Ce este PTFE (politetrafluoroetilen)

Ce este PTFE (politetrafluoroetilen)?

PTFE Polytetrafluoroetilen este un fluoropolimer multifuncțional multifuncțional de înaltă performanță compus din atomi de carbon și atomi de fluor. Fluoropolimerii sunt un grup de materiale plastice cu o gamă largă de proprietăți și beneficii. PTFE este unul astfel de fluoropolimer a cărui descoperire a revoluționat pentru totdeauna grupul fluoropolimer și a deschis calea pentru o varietate de aplicații.

Una dintre aplicațiile obișnuite ale materialelor PTFE include acoperiri antiaderente pentru vase de bucătărie. Datorită non-reactivității sale, în parte datorită rezistenței legăturii de carbon-fluor, este adesea folosită pentru a face conducte și containere pentru substanțe chimice reactive și corozive.

Cum se face PTFE?

PTFE este fabricat la fel ca orice alt polimer. Este fabricat prin tehnologie de polimerizare radicală liberă folosind polimerizarea adăugată TFE într -un proces de lot în medii apoase.

Structura chimică a PTFE este aceeași cu polietilena; Singura diferență majoră este că atomii de hidrogen sunt înlocuiți complet cu fluor. Cu toate acestea, PE și PTFE sunt pregătite în moduri foarte diferite.

Dimensiunea mare a atomilor de fluor formează o teacă uniformă și continuă în jurul legăturilor de carbon-carbon, oferind moleculei o bună rezistență chimică, inerție electrică și stabilitate.

Caracteristicile și performanța PTFE

PTFE vine în trei granule principale, dispersii pe bază de apă și pulberi fine.

Materialele PTFE granulare sunt produse prin polimerizarea suspensiei într -un mediu apos folosind puțin sau deloc dispersant. Materialele PTFE granulare sunt utilizate în principal în metode de compresie, presare izostatică și extrudare a pistonului.

Dispersiile PTFE pe bază de apă folosesc aceeași polimerizare pe bază de apă cu mai mult dispersant și agitație. Dispersiile pe bază de apă sunt utilizate în principal în acoperiri și metode de turnare a filmului.

PTFE cu pulbere fină este o particulă albă mică produsă prin polimerizarea emulsiei controlate. Pulberea fină PTFE poate fi procesată în fulgi prin extrudarea pastei sau aditivi pentru a îmbunătăți rezistența la uzură.

Alte proprietăți notabile ale PTFE includ o rezistență excelentă la temperatură ridicată și scăzută, proprietăți de izolare electrică, inerție chimică, coeficient scăzut de frecare (static 0,08 și dinamic 0,01) și proprietăți antiaderente pe o gamă largă de temperatură (-260 până la 260 ° C) .

PTFE este unul dintre cele mai fiabile materiale atunci când vine vorba de rezistență chimică. Este atacat doar de metale alcaline topite, halogenuri organice, cum ar fi trifluorură de clor (CLF3) și difluorură de oxigen (OF2) și fluor gazous la temperaturi ridicate.

Proprietățile mecanice ale PTFE sunt, de asemenea, impresionante, dar nu la fel de bune ca și alte materiale plastice de inginerie la temperatura camerei. Adăugarea de umpluturi s -a dovedit a fi o metodă de succes de depășire a acestui obstacol. În intervalul său normal de temperatură, PTFE prezintă câteva proprietăți mecanice utile. Aceste proprietăți sunt, de asemenea, împiedicate de prelucrarea variabilelor, cum ar fi temperatura de sinterizare, presiunea preformei, viteza de răcire, etc. Proprietățile polimerului, cum ar fi dimensiunea particulelor de masă molară și distribuția mărimii particulelor pot afecta negativ proprietățile mecanice.

PTFE are proprietăți de izolare electrică remarcabile, constantă dielectrică scăzută și izolație de rezistare a tensiunii. Constanta dielectrică foarte scăzută (2.0) este rezultatul structurii simetrice complexe a macromoleculelor.

Materialul PTFE prezintă, de asemenea, proprietăți termice bune, fără o degradare semnificativă sub 440 ° C.

De asemenea, este atacat de degradarea și radiațiile aeriene, începând cu o doză de 0,02 mrad.

Dezavantaje ale materialului PTFE

Materialele tradiționale PTFE nu sunt lipsite de unele dezavantaje. sunt:

Se îndreaptă și se îmbracă sensibil

Nu poate fi procesată prin metode de procesare a stării topite, iar metodele adecvate pot fi adesea neconvenționale și scalabile.

Dificultate în aderare

Modificări dimensionale ridicate în apropierea temperaturii de tranziție a sticlei.

Rezistență scăzută la radiații

Este coroziv și poate produce cu ușurință vapori toxici.

Importanța umpluturilor și aditivilor pentru PTFE

Adăugarea de umpluturi și aditivi poate îmbunătăți semnificativ proprietățile mecanice ale PTFE, în special ratele de fluier și de uzură. Umpluturile utilizate frecvent includ oțel, carbon, fibră de sticlă, fibră de carbon, grafit, bronz, oțel etc.

Fibra de sticlă : Adăugarea sa va îmbunătăți proprietățile de fluaj și de uzură ale PTFE, afectând temperaturile sale scăzute și ridicate. În plus, compușii plini de sticlă funcționează excepțional de bine în mediile de oxidare.

Fibra de carbon: fibra de carbon este esențială pentru a reduce fluajul, îmbunătățirea rigidității, creșterea flexibilității și modulul compresiv. PTFE amestecat cu compuși din fibră de carbon are o conductivitate termică ridicată și un coeficient scăzut de expansiune termică. Fibra de carbon este inertă pentru alcali puternici și acid hidrofluoric (fibra de sticlă este rezistentă la ambii acizi). Aceste piese sunt ideale pentru fabricarea pieselor auto, cum ar fi amortizoarele.

Carbon: carbonul ca aditiv va ajuta la reducerea fluajului, la creșterea durității și la îmbunătățirea conductivității termice a PTFE. Aceleași rezultate pot fi obținute prin amestecarea PTFE și grafit și creșterea rezistenței la uzură a compusului plin de carbon. Aceste amestecuri sunt ideale pentru aplicații non-lubrifiate, cum ar fi inelele cu piston în cilindrii de compresie.

PTFE plin de bronz: Acest compus are o conductivitate termică și electrică excelentă, ceea ce îl face ideal pentru aplicații care sunt supuse unor sarcini și temperaturi extreme.

Avantajele adăugării de umpluturi

Umpluturile/aditivii sunt esențiali pentru a crește porozitatea compusului PTFE și, prin urmare, afectează proprietățile electrice - reduce rezistența dielectrică, crescând în același timp constanta dielectrică și factorul de disipare.

Umpluturile pot îmbunătăți semnificativ performanța PTFE atât la temperaturi ridicate, cât și la nivel scăzut.

Cu toate acestea, modificările proprietăților chimice depind foarte mult de tipul de aditiv utilizat. În general, lasă și rezultate pozitive.

Aplicații PTFE

În mod obișnuit, termoplastica fluorurată sunt utilizate în aplicații de înaltă performanță, cu rezistență la temperatură ridicată, puritate ridicată, temperatură scăzută, inerție chimică, proprietăți non-stick și auto-lubrifiante. Iată câteva dintre cele mai frecvente utilizări pentru PTFE:

Inginerie - Rulmenți, suprafețe antiaderente, scaune de supapă, dopuri, accesorii, supape și piese de pompă.

Medical - pete de inimă, grefe cardiovasculare, înlocuitori de ligament.

Industrie chimică - Acoperirea pompelor, diafragme, rotitoare, schimbătoare de căldură, autoclave, vase de reacție, rezervoare de depozitare, vase etc.

Automotive -Garnituri de tulpini, garnituri de arbore, garnituri, inele O, garnituri cu furtun de combustibil, servodirecție, transmisii și multe altele.

Electric și electronic - plăci de circuite imprimate flexibile, izolație electrică etc.

Cele mai bune tehnologii pentru procesarea PTFE

Structura lanțului rigid de polimer PTFE face extrem de dificil de prelucrat folosind metode tradiționale, cum ar fi modelarea prin injecție și extrudarea. Totuși, vâscozitatea sa de topire extrem de ridicată și temperatura de topire ridicată nu ajută. Tehnologia ideală de procesare pentru manipularea metalurgiei pulberii este potrivită pentru PTFE.

Sinterizarea, modelarea compresiei, apăsarea, ștampilarea sau extrudarea lipsei, ștampilarea la cald, prelucrarea, extrudarea pulberii pre-sincronizate pe mașini speciale.

Lipirea de extrudare amestecă PTFE cu hidrocarburi, care sunt utilizate pentru a -l face în bandă, conductă și izolare de sârmă. Hidrocarburile se evaporă înainte ca partea să fie sinterizată.

Interval de funcționare -200 ° C până la 260 ° C.

FAQ

1. Poletetrafluoroetilena provoacă cancer?

Răspuns. S -a dovedit că PTFE este toxic pentru sănătatea umană, deoarece conține un cancerigen numit PFOA. Cu toate acestea, nu este nevoie să vă faceți griji, deoarece acoperirile non-stick PTFE nu mai conțin această substanță.

2. Pentru ce se folosește țeava PTFE?

Răspuns. Tubul PTFE este cel mai frecvent utilizat ca tub de laborator, unde rezistența și puritatea chimică sunt cele mai importante. PTFE are un coeficient de frecare extrem de scăzut și este cunoscut ca una dintre „cele mai alunecătoare” substanțe cunoscute.

3. Ce fel de plastic este PTFE?

Răspuns. PTFE este un polimer termoplastic care este un fluoropolimer compus din atomi de carbon și atomi de fluor.

4. Care este utilizarea PTFE Board?

Răspuns. Fișele PTFE sunt utilizate într -o varietate de aplicații, cum ar fi garniturile încapsulate PTFE și ambalarea PTFE. Are o rezistență excelentă la gaze, apă, substanțe chimice, combustibili și uleiuri.