Que é PTFE (politetrafluoroetileno)

Que é PTFE (politetrafluoroetileno)?

O politetrafluoroetileno PTFE é un fluoropolímero multifuncional de alto rendemento composto por átomos de carbono e átomos de fluor. Os fluoropolímeros son un grupo de plásticos cunha ampla gama de propiedades e beneficios. PTFE é un tal fluoropolímero cuxo descubrimento revolucionou para sempre o grupo de fluoropolímero e abriu o camiño para unha variedade de aplicacións.

Unha das aplicacións comúns de materiais PTFE inclúe revestimentos antiadherente para cociña de cociña. Debido á súa non reactividade, en parte debido á forza do enlace de fluor de carbono, adoita usarse para facer tubos e recipientes para produtos químicos reactivos e corrosivos.

Como se fai PTFE?

PTFE fabrícase como calquera outro polímero. Fabrícase mediante tecnoloxía de polimerización de radicales libres mediante a polimerización de adición de TFE nun proceso de lotes en medios acuosos.

A estrutura química de PTFE é a mesma que o polietileno; A única diferenza importante é que os átomos de hidróxeno son substituídos completamente por flúor. Non obstante, PE e PTFE prepáranse de xeitos moi diferentes.

O gran tamaño de átomos de flúor forma unha funda uniforme e continua arredor dos enlaces de carbono-carbono, proporcionando á molécula unha boa resistencia química, inercia eléctrica e estabilidade.

Características e rendemento de PTFE

PTFE inclúe tres granules principais de formas, dispersións a base de auga e po finas.

Os materiais PTFE granulares prodúcense mediante polimerización de suspensión nun medio acuoso usando pouco ou ningún dispersante. Os materiais PTFE granulares úsanse principalmente en métodos de compresión, prensado isostático e extrusión de émbolo.

As dispersións PTFE a base de auga usan a mesma polimerización a base de auga con máis dispersante e axitación. As dispersións a base de auga úsanse principalmente nos revestimentos e métodos de fundición de películas.

PTFE finamente en po é unha pequena partícula branca producida por polimerización de emulsión controlada. O po fino de PTFE pódese procesar en flocos mediante extrusión de pasta ou aditivos para mellorar a resistencia ao desgaste.

Outras propiedades salientables de PTFE inclúen unha excelente resistencia de alta e baixa temperatura, propiedades illantes eléctricas, inercia química, baixo coeficiente de fricción (estático 0,08 e dinámico 0,01) e propiedades antiadherente nun amplo rango de temperatura (-260 a 260 ° C) .

PTFE é un dos materiais máis fiables cando se trata de resistencia química. Só é atacado por metais alcalinos fundidos, haluros orgánicos como o trifluoruro de cloro (CLF3) e o difluoruro de osíxeno (OF2) e o flúor gasoso a altas temperaturas.

As propiedades mecánicas de PTFE tamén son impresionantes, pero non tan boas como outros plásticos de enxeñaría a temperatura ambiente. Engadir recheos demostrou ser un método exitoso para superar este obstáculo. Dentro do seu rango de temperatura normal, PTFE presenta algunhas propiedades mecánicas útiles. Estas propiedades tamén se prexudican mediante variables de procesamento como a temperatura de sinterización, a presión da preforma, a taxa de refrixeración, etc. As propiedades dos polímeros como o tamaño de partícula de masa molar e a distribución do tamaño de partículas poden afectar negativamente as propiedades mecánicas.

PTFE ten pendentes propiedades de illamento eléctrico, constante dieléctrica baixa e tensión de illamento. A constante dieléctrica moi baixa (2.0) é o resultado da complexa estrutura simétrica das macromoléculas.

O material PTFE tamén mostra boas propiedades térmicas, sen degradación significativa por baixo dos 440 ° C.

Tamén é atacado por degradación e radiación aérea, a partir dunha dose de 0,02 mrad.

Desvantaxes do material PTFE

Os materiais tradicionais de PTFE non están sen ningún inconveniente. Eles son:

Arrastrar e desgastar sensibles

Non se pode procesar mediante métodos de procesamento de estado fundido, e os métodos adecuados poden non ser convencionais e escalables.

Dificultade para unirse

Cambios dimensionais altos preto da temperatura de transición do vidro.

Baixa resistencia á radiación

É corrosivo e pode producir facilmente fumes tóxicos.

Importancia dos recheos e aditivos a PTFE

A adición de recheos e aditivos pode mellorar significativamente as propiedades mecánicas do PTFE, especialmente as taxas de desgaste e rastreacións. Os recheos de uso común inclúen aceiro, carbono, fibra de vidro, fibra de carbono, grafito, bronce, aceiro, etc.

Fibra de vidro : a súa adición mellorará as propiedades de desgaste e desgaste do PTFE afectando as súas temperaturas baixas e altas. Ademais, os compostos cheos de vidro funcionan excepcionalmente ben en ambientes oxidantes.

Fibra de carbono: a fibra de carbono é esencial para reducir o rastrexo, mellorar a rixidez, aumentar a flexibilidade e o módulo de compresión. PTFE mesturado con compostos de fibra de carbono ten unha alta condutividade térmica e un baixo coeficiente de expansión térmica. A fibra de carbono é inerte a alcalina forte e ácido hidrofluórico (a fibra de vidro é resistente a ambos os ácidos). Estas pezas son ideais para fabricar pezas de automóbiles como os amortecedores.

Carbono: O carbono como aditivo axudará a reducir o rastrexo, aumentar a dureza e mellorar a condutividade térmica de PTFE. Os mesmos resultados pódense conseguir mesturando PTFE e grafito e aumentando a resistencia ao desgaste do composto cheo de carbono. Estas mesturas son ideais para aplicacións non lubricadas como os aneis de pistón en cilindros de compresión.

PTFE cheo de bronce: Este composto ten unha excelente condutividade térmica e eléctrica, tornándoo ideal para aplicacións suxeitas a cargas e temperaturas extremas.

Vantaxes de engadir recheos

Os recheos/aditivos son esenciais para aumentar a porosidade do composto PTFE e, polo tanto, afectan as propiedades eléctricas: reduce a forza dieléctrica ao tempo que aumenta a constante dieléctrica e o factor de disipación.

Os recheos poden mellorar significativamente o rendemento de PTFE a temperaturas altas e baixas.

Non obstante, os cambios nas propiedades químicas dependen moito do tipo de aditivo usado. Xeralmente, deixa tamén resultados positivos.

Aplicacións PTFE

Normalmente, os termoplásticos fluorados úsanse en aplicacións de alto rendemento con alta resistencia á temperatura, alta pureza, baixa temperatura, inercia química, propiedades antiadherente e auto-lubricante. Aquí tes algúns dos usos máis comúns para PTFE:

Enxeñaría : rodamentos, superficies antiadherente, asentos de válvulas, tapóns, accesorios, válvulas e pezas de bomba.

Médico : parches cardíacos, enxertos cardiovasculares, substitucións de ligamentos.

Industria química : revestimento de bombas, diafragmas, impulsores, intercambiadores de calor, autoclavos, vasos de reacción, tanques de almacenamento, buques, etc.

Automoción : selos de talo, selos de eixe, xuntas, aneis O, revestimentos de mangueira de combustible, dirección asistida, transmisións e moito máis.

Eléctrica e electrónica : placas de circuíto impreso flexibles, illamento eléctrico, etc.

Mellores tecnoloxías para procesar PTFE

A estrutura da cadea de polímeros ríxidos de PTFE fai que sexa moi difícil de procesar mediante métodos tradicionais como o moldeo por inxección e a extrusión. Aínda así, a súa viscosidade de fusión extremadamente alta e a alta temperatura de fusión non axudan. A tecnoloxía de procesamento ideal para manexar a metalurxia en po é moi adecuada para PTFE.

Sinterización, moldura de compresión, prensado, estampado ou extrusión de pega, estampado en quente, mecanizado, extrusión de po pre-sinterizado en máquinas especiais.

A extrusión de pasta mestura PTFE con hidrocarburos, que se usan para convertelo en illamento de cinta, tubería e arame. Os hidrocarburos se evaporan antes de que a parte estea sinterizada.

Rango de funcionamento -200 ° C a 260 ° C.

FAQ

1. O politetrafluoroetileno causa cancro?

resposta. A PTFE demostrou que é tóxica para a saúde humana porque contén un canceríxeno chamado PFOA. Non obstante, non hai que preocuparse xa que os revestimentos antiadherentes PTFE xa non conteñen esta sustancia.

2. Para que se usa o tubo PTFE?

resposta. O tubo PTFE úsase máis como tubo de laboratorio, onde a resistencia química e a pureza son máis importantes. PTFE ten un coeficiente de fricción extremadamente baixo e é coñecido como unha das substancias "máis esvaradías" coñecidas.

3. Que tipo de plástico é PTFE?

resposta. PTFE é un polímero termoplástico que é un fluoropolímero composto por átomos de carbono e átomos de fluor.

4. De que serve a tarxeta PTFE?

resposta. As follas PTFE úsanse nunha variedade de aplicacións como xuntas encapsuladas PTFE e embalaxe PTFE. Ten unha excelente resistencia a gases, auga, produtos químicos, combustibles e aceites.