Analiza în profunzime a proprietăților și aplicațiilor politetrafluoroetilen PTFE

Polytetrafluoroetilen (poli tetra fluoroetilen), prescurtarea engleză a PTFE, cunoscută în mod obișnuit ca „rege plastic”, numele de marcă este Teflon. În China, din cauza pronunției, marca „Teflon” marcă se mai numește și Teflon, Teflon Dragon, Teflon, Teflon, Teflon etc. sunt toate transliterațiile teflonului.

Polytetrafluoroetilena este cunoscută sub numele de „regele materialelor plastice”. Roy Plunkett, tatăl Fluororesinei, a început să cerceteze înlocuitori pentru Freon la DuPont în Statele Unite în 1936. Au colectat o parte din tetrafluoroetilenă și au depozitat -o în cilindri pentru a se pregăti pentru a doua au condus următorul experiment a doua zi, dar când au fost A doua zi a deschis supapa de reducere a presiunii cilindrului, nu a scăpat de gaz. Au crezut că este o scurgere de gaz, dar când au cântărit cilindrul, au descoperit că cilindrul nu a pierdut în greutate. Au deschis cilindrul și au găsit o cantitate mare de pulbere albă, care a fost politetrafluoroetilenă.

Cercetările lor au descoperit că politetrafluoroetilena are proprietăți excelente și pot fi utilizate în garnituri de etanșare anti-topire pentru bombe atomice, scoici de artilerie, etc. Prin urmare, armata americană a păstrat această tehnologie secretă în timpul celui de-al doilea război mondial. Abia la sfârșitul celui de -al Doilea Război Mondial a fost declasificat, iar producția industrială de PTFE a fost obținută în 1946.

1. Numele produsului: PTFE

2. Nume englez: Polytetrafluoroetilene

3. Alias

PTFE; Teflon; Teflon; teflon; Teflon; F4; Regele materialelor plastice; Teflon (japoneză) [prescurtarea engleză este

PTFE, numele de marcă este Teflon, iar traducerea chineză este diferită în diferite locuri: China continentală o traduce ca Teflon, Hong Kong îl traduce ca Teflon, iar Taiwanul îl traduce ca Teflon]

4. Formula moleculară:

[Cf2cf2] n

5. Metoda de producție

Ptfe

Produs prin polimerizarea radicalilor liberi a tetrafluoroetilenei. Reacțiile de polimerizare industrială sunt efectuate cu agitare în prezența unei cantități mari de apă pentru a dispersa căldura reacției și a facilita controlul temperaturii. Polimerizarea este în general efectuată la 40 până la 80 ° C și o presiune de 3 până la 26 kgf/cm2. Persoanele anorganice și peroxizii organici pot fi utilizate ca inițiatori sau poate fi utilizat un sistem de inițiere redox. Fiecare aluniță de tetrafluoroetilen eliberează căldură de 171.38kj în timpul polimerizării. Polimerizarea de dispersie necesită adăugarea de surfactanți perfluoruși, cum ar fi acidul perfluorooctanoic sau sărurile sale.

6. Aplicație

Polytetrafluoroetilene [PTFE, F4] este unul dintre materialele cu cea mai bună rezistență la coroziune din lume astăzi, deci este cunoscut sub numele de „regele materialelor plastice”. Poate fi utilizat în orice fel de medii chimice pentru o lungă perioadă de timp, iar producția sa a rezolvat multe probleme în industria chimică a țării mele, petrol, petrolier, farmaceutice și alte domenii. Garnituri PTFE, garnituri și garnituri. Garniturile, garniturile și garniturile PTFE sunt modelate din rășină PTFE polimerizată din suspensie. În comparație cu alte materiale plastice, PTFE are o rezistență excelentă la coroziune chimică și rezistență la temperatură. A fost utilizat pe scară largă ca material de etanșare și material de umplere. Are un grad ridicat de stabilitate chimică și o rezistență excelentă la coroziunea chimică, cum ar fi rezistența la acizi puternici, alcalini puternici, oxidanți puternici, etc. Are rezistență la căldură remarcabilă, rezistență la frig și rezistență la uzură. Intervalul de temperatură de utilizare pe termen lung este de -200-+250 ℃. Are o izolație electrică excelentă și nu este afectată de temperatură și frecvență. În plus, are caracteristicile non-lipirelor, non-absorbante și care nu sunt arzătoare. Rășina de suspensie este în general formată și prelucrată prin modelarea și sinterizarea. Tijele, plăcile sau alte profiluri rezultate pot fi procesate în continuare prin metode de prelucrare, cum ar fi rotirea, forajul și freza. Bara poate fi apoi transformată și trasă într -un film orientat.

7. Caracteristicile politetrafluoroetilenei (PTFE)

1. Forță (raport de mare rezistență-greutate)

2. inert chimic

3. Adaptabilitatea biologică

4. Rezistență termică ridicată

5. Rezistență chimică ridicată în medii dure

6. inflamabilitate scăzută

7. Coeficient de frecare scăzut

8. Constanta dielectrică scăzută

9. Absorbție scăzută a apei

10. Proprietăți de intemperii bune

PTFE este un polimer al tetrafluoroetilenei. Abreviația engleză este PTFE. Numele comercial este „Teflon”. Cunoscut sub numele de „regele materialelor plastice”. Structura de bază a politetrafluoroetilenei este - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 -. Polytetrafluoroetilena este utilizată pe scară largă în diferite aplicații care necesită rezistență la acizi, alcali și solvenți organici. Nu este toxic pentru oameni, dar perfluorooctanoatul (PFOA), una dintre materiile prime utilizate în procesul de producție, este considerată a fi potențial cancerigenă. Greutatea moleculară relativă a politetrafluoroetilenului este relativ mare, variind de la sute de mii la mai mult de 10 milioane și, în general, milioane (gradul de polimerizare este de ordinul 104, în timp ce polietilena este doar 103). În general, cristalinitatea este de 90 până la 95%, iar temperatura de topire este de 327 până la 342 ° C. Unitățile CF2 din molecula politetrafluoroetilen sunt aranjate într -o formă în zig -zag. Deoarece raza atomului de fluor este puțin mai mare decât cea a hidrogenului, unitățile CF2 adiacente nu pot fi complet orientate către trans-încrucișare, ci formează un lanț răsucit în spirală, care este aproape acoperit de atomii de fluor. pe suprafața întregului lanț de polimer. Această structură moleculară explică diferitele proprietăți ale PTFE. Când temperatura este mai mică de 19 ° C, se formează o helix de 13/6; La 19 ° C, apare o schimbare de fază, iar moleculele sunt ușor dezvăluite, formând o helixă 15/7.

8. Proprietăți chimice

Structura chimică a politetrafluoroetilenei se formează prin înlocuirea tuturor atomilor de hidrogen din polietilenă cu atomi de fluor.

Atomii F din molecula PTFE acoperă legăturile CC, iar energia legăturii CF este ridicată și deosebit de stabilă. Nu este corodat de nicio substanță chimică, cu excepția metalelor alcaline și a fluorului elementar.

Atomul F în molecula PTFE este simetric, iar cele două elemente din CF sunt combinate covalent. Nu există electroni liberi în moleculă, iar întreaga moleculă este neutră. PTFE are proprietăți dielectrice excelente, deoarece nu există legături gram în structura moleculară a PTFE, deci cristalinitatea sa este foarte mare. Deoarece există o coajă inertă care conține fluor în afara moleculelor PTFE, are proprietăți net-stick excepționale și un coeficient de frecare scăzut.

1. Izolație: Nu este afectat de mediu și frecvență, rezistența la volum poate atinge 1018 ohm cm, pierderea dielectrică este mică, iar tensiunea de defecțiune este ridicată.

2. Rezistență la temperatură ridicată și scăzută: Efectul asupra temperaturii nu se schimbă mult, intervalul de temperatură este larg, iar temperatura utilizabilă este de -190 ~ 260 ℃.

3. Auto-lubrifiant: are cel mai mic coeficient de frecare între materiale plastice și este un material ideal de lubrifiere fără ulei.

4. Non-lipirea suprafeței: niciun material solid cunoscut nu poate adera la suprafață. Este un material solid cu cea mai mică energie de suprafață.

5. Rezistența la îmbătrânire atmosferică, rezistența la radiații și permeabilitatea scăzută: suprafața și performanța rămân neschimbate după expunerea pe termen lung la atmosferă.

6. Non-flumabilitate: Indicele de limitare a oxigenului este sub 90.

7. Rezistența la coroziune chimică și rezistența vremii: cu excepția metalelor alcaline topite, PTFE nu este aproape corodat de niciun reactiv chimic. De exemplu, atunci când este fiert în acid sulfuric concentrat, acid azotic, acid clorhidric sau chiar Aqua regia, greutatea și performanța sa rămân neschimbate. De asemenea, este aproape insolubil în toți solvenții și este doar ușor solubil în toate alcanii peste 300 ° C (aproximativ 0,1g/100g). PTFE nu absoarbe umiditatea, nu este flumabilă și este extrem de stabilă pentru razele de oxigen și ultraviolete, deci are o rezistență excelentă la vreme.

Deși clivarea legăturilor de carbon-carbon și a legăturilor de carbon-fluor în perfluorocarburi necesită absorbția energetică de 346,94 și respectiv 484,88kJ/mol, depolimerizarea politetrafluoroetilenului pentru a genera 1 mol de tetrafluoroetilen necesită doar 171.38kj de energie. Prin urmare, în timpul fisurilor la temperaturi ridicate, politetrafluoroetilena este depolimerizat în principal în tetrafluoroetilen. Ratele de pierdere în greutate (%) de politetrafluoroetilen la 260, 370 și 420 ° C sunt 1 × 10-4, 4 × 10-3 și, respectiv, 9 × 10-2 pe oră. Se poate observa că PTFE poate fi utilizat mult timp la 260 ℃. Deoarece subproduse extrem de toxice, cum ar fi fluorofosgenul și perfluoroisobutilena, sunt, de asemenea, produse în timpul fisurilor la temperaturi ridicate, trebuie să se acorde o atenție specială protecției privind siguranța și pentru a împiedica politetrafluoroetilenul să intre în contact cu flăcările deschise.

Nu se topește la o temperatură de 250 ° C și nu devine fragilă la o temperatură ultra -mică de -260 ° C. PTFE este extrem de neted, chiar și gheața nu se poate compara cu ea; Proprietățile sale de izolare sunt deosebit de bune, un film la fel de gros ca ziarul este suficient pentru a rezista la tensiunea înaltă de 1500V.

9. Proprietăți fizice

PTFE este moale mecanic. Are o energie de suprafață foarte mică.

Polytetrafluoroetilena (F4, PTFE) are o serie de proprietăți excelente de performanță: rezistență la temperatură ridicată - temperatură de utilizare pe termen lung de 200 ~ 260 grade, rezistență la temperatură scăzută - încă moale la -100 grade; rezistență la coroziune - rezistent la Aqua regia și la toți solvenții organici; Rezistența la intemperii - cea mai bună viață de îmbătrânire în materiale plastice; Lubrifiere ridicată - are cel mai mic coeficient de frecare în materiale plastice (0,04); Non -sticky - are cea mai mică tensiune de suprafață în materiale solide, fără a adera la nimic; non-toxic-are inerție fiziologică; proprietăți electrice excelente, material de izolare ideal din clasa C. Materialele PTFE sunt utilizate pe scară largă în sectoare importante, cum ar fi apărarea națională, energia atomică, petrolul, radioul, utilajele electrice și industria chimică.

10. Produse politetrafluoroetilene

Tije PTFE, conducte, plăci, plăci întoarse. PTFE este un polimer al tetrafluoroetilenei. Abreviația engleză este PTFE. Formula structurală este. Acesta a fost descoperit la sfârșitul anilor 1930 și pus în producție industrială în anii ’40. Proprietăți: Greutatea moleculară relativă a politetrafluoroetilenei este relativ mare, variind de la sute de mii la peste 10 milioane și, în general, milioane (gradul de polimerizare este de ordinul a 104, în timp ce polietilena este doar 103). În general, cristalinitatea este de 90 până la 95%, iar temperatura de topire este de 327 până la 342 ° C. Unitățile CF2 din molecula politetrafluoroetilen sunt aranjate într -o formă în zig -zag. Deoarece raza atomului de fluor este puțin mai mare decât cea a hidrogenului, unitățile CF2 adiacente nu pot fi complet orientate către trans-încrucișare, ci formează un lanț răsucit în spirală, care este aproape acoperit de atomii de fluor. pe suprafața întregului lanț de polimer. Această structură moleculară explică diferitele proprietăți ale PTFE. Când temperatura este mai mică de 19 ° C, se formează o helix de 13/6; La 19 ° C, apare o schimbare de fază, iar moleculele sunt ușor dezvăluite, formând o helixă 15/7.

1. Proprietăți mecanice: coeficientul său de frecare este extrem de mic, doar 1/5 de polietilenă, ceea ce este o caracteristică importantă a suprafeței perfluorocarbonului. Și pentru că forța intermoleculară între fluor și lanțuri de carbon este extrem de scăzută, PTFE este netiptic.

2. Proprietăți electrice: PTFE are o constantă dielectrică scăzută și o pierdere dielectrică într -un interval de frecvență largă și are o tensiune de defalcare ridicată, rezistență la volum și rezistență la arc.

3. Rezistența la radiații: Rezistența la radiații a politetrafluoroetilenei este slabă (104 rad). Acesta va fi degradat după ce a fost expus la radiații cu energie mare, iar proprietățile electrice și mecanice ale polimerului vor fi reduse semnificativ.

4. Polimerizare: Polytetrafluoroetilena este produsă prin polimerizarea radicalilor liberi a tetrafluoroetilenei. Reacțiile de polimerizare industrială sunt efectuate cu agitare în prezența unei cantități mari de apă pentru a dispersa căldura reacției și a facilita controlul temperaturii. Polimerizarea este în general efectuată la 40 până la 80 ° C și o presiune de 3 până la 26 kgf/cm2. Persoanele anorganice și peroxizii organici pot fi utilizate ca inițiatori sau poate fi utilizat un sistem de inițiere redox. Fiecare aluniță de tetrafluoroetilen eliberează căldură de 171.38kj în timpul polimerizării. Polimerizarea de dispersie necesită adăugarea de surfactanți perfluoruși, cum ar fi acidul perfluorooctanoic sau sărurile sale.

5. Coeficientul de expansiune (25 ~ 250 ℃): 10 ~ 12 × 10-5/℃. PTFE menține proprietăți mecanice excelente într -un interval de temperatură larg de -196 până la 260 ° C. Una dintre caracteristicile polimerilor perfluorocarbonilor este că nu sunt fragile la temperaturi scăzute.