Análise en profundidade de propiedades e aplicacións de politetrafluoroetileno PTFE

O politetrafluoroetileno (poli tetra fluoroetileno), a abreviatura inglesa de PTFE, coñecida como "rei plástico", o nome de marca é Teflon. En China, debido á pronuncia, a marca "Teflon" tamén se chama Teflon, Teflon Dragon, Teflon, Teflon, Teflon, etc. son transliteracións de Teflon.

O politetrafluoroetileno é coñecido como o "rei dos plásticos". Roy Plunkett, o pai da fluororesina, comezou a investigar substitutos de Freon en DuPont nos Estados Unidos en 1936. Recolleron parte do tetrafluoroetileno e almacenárono en cilindros para prepararse para o segundo dirixiron o seguinte experimento o día seguinte, pero cando eles Abriu a válvula de redución da presión do cilindro ao día seguinte, non se escapou gas. Eles pensaron que era unha fuga de gas, pero cando pesaban o cilindro, descubriron que o cilindro non perdera peso. Abriron o cilindro e atoparon unha gran cantidade de po branco, que era o politetrafluoroetileno.

As súas investigacións descubriron que o politetrafluoroetileno ten excelentes propiedades e pode usarse en xuntas de selado anti-derretido para bombas atómicas, cunchas de artillería, etc. Polo tanto, os militares estadounidenses mantiveron esta tecnoloxía en segredo durante a Segunda Guerra Mundial. Non foi ata o final da Segunda Guerra Mundial que foi desclasificada e a produción industrial de PTFE logrouse en 1946.

1. Nome do produto: PTFE

2. Nome inglés: Polytetrafluoroetileno

3. Alias

PTFE; Teflon; Teflon; Teflon; Teflon; F4; Rei dos plásticos; Teflon (xaponés) [a abreviatura inglesa é

PTFE, o nome de marca é Teflon e a tradución chinesa é diferente en diferentes lugares: China continental tradúcesa como Teflon, Hong Kong tradúcesa como Teflon e Taiwán tradúceo como Teflon]

4. Fórmula molecular:

[Cf2cf2] n

5. Método de produción

PTFE

Producido por polimerización de radicales libres de tetrafluoroetileno. As reaccións de polimerización industrial realízanse con axitación en presenza dunha gran cantidade de auga para dispersar a calor da reacción e facilitar o control da temperatura. A polimerización realízase xeralmente entre 40 e 80 ° C e unha presión de 3 a 26 kgf/cm2. Os persulfatos inorgánicos e os peróxidos orgánicos pódense usar como iniciadores ou un sistema de iniciación redox. Cada mol de tetrafluoroetileno libera a calor de 171,38kj durante a polimerización. A polimerización de dispersión require a adición de tensioactivos perfluorinados, como o ácido perfluorooctanoico ou as súas sales.

6. Aplicación

O politetrafluoroetileno [PTFE, F4] é un dos materiais coa mellor resistencia á corrosión no mundo hoxe, polo que se coñece como o "rei dos plásticos". Pódese usar en calquera tipo de medios químicos durante moito tempo e a súa produción resolveu moitos problemas na industria química do meu país, petróleo, farmacéutica e outros campos. SELLES PTFE, xuntas e xuntas. Os selos, xuntas e xuntas PTFE moldean a partir da resina PTFE polimerizada en suspensión. En comparación con outros plásticos, PTFE ten unha excelente resistencia á corrosión química e resistencia á temperatura. Foi moi utilizado como material de selado e material de recheo. Ten un alto grao de estabilidade química e unha excelente resistencia á corrosión química, como a resistencia a ácidos fortes, alcalos fortes, oxidantes fortes, etc. Ten unha resistencia á calor excepcional, resistencia ao frío e resistencia ao desgaste. O rango de temperatura de uso a longo prazo é de -200-+250 ℃. Ten un excelente illamento eléctrico e non se ve afectado pola temperatura e a frecuencia. Ademais, ten as características de que non se queden, non ausorbentes e non queimadas. A resina de suspensión é xeralmente formada e procesada mediante moldeado e sinterización. As barras, placas ou outros perfís resultantes pódense procesar mediante métodos de mecanizado como xirar, perforar e fresar. A barra pódese converter e debuxar nunha película orientada.

7. Características de politetrafluoroetileno (PTFE)

1. Forza (alta relación de forza-peso)

2. Químicamente inerte

3. Adaptabilidade biolóxica

4. Alta resistencia térmica

5. Alta resistencia química en ambientes duros

6. Baixa inflamabilidade

7. Coeficiente de baixo fricción

8. Constante dieléctrica baixa

9. Baixa absorción de auga

10

PTFE é un polímero de tetrafluoroetileno. A abreviatura inglesa é PTFE. O nome comercial é "Teflon". Coñecido como o "rei dos plásticos". A estrutura básica do politetrafluoroetileno é - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 - cf2 -. O politetrafluoroetileno é amplamente utilizado en diversas aplicacións que requiren resistencia aos ácidos, álcalis e disolventes orgánicos. Non é tóxico para os humanos, senón o perfluorooctanoato (PFOA), unha das materias primas utilizadas no proceso de produción, considérase potencialmente canceríxena. O peso molecular relativo do politetrafluoroetileno é relativamente grande, que vai desde centos de miles ata máis de 10 millóns, e xeralmente millóns (o grao de polimerización está da orde de 104, mentres que o polietileno é só 103). Xeralmente, a cristalinidade é do 90 ao 95%e a temperatura de fusión é de 327 a 342 ° C. As unidades CF2 na molécula de politetrafluoroetileno están dispostas en forma de zig -zag. Dado que o radio do átomo de fluor é lixeiramente maior que o do hidróxeno, as unidades CF2 adxacentes non poden estar completamente orientadas a trans-cru, pero forman unha cadea torcida en espiral, que está case cuberta polos átomos de fluor. na superficie de toda a cadea de polímeros. Esta estrutura molecular explica diversas propiedades de PTFE. Cando a temperatura é inferior a 19 ° C, fórmase unha hélice de 13/6; A 19 ° C, prodúcese un cambio de fase e as moléculas están lixeiramente desveladas, formando unha hélice de 15/7.

8. Propiedades químicas

A estrutura química do politetrafluoroetileno fórmase substituíndo todos os átomos de hidróxeno en polietileno por átomos de fluor.

Os átomos F da molécula PTFE cubran os enlaces CC, e a enerxía do enlace CF é alta e particularmente estable. Non está corroído por produtos químicos, excepto metais alcalinos e flúor elemental.

O átomo F da molécula PTFE é simétrico e os dous elementos en CF combínanse covalentemente. Non hai electróns libres na molécula e toda a molécula é neutral. PTFE ten excelentes propiedades dieléctricas porque non hai enlaces gram na estrutura molecular do PTFE, polo que a súa cristalinidade é moi alta. Debido a que hai unha cuncha que contén fluor inerte fóra das moléculas PTFE, ten pendentes propiedades antiadherente e baixo coeficiente de fricción.

1. Illamento: non afectado polo ambiente e a frecuencia, a resistencia ao volume pode chegar a 1018 ohm cm, a perda dieléctrica é pequena e a tensión de desglose é alta.

2. Resistencia á temperatura alta e baixa: o efecto sobre a temperatura non cambia moito, o rango de temperatura é amplo e a temperatura utilizable é de -190 ~ 260 ℃.

3. Auto-lubricante: ten o menor coeficiente de fricción entre os plásticos e é un material lubricante ideal sen aceite.

4. Superficie non adestre: ningún material sólido coñecido pode adherirse á superficie. É un material sólido coa menor enerxía superficial.

5. Resistencia ao envellecemento atmosférico, resistencia á radiación e baixa permeabilidade: a superficie e o rendemento permanecen invariables despois da exposición a longo prazo á atmosfera.

6. Non inflamabilidade: o índice de limitación de osíxeno está por baixo dos 90.

7. Resistencia á corrosión química e resistencia ao tempo: excepto para os metais alcalinos fundidos, PTFE case non está corroído por ningún reactivo químico. Por exemplo, cando se ferve en ácido sulfúrico concentrado, ácido nítrico, ácido clorhídrico ou incluso aqua regia, o seu peso e o seu rendemento seguen sen cambios. Tamén é case insoluble en todos os disolventes e só é lixeiramente soluble en todos os alcanos por encima dos 300 ° C (aproximadamente 0,1g/100g). O PTFE non absorbe a humidade, non é inflamable e é extremadamente estable para os raios de osíxeno e ultravioleta, polo que ten unha excelente resistencia meteorolóxica.

Aínda que a escisión de enlaces de carbono-carbono e enlaces de fluor de carbono en perfluorocarbonos require unha absorción de enerxía de 346,94 e 484,88kj/mol respectivamente, a depolimerización de politetrafluoroetileno para xerar 1 mol de tetrafluoroethilene só esixe 171.38kj para xerar 1 mol. Polo tanto, durante o craqueo de alta temperatura, o politetrafluoroetileno está principalmente despolimerizado en tetrafluoroetileno. As taxas de perda de peso (%) de politetrafluoroetileno en 260, 370 e 420 ° C son 1 × 10-4, 4 × 10-3 e 9 × 10-2 por hora respectivamente. Pódese ver que PTFE pode usarse durante moito tempo a 260 ℃. Dado que os subprodutos altamente tóxicos como o fluorofosxeno e o perfluoroisobutileno tamén se producen durante o craqueo de alta temperatura, hai que prestar especial atención á protección da seguridade e evitar que o politetrafluoroetileno entre en contacto con chamas abertas.

Non se derrete a unha temperatura de 250 ° C e non se queda quebradizo a unha temperatura ultra -baixa de -260 ° C. PTFE é extremadamente liso, incluso o xeo non pode comparar con el; As súas propiedades de illamento son especialmente boas, unha película tan grosa como o xornal é suficiente para soportar a alta tensión de 1500V.

9. Propiedades físicas

PTFE é mecánicamente suave. Ten enerxía superficial moi baixa.

O politetrafluoroetileno (F4, PTFE) ten unha serie de excelentes propiedades de rendemento: alta resistencia á temperatura - temperatura de uso a longo prazo de 200 ~ 260 graos, baixa resistencia á temperatura - aínda suave a -100 graos; Resistencia á corrosión: resistente a Aqua Regia e a todos os disolventes orgánicos; Resistencia meteorolóxica: a mellor vida envellecida en plásticos; Alta lubricación: ten o menor coeficiente de fricción en plásticos (0,04); antiadherente - ten a menor tensión superficial en materiais sólidos sen adherirse a nada; Non tóxico: ten inercia fisiolóxica; excelentes propiedades eléctricas, material ideal de illamento da clase C. Os materiais PTFE son amplamente empregados en sectores importantes como a defensa nacional, a enerxía atómica, o petróleo, a radio, a maquinaria eléctrica e as industrias químicas.

10. Produtos de politetrafluoroetileno

PTFE Rods, tubos, placas, placas convertidas. PTFE é un polímero de tetrafluoroetileno. A abreviatura inglesa é PTFE. A fórmula estrutural é. Foi descuberto a finais dos anos 30 e púxose na produción industrial na década de 1940. Propiedades: o peso molecular relativo do politetrafluoroetileno é relativamente grande, que vai desde centos de miles ata máis de 10 millóns, e xeralmente millóns (o grao de polimerización está da orde de 104, mentres que o polietileno só é 103). Xeralmente, a cristalinidade é do 90 ao 95%e a temperatura de fusión é de 327 a 342 ° C. As unidades CF2 na molécula de politetrafluoroetileno están dispostas en forma de zig -zag. Dado que o radio do átomo de fluor é lixeiramente maior que o do hidróxeno, as unidades CF2 adxacentes non poden estar completamente orientadas a trans-cru, pero forman unha cadea torcida en espiral, que está case cuberta polos átomos de fluor. na superficie de toda a cadea de polímeros. Esta estrutura molecular explica diversas propiedades de PTFE. Cando a temperatura é inferior a 19 ° C, fórmase unha hélice de 13/6; A 19 ° C, prodúcese un cambio de fase e as moléculas están lixeiramente desveladas, formando unha hélice de 15/7.

1. Propiedades mecánicas: o seu coeficiente de fricción é extremadamente pequeno, só 1/5 de polietileno, que é unha característica importante da superficie de perfluorocarbon. E porque a forza intermolecular entre as cadeas de flúor e carbono é extremadamente baixa, PTFE é antiadherente.

2. Propiedades eléctricas: PTFE ten unha baixa constante dieléctrica e perda dieléctrica nun amplo rango de frecuencias e ten alta tensión de avaría, resistividade ao volume e resistencia ao arco.

3. Resistencia á radiación: a resistencia á radiación do politetrafluoroetileno é pobre (104 rad). Degradarase despois de estar exposto a radiación de alta enerxía e as propiedades eléctricas e mecánicas do polímero reduciranse significativamente.

4. Polimerización: o politetrafluoroetileno prodúcese mediante polimerización radical libre de tetrafluoroetileno. As reaccións de polimerización industrial realízanse con axitación en presenza dunha gran cantidade de auga para dispersar a calor da reacción e facilitar o control da temperatura. A polimerización realízase xeralmente entre 40 e 80 ° C e unha presión de 3 a 26 kgf/cm2. Os persulfatos inorgánicos e os peróxidos orgánicos pódense usar como iniciadores ou un sistema de iniciación redox. Cada mol de tetrafluoroetileno libera a calor de 171,38kj durante a polimerización. A polimerización de dispersión require a adición de tensioactivos perfluorinados, como o ácido perfluorooctanoico ou as súas sales.

5. Coeficiente de expansión (25 ~ 250 ℃): 10 ~ 12 × 10-5/℃. PTFE mantén excelentes propiedades mecánicas nun amplo intervalo de temperatura de -196 a 260 ° C. Unha das características dos polímeros de perfluorocarbon é que non son quebradizos a baixas temperaturas.