všech alkanech nad 300 ° C (asi 0,1 g/100 g). PTFE neabsorbuje vlhkost, je nehořlavá a je extrémně stabilní pro kyslík a ultrafialové paprsky, takže má vynikající odolnost proti počasí.

Přestože štěpení vazeb uhlíkově uhlíku a vazeb z uhlíku-fluorinu v perfluorokarbonech vyžaduje absorpci energie 346,94 a 484,88 kJ/mol, respektive depolymerizace polytetrafluorethylenu pro generování 1 mol tetrafluorethylenu vyžaduje energii pouze 171,38 kJ. Proto se během praskání s vysokou teplotou polytetrafluorethylenu hlavně depolymerizuje na tetrafluorethylen. Míra úbytku hmotnosti (%) polytetrafluorethylenu při 260, 370 a 420 ° C jsou 1 x 10-4, 4 × 10-3 a 9 × 10-2 za hodinu. Je vidět, že PTFE lze použít po dlouhou dobu při 260 ℃. Vzhledem k tomu, že vysoce toxické vedlejší produkty, jako je fluorofosgen a perfluoroisobutylen, se také vyrábějí během praskání s vysokou teplotou, musí být zvláštní pozornost věnována ochraně bezpečnosti a zabránění polytetrafluorethylenu v kontaktu s otevřenými plameny.

Netaší se při teplotě 250 ° C a nestává se křehkým při ultra nízké teplotě -260 ° C. PTFE je extrémně hladký, ani led s ním nemůže srovnávat; Jeho izolační vlastnosti jsou obzvláště dobré, film tak silný jako noviny stačí k odolání vysokého napětí 1500 V.

9. Fyzikální vlastnosti

PTFE je mechanicky měkký. Má velmi nízkou povrchovou energii.

Polytetrafluorethylen (F4, PTFE) má řadu vynikajících výkonnostních vlastností: odolnost s vysokou teplotou - teplota dlouhodobé použití 200 ~ 260 stupňů, odolnost proti nízké teplotě - stále měkká při -100 stupňů; Odolnost proti korozi - odolná vůči Aqua Regia a všech organických rozpouštědlech; Odolnost proti počasí - nejlepší stárnoucí život v plastech; Vysoké mazání - má nejmenší koeficient tření v plastech (0,04); Nelezné - má nejmenší povrchové napětí v pevných materiálech, aniž by dodržovalo cokoli; netoxický-má fyziologickou inertitu; vynikající elektrické vlastnosti, ideální izolační materiál třídy C. Materiály PTFE se široce používají v důležitých odvětvích, jako je národní obrana, atomová energie, ropa, rádio, elektrické stroje a chemický průmysl.

10. Polytetrafluorethylenové výrobky

Ptfe pruty, trubky, talíře, otočené desky. PTFE je polymer tetrafluorethylenu. Anglická zkratka je PTFE. Strukturální vzorec je. Byl objeven na konci 30. let a ve 40. letech 20. století. Vlastnosti: Relativní molekulová hmotnost polytetrafluorethylenu je relativně velká, pohybující se od stovek tisíc do více než 10 milionů a obecně miliony (stupeň polymerace je řádově 104, zatímco polyethylen je pouze 103). Obecně je krystalinita 90 až 95%a teplota tání je 327 až 342 ° C. Jednotky CF2 v polytetrafluorethylenové molekule jsou uspořádány ve tvaru klikatky. Protože poloměr atomu fluoru je o něco větší než poloměr vodíku, nemohou být sousední jednotky CF2 zcela trans-křížově orientovány, ale tvoří spirálový zkroucený řetězec, který je téměř pokryt atomy fluoru. na povrchu celého polymerního řetězce. Tato molekulární struktura vysvětluje různé vlastnosti PTFE. Pokud je teplota nižší než 19 ° C, vytvoří se šroubovice 13/6; Při 19 ° C dochází ke změně fáze a molekuly jsou mírně rozpadlé a vytvářejí šroubovinu 15/7.

1. Mechanické vlastnosti: Její koeficient tření je extrémně malý, pouze 1/5 polyethylenu, což je důležitý rys povrchu perfluorokarbonu. A protože intermolekulární síla mezi fluorinovými a uhlíkovými řetězci je extrémně nízká, PTFE je nelezná.

2. Elektrické vlastnosti: PTFE má nízkou dielektrickou konstantu a dielektrickou ztrátu v širokém frekvenčním rozsahu a má vysoké rozpadající se napětí, objemový odpor a odpor oblouku.

3. Radiační odolnost: odolnost proti radiačnímu polytetrafluorethylenu je špatná (104 rad). Poté, co bude vystaven vysokoenergetickému záření, bude degradován a elektrické a mechanické vlastnosti polymeru budou výrazně sníženy.

4. Polymerace: Polytetrafluoroethylen je produkován volným radikálním polymerací tetrafluorethylenu. Průmyslové polymerační reakce se provádějí za stálého míchání v přítomnosti velkého množství vody k rozptylování tepla reakce a usnadnění kontroly teploty. Polymerace se obvykle provádí při 40 až 80 ° C a tlak 3 až 26 kgf/cm2. Jako iniciátory lze použít anorganické persoličky a organické peroxidy nebo lze použít redoxní iniciační systém. Každý mol tetrafluorethylenu uvolňuje teplo 171,38 kJ během polymerace. Disperzní polymerace vyžaduje přidání perfluorovaných povrchově aktivních látek, jako je kyselina perfluorooctanová nebo její soli.

5. Koeficient expanze (25 ~ 250 ℃): 10 ~ 12 × 10-5/℃. PTFE udržuje vynikající mechanické vlastnosti v širokém teplotním rozmezí -196 až 260 ° C. Jednou z charakteristik perfluorokarbonových polymerů je to, že nejsou křehké při nízkých teplotách.