Co je PTFE (polytetrafluorethylen)

Co je PTFE (polytetrafluoroethylen)?

Polytetrafluorethylen PTFE je vysoce výkonný multifunkční fluoropolymer složený z atomů uhlíku a atomů fluoru. Fluoropolymery jsou skupinou plastů se širokou škálou vlastností a výhod. PTFE je jeden takový fluoropolymer, jehož objev navždy revolucionizoval skupinu fluoropolymeru a připravil cestu pro různé aplikace.

Jedna z běžných aplikací materiálů PTFE zahrnuje nepřilnavé povlaky pro kuchyňské nádobí. Vzhledem k jeho nereaktivitě, částečně kvůli pevnosti vazby na uhlík-fluorin, se často používá k výrobě potrubí a nádob pro reaktivní a korozivní chemikálie.

Jak se vyrábí PTFE?

PTFE se vyrábí podobně jako jakýkoli jiný polymer. Vyrábí se technologií polymerace volných radikálů s využitím polymerace TFE v dávkovém procesu ve vodném médiu.

Chemická struktura PTFE je stejná jako polyethylen; Jediným hlavním rozdílem je, že atomy vodíku jsou zcela nahrazeny fluorinem. PE a PTFE jsou však připraveny velmi odlišnými způsoby.

Velká velikost atomů fluoru tvoří rovnoměrnou, kontinuální pochvu kolem vazeb uhlík-uhlík, což poskytuje molekule dobrou chemickou odolnost, elektrickou inertnost a stabilitu.

Charakteristiky a výkon PTFE

PTFE je dodáván ve třech hlavních formách-granulech, disperzích na bázi vody a jemných prášků.

Granulární materiály PTFE jsou produkovány polymerací suspenze ve vodném médiu s použitím malého nebo žádného rozptylu. Granulární materiály PTFE se primárně používají v metodách komprese, izostatického lisování a vytlačování pístu.

Disperze PTFE na bázi vody používají stejnou polymeraci na bázi vody s více dispergací a agitací. Disperze založené na vodě se primárně používají při pobřežích a metodách obsazení filmů.

Jemně práškový PTFE je malá bílá částice produkovaná kontrolovanou emulzní polymerací. Jemný prášek PTFE může být zpracován na vločky prostřednictvím vytlačování pasty nebo přísad, aby se zlepšil odolnost proti opotřebení.

Mezi další pozoruhodné vlastnosti PTFE patří vynikající odolnost s vysokou a nízkou teplotou, elektrické izolační vlastnosti, chemická inertnost, nízký koeficient tření (statický 0,08 a dynamický 0,01) a nepřilnavé vlastnosti v širokém teplotním rozsahu (-260 až 260 ° C) .

PTFE je jedním z nejspolehlivějších materiálů, pokud jde o chemickou odolnost. Je napaden pouze roztavenými alkalickými kovy, organickými halogenidy, jako je chlor trifluorid (CLF3) a kyslíkový difluorid (OF2), a plynným fluorinem při vysokých teplotách.

Mechanické vlastnosti PTFE jsou také působivé, ale ne tak dobré jako jiné inženýrské plasty při pokojové teplotě. Přidání výplní se ukázalo jako úspěšná metoda překonání této překážky. V rámci normálního teplotního rozsahu vykazuje PTFE některé užitečné mechanické vlastnosti. Tyto vlastnosti jsou také brzděny zpracováním proměnných, jako je teplota slinování, tlak předformací, rychlost chlazení atd. Polymerní vlastnosti, jako je velikost částic molární hmotnosti a distribuce velikosti částic, mohou negativně ovlivnit mechanické vlastnosti.

PTFE má vynikající vlastnosti elektrické izolace, nízkou dielektrickou konstantu a izolaci vydrží napětí. Velmi nízká dielektrická konstanta (2.0) je výsledkem komplexní symetrické struktury makromolekul.

Materiál PTFE také vykazuje dobré tepelné vlastnosti, bez významné degradace pod 440 ° C.

Je také napadena degradací a zářením ve vzduchu, počínaje dávkou 0,02 MRAD.

Nevýhody materiálu PTFE

Tradiční materiály PTFE nejsou bez některých nevýhod. oni jsou:

Plašit se a nosit citlivé

Nelze jej zpracovat metodami zpracování roztaveného stavu a vhodné metody mohou být často nekonvenční a škálovatelné.

Potíže s připojením

Vysoké rozměrové změny poblíž teploty přechodu skla.

Odolnost s nízkým zářením

Je to korozivní a může snadno produkovat toxické výpary.

Důležitost výplní a přísad pro PTFE

Přidání plniv a přísad může výrazně zlepšit mechanické vlastnosti PTFE, zejména rychlosti plíživého a opotřebení. Mezi běžně používané výplně patří ocel, uhlík, skleněné vlákno, uhlíkové vlákno, grafit, bronz, ocel atd.

Skleněné vlákno : Jeho přidání zlepší vlastnosti dotvarování a opotřebení PTFE ovlivňováním jeho nízkých a vysokých teplot. Sloučeniny naplněné sklem navíc fungují výjimečně dobře v oxidačních prostředích.

Uhlíkové vlákno: Uhlíkové vlákno je nezbytné pro snížení tečení, zlepšení tuhosti, zvýšení flexibility a kompresního modulu. PTFE se smícháno se sloučeninami z uhlíkových vláken má vysokou tepelnou vodivost a nízký koeficient tepelné roztažnosti. Uhlíkové vlákno je inertní až silné kyseliny alkaliky a kyseliny hydrofluorové (skleněné vlákno je odolné vůči oběma kyselinám). Tyto části jsou ideální pro výrobu automobilových dílů, jako jsou tlumiče nárazů.

Uhlík: Uhlík jako přísada pomůže snížit tečení, zvýšit tvrdost a zlepšit tepelnou vodivost PTFE. Stejných výsledků lze dosáhnout smícháním PTFE a grafitu a zvýšením odolnosti na opotřebení sloučeniny naplněné uhlíkem. Tyto směsi jsou ideální pro nemazané aplikace, jako jsou pístové kroužky v kompresních válcích.

Bronzově naplněná PTFE: Tato sloučenina má vynikající tepelnou a elektrickou vodivost, takže je ideální pro aplikace, které podléhají extrémním zatížení a teplotám.

Výhody přidávání výplní

Plnivy/přísady jsou nezbytné pro zvýšení porozity sloučeniny PTFE, a proto ovlivňují elektrické vlastnosti - snižuje dielektrickou sílu a zvyšuje dielektrickou konstantu a faktor disipace.

Plnivy mohou výrazně zlepšit výkon PTFE při vysokých i nízkých teplotách.

Změny v chemických vlastnostech však velmi závisí na typu použité aditivy. Obecně také ponechává pozitivní výsledky.

Aplikace PTFE

Fluorinované termoplasty se obvykle používají ve vysoce výkonných aplikacích s vysokou teplotou, vysokou čistotou, nízkou teplotou, chemickou inertitou, nepřilnavými a samozvanými vlastnostmi. Zde jsou některé z nejčastějších využití pro PTFE:

Inženýrství - ložiska, nepřilnavé povrchy, sedadla ventilu, zástrčky, armatury, ventily a části čerpadla.

Lékařské - srdeční skvrny, kardiovaskulární štěpy, výměny vazů.

Chemický průmysl - povlak čerpadel, membrán, oběžných kol, tepelných výměníků, autoklávů, reakčních cév, skladovacích nádrží, cév atd.

Automobilový průmysl -těsnění stonků, těsnění hřídele, těsnění, obory O, vložky palivové hadice, posilovač řízení, převodovky a další.

Elektrická a elektronika - flexibilní desky s potištěným obvodům, elektrická izolace atd.

Nejlepší technologie pro zpracování PTFE

Struktura přísného polymerního řetězce PTFE ztěžuje zpracování tradičních metod, jako je vstřikování a vytlačování. Přesto jeho extrémně vysoká viskozita taveniny a vysoká teplota tání nepomáhají. Ideální technologie zpracování pro manipulaci s práškovým metalurgií je vhodná pro PTFE.

Slinování, stlačení, lisování, lisování nebo vytlačování pasty, razítko tepl, obrábění, vytlačování předběžného prášku na speciálních strojích.

Vytváření pasty mísí PTFE s uhlovodíky, které se používají k tomu, aby se z něj stala izolaci pásky, potrubí a drátu. Uhlovodíky se odpařují, než je část slinná.

Provozní rozmezí -200 ° C až 260 ° C.

FAQ

1. Způsobuje polytetrafluorethylen rakovinu?

Odpovědět. Ukázalo se, že PTFE je toxický pro lidské zdraví, protože obsahuje karcinogen zvaný PFOA. Není však třeba se obávat, protože nepřilnavé povlaky PTFE tuto látku již neobsahují.

2. Na co se používá trubka PTFE?

Odpovědět. Trubky PTFE se nejčastěji používají jako laboratorní trubice, kde je nejdůležitější chemická odolnost a čistota. PTFE má extrémně nízký koeficient tření a je známý jako jedna z známých „nejkrásnějších“ známých látek.

3. Jaký druh plastu je PTFE?

Odpovědět. PTFE je termoplastický polymer, který je fluoropolymer složený z atomů uhlíku a atomů fluoru.

4. Jaké je použití desky PTFE?

Odpovědět. Listy PTFE se používají v různých aplikacích, jako jsou těsnění zapouzdřené PTFE a balení PTFE. Má vynikající odolnost vůči plynům, vodě, chemikáliím, palivům a oleji.