Anàlisi en profunditat de propietats i aplicacions de politetrafluoroetilè PTFE

Politetrafluoroetilè (Poly tetra fluoroetilè), l’abreviatura anglesa de PTFE, coneguda comunament com a "rei de plàstic", el nom de marca és Teflon. A la Xina, a causa de la pronunciació, la marca comercial "teflon" també s'anomena teflon, drac de teflon, teflon, teflon, teflon, etc., són totes les transliteracions de teflon.

El politetrafluoroetilè és conegut com el "rei dels plàstics". Roy Plunkett, el pare de Fluororesin, va començar a investigar els substituts de Freon a DuPont als Estats Units el 1936. Van recollir part del tetrafluoroetilè i la van emmagatzemar en cilindres per preparar -se per al segon que van realitzar el següent experiment el dia següent, però quan ho van fer Va obrir la pressió reduint la vàlvula del cilindre l'endemà, no es va escapar de gas. Van pensar que era una fuga de gas, però quan pesaven el cilindre, van trobar que el cilindre no havia perdut pes. Van veure el cilindre i van trobar una gran quantitat de pols blanca, que era politetrafluoroetilè.

Les seves investigacions van trobar que el politetrafluoroetilè té excel·lents propietats i es pot utilitzar en juntes de segellat anti-fusió per a bombes atòmiques, closques d’artilleria, etc. Per tant, els militars nord-americans van mantenir aquest secret tecnològic durant la Segona Guerra Mundial. No va ser fins al final de la Segona Guerra Mundial que es va desclassificar i es va aconseguir la producció industrial de PTFE el 1946.

1. Nom del producte: PTFE

2. Nom anglès: politetrafluoroetilè

3. àlies

PTFE; Teflon; Teflon; Teflon; Teflon; F4; Rei dels plàstics; Teflon (japonès) [l'abreviatura anglesa és

PTFE, el nom de marca és teflon i la traducció xinesa és diferent en diferents llocs: la Xina continental la tradueix com a teflon, Hong Kong la tradueix com a teflon i Taiwan la tradueix com a teflon]

4. Fórmula molecular:

[CF2CF2] N

5. Mètode de producció

PTFE

Produït per polimerització radical lliure de tetrafluoroetilè. Les reaccions de polimerització industrial es realitzen amb agitació en presència d’una gran quantitat d’aigua per dispersar la calor de la reacció i facilitar el control de la temperatura. La polimerització es realitza generalment a 40 a 80 ° C i una pressió de 3 a 26 kgf/cm2. Es poden utilitzar persulfats inorgànics i peròxids orgànics com a iniciadors, o es pot utilitzar un sistema d’inici redox. Cada mol de tetrafluoroetilè allibera calor de 171,38kJ durant la polimerització. La polimerització de dispersió requereix l’addició de tensioactius perfluorinats, com l’àcid perfluorooctanoic o les seves sals.

6. Aplicació

El politetrafluoroetilè [PTFE, F4] és un dels materials amb la millor resistència a la corrosió del món actual, de manera que es coneix com el "rei dels plàstics". Es pot utilitzar en qualsevol tipus de suports químics durant molt de temps i la seva producció ha resolt molts problemes en la indústria química del meu país, el petroli, la farmacèutica i altres camps. Segells de PTFE, juntes i juntes. Els segells de PTFE, les juntes i les juntes es modelen a partir de la resina PTFE polimeritzada per suspensió. En comparació amb altres plàstics, PTFE té una excel·lent resistència a la corrosió química i la resistència a la temperatura. S'ha utilitzat àmpliament com a material de segellat i material d'ompliment. Té un alt grau d’estabilitat química i una excel·lent resistència a la corrosió química, com la resistència a àcids forts, alcali forts, oxidants forts, etc. Té una resistència a la calor excel·lent, resistència al fred i resistència al desgast. El rang de temperatura d’ús a llarg termini és de -200-+250 ℃. Té un excel·lent aïllament elèctric i no es veu afectat per la temperatura i la freqüència. A més, té les característiques del no-enganxós, no absorbent i no cremat. La resina de suspensió es forma generalment i es processa mitjançant modelat i sinterització. Les barres, plaques o altres perfils resultants es poden processar més mitjançant mètodes de mecanitzat com el gir, la perforació i la fresat. La barra es pot convertir i dibuixar en una pel·lícula orientada.

7. Característiques de politetrafluoroetilè (PTFE)

1. Força (proporció de força a pes)

2. Químicament inert

3. Adaptabilitat biològica

4. Alta resistència tèrmica

5. Alta resistència química en ambients durs

6. Baixa inflamabilitat

7. Coeficient de baixa fricció

8. Constant dielèctrica baixa

9. Baixa absorció d’aigua

10. Bona propietat meteorològica

PTFE és un polímer de tetrafluoroetilè. L’abreviatura anglesa és PTFE. El nom comercial és "teflon". Conegut com el "rei dels plàstics". L’estructura bàsica del politetrafluoroetilè és - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. El politetrafluoroetilè s’utilitza àmpliament en diverses aplicacions que requereixen resistència a àcids, alcalis i dissolvents orgànics. No és tòxic per als humans, sinó que el perfluorooctanoat (PFOA), una de les matèries primeres utilitzades en el procés de producció, es considera potencialment carcinogènica. El pes molecular relatiu del politetrafluoroetilè és relativament gran, que va des de centenars de milers fins a més de 10 milions i, en general, milions (el grau de polimerització és de l’ordre de 104, mentre que el polietilè només és de 103). Generalment, la cristalinitat és del 90 al 95%i la temperatura de fusió de 327 a 342 ° C. Les unitats CF2 de la molècula de politetrafluoroetilè estan disposades en forma de zig -zag. Atès que el radi de l’àtom de fluor és lleugerament més gran que el de l’hidrogen, les unitats CF2 adjacents no poden estar completament orientades a la trans-creu, sinó que formen una cadena retorçada en espiral, gairebé coberta pels àtoms de fluor. A la superfície de tota la cadena de polímer. Aquesta estructura molecular explica les diverses propietats de PTFE. Quan la temperatura és inferior a 19 ° C, es forma una hèlix 13/6; A 19 ° C, es produeix un canvi de fase i les molècules es desenrotllen lleugerament, formant una hèlix 15/7.

8. Propietats químiques

L’estructura química del politetrafluoroetilè es forma substituint tots els àtoms d’hidrogen en polietilè amb àtoms de fluor.

Els àtoms F de la molècula PTFE cobreixen els enllaços CC i l’energia de l’enllaç CF és elevada i particularment estable. No està corroït per cap producte químic, excepte els metalls alcalins i el fluor elemental.

L’àtom F de la molècula PTFE és simètric i els dos elements de CF es combinen covalentment. No hi ha electrons lliures a la molècula i tota la molècula és neutra. El PTFE té excel·lents propietats dielèctriques perquè no hi ha enllaços grams en l'estructura molecular de PTFE, de manera que la seva cristalinitat és molt alta. Com que hi ha una closca inerta que conté fluor fora de les molècules PTFE, té propietats no enganxades i coeficient de fricció de baixa.

1. Aïllament: No afectat pel medi ambient i la freqüència, la resistència al volum pot arribar a 1018 Ohm CM, la pèrdua dielèctrica és petita i la tensió de desglossament és alta.

2. Resistència a la temperatura alta i baixa: l'efecte sobre la temperatura no canvia gaire, el rang de temperatura és ampli i la temperatura utilitzable és de -190 ~ 260 ℃.

3. Auto-lubricant: té el coeficient de fricció més petit entre els plàstics i és un material lubricant sense oli ideal.

4. Surface Incantació: cap material sòlid conegut pot adherir-se a la superfície. És un material sòlid amb l’energia superficial més petita.

5. Resistència a l’envelliment atmosfèric, resistència a la radiació i baixa permeabilitat: la superfície i el rendiment es mantenen inalterades després de l’exposició a llarg termini a l’atmosfera.

6. No-Flamabilitat: l’índex de limitació d’oxigen és inferior als 90.

7. Resistència a la corrosió química i resistència al clima: excepte els metalls alcalins fosos, el PTFE gairebé no és corroït per cap reagent químic. Per exemple, quan es bull en àcid sulfúric concentrat, àcid nítric, àcid clorhídric o fins i tot aqua regia, el seu pes i el seu rendiment es mantenen inalterats. També és gairebé insoluble en tots els dissolvents i només és lleugerament soluble en tots els alcans per sobre dels 300 ° C (aproximadament 0,1g/100g). El PTFE no absorbeix la humitat, no és inflamable i és extremadament estable per a l’oxigen i els rajos ultraviolats, de manera que té una excel·lent resistència al temps.

Tot i que la divisió d’enllaços de carboni-carboni i enllaços de fluor de carboni en perfluorocarburs requereix l’absorció d’energia de 346,94 i 484,88kJ/mol respectivament, la despolimerització de politetrafluoroetilè per generar 1 mol de tetrafluoroetilè requereix només 171.38kj d’energia. Per tant, durant el cracking a alta temperatura, el politetrafluoroetilè es despolimeritza principalment en tetrafluoroetilè. Les taxes de pèrdua de pes (%) de politetrafluoroetilè a 260, 370 i 420 ° C són 1 × 10-4, 4 × 10-3 i 9 × 10-2 per hora respectivament. Es pot veure que PTFE es pot utilitzar durant molt de temps a 260 ℃. Atès que els subproductes altament tòxics com el fluorofosgene i el perfluoroisobutilè també es produeixen durant un esquerdament d'alta temperatura, s'ha de prestar una atenció especial a la protecció de la seguretat i per evitar que el politetrafluoroetilè entri en contacte amb flames obertes.

No es fon a una temperatura de 250 ° C i no es torna trencadís a una temperatura ultra -baixa de -260 ° C. El PTFE és extremadament suau, fins i tot el gel no es pot comparar amb ell; Les seves propietats d’aïllament són especialment bones, una pel·lícula tan gruixuda com el diari és suficient per suportar una gran tensió de 1500V.

9. Propietats físiques

PTFE és mecànicament suau. Té energia superficial molt baixa.

El politetrafluoroetilè (F4, PTFE) té una sèrie d’excel·lents propietats de rendiment: resistència a la temperatura d’alta temperatura: temperatura d’ús a llarg termini de 200 ~ 260 graus, resistència a la temperatura baixa: encara suau a -100 graus; Resistència a la corrosió: resistent a aqua regia i a tots els dissolvents orgànics; Resistència al temps: la millor vida envellida en plàstics; Alta lubricació: té el coeficient de fricció més petit en plàstics (0,04); No enganxat: té la tensió superficial més petita en materials sòlids sense adherir -se a res; No-tòxic: té inertesa fisiològica; excel·lents propietats elèctriques, material d’aïllament ideal de classe C. Els materials PTFE s’utilitzen àmpliament en sectors importants com la defensa nacional, l’energia atòmica, el petroli, la ràdio, la maquinària elèctrica i les indústries químiques.

10. Productes de politetrafluoroetilè

Carres de PTFE, canonades, plaques, plaques girades. PTFE és un polímer de tetrafluoroetilè. L’abreviatura anglesa és PTFE. La fórmula estructural és. Va ser descobert a finals dels anys trenta i es va posar a la producció industrial als anys quaranta. Propietats: El pes molecular relatiu del politetrafluoroetilè és relativament gran, que va des de centenars de milers fins a més de 10 milions i, en general, milions (el grau de polimerització és de l'ordre de 104, mentre que el polietilè és només de 103). Generalment, la cristalinitat és del 90 al 95%i la temperatura de fusió de 327 a 342 ° C. Les unitats CF2 de la molècula de politetrafluoroetilè estan disposades en forma de zig -zag. Atès que el radi de l’àtom de fluor és lleugerament més gran que el de l’hidrogen, les unitats CF2 adjacents no poden estar completament orientades a la trans-creu, sinó que formen una cadena retorçada en espiral, gairebé coberta pels àtoms de fluor. A la superfície de tota la cadena de polímer. Aquesta estructura molecular explica les diverses propietats de PTFE. Quan la temperatura és inferior a 19 ° C, es forma una hèlix 13/6; A 19 ° C, es produeix un canvi de fase i les molècules es desenrotllen lleugerament, formant una hèlix 15/7.

1. Propietats mecàniques: el seu coeficient de fricció és extremadament petit, només 1/5 de polietilè, que és una característica important de la superfície de perfluorocarbon. I perquè la força intermolecular entre les cadenes de fluor i el carboni és extremadament baixa, el PTFE no és enganxós.

2. Propietats elèctriques: PTFE té una constant dielèctrica i una pèrdua dielèctrica baixa en un rang de freqüència àmplia i té una tensió de desglossament elevada, resistivitat del volum i resistència a l’arc.

3. Resistència a la radiació: la resistència a la radiació del politetrafluoroetilè és deficient (104 rad). Es degradarà després d’haver-se exposat a una radiació d’alta energia i les propietats elèctriques i mecàniques del polímer es reduiran significativament.

4. Polimerització: el politetrafluoroetilè es produeix mitjançant la polimerització radical lliure de tetrafluoroetilè. Les reaccions de polimerització industrial es realitzen amb agitació en presència d’una gran quantitat d’aigua per dispersar la calor de la reacció i facilitar el control de la temperatura. La polimerització es realitza generalment a 40 a 80 ° C i una pressió de 3 a 26 kgf/cm2. Es poden utilitzar persulfats inorgànics i peròxids orgànics com a iniciadors, o es pot utilitzar un sistema d’inici redox. Cada mol de tetrafluoroetilè allibera calor de 171,38kJ durant la polimerització. La polimerització de dispersió requereix l’addició de tensioactius perfluorinats, com l’àcid perfluorooctanoic o les seves sals.

5. Coeficient d’expansió (25 ~ 250 ℃): 10 ~ 12 × 10-5/℃. PTFE manté excel·lents propietats mecàniques en un ampli rang de temperatura de -196 a 260 ° C. Una de les característiques dels polímers de perfluorocarbon és que no són trencadisses a temperatures baixes.