Què és PTFE (politetrafluoroetilè)

Què és PTFE (politetrafluoroetilè)?

El politetrafluoroetilè PTFE és un fluoropolímer multifuncional d’alt rendiment compost per àtoms de carboni i àtoms de fluor. Els fluoropolímers són un grup de plàstics amb una àmplia gamma de propietats i beneficis. PTFE és un d'aquests fluoropolímer el descobriment del qual va revolucionar per sempre el grup de fluoropolímer i va obrir el camí per a diverses aplicacions.

Una de les aplicacions comunes de materials PTFE inclou recobriments antiadherents per a cuina de cuina. A causa de la seva no reactivitat, en part a causa de la força de l'enllaç de fluor de carboni, sovint s'utilitza per fer canonades i contenidors per a productes químics reactius i corrosius.

Com es fa PTFE?

PTFE es fabrica molt com qualsevol altre polímer. Està fabricat per tecnologia de polimerització de radicals lliures mitjançant la polimerització d’addició de TFE en un procés per lots en medis aquosos.

L’estructura química de PTFE és la mateixa que el polietilè; L’única diferència important és que els àtoms d’hidrogen són completament substituïts per fluor. Tot i això, PE i PTFE es preparen de maneres molt diferents.

La gran mida dels àtoms de fluor forma una beina uniforme i contínua al voltant dels enllaços de carboni de carboni, proporcionant a la molècula una bona resistència química, inertesa elèctrica i estabilitat.

Característiques i rendiment de PTFE

PTFE inclou tres grànuls principals, dispersions a base d’aigua i pols fins.

Els materials de PTFE granular es produeixen per polimerització de suspensió en un medi aquós amb poc o cap dispersant. Els materials Granulars PTFE s’utilitzen principalment en mètodes de compressió i extrusió de premsat i pistó.

Les dispersions de PTFE a base d’aigua utilitzen la mateixa polimerització a base d’aigua amb més dispersant i agitació. Les dispersions basades en l’aigua s’utilitzen principalment en els recobriments i els mètodes de colada de pel·lícules.

El PTFE finament en pols és una petita partícula blanca produïda per polimerització d’emulsió controlada. La pols de PTFE fina es pot processar en flocs mitjançant extrusió de pasta o additius per millorar la resistència al desgast.

Altres propietats notables de PTFE inclouen una excel·lent resistència a la temperatura alta i baixa, propietats aïllants elèctriques, inertesa química, coeficient baix de fricció (estàtic 0,08 i dinàmica 0,01) i propietats no puntuals en un ampli rang de temperatura (-260 a 260 ° C) .

El PTFE és un dels materials més fiables quan es tracta de resistència química. Només és atacat per metalls alcalins fosa, halogena orgànica com el trifluorur de clor (CLF3) i el difluorur d’oxigen (OF2) i el fluor gasós a temperatures altes.

Les propietats mecàniques de PTFE també són impressionants, però no són tan bones com altres plàstics d’enginyeria a temperatura ambient. Si afegiu els farcits, ha demostrat ser un mètode reeixit per superar aquest obstacle. Dins del seu rang de temperatura normal, PTFE presenta algunes propietats mecàniques útils. Aquestes propietats també es veuen afectades per variables de processament com la temperatura de sinterització, la pressió de preformació, la velocitat de refrigeració, etc. Propietats de polímer com la mida de la partícula de massa molar i la distribució de la mida de les partícules poden afectar negativament les propietats mecàniques.

PTFE té excel·lents propietats d’aïllament elèctric, una constant dielèctrica baixa i una tensió de suport d’aïllament. La constant dielèctrica molt baixa (2.0) és el resultat de l’estructura simètrica complexa de les macromolècules.

El material PTFE també mostra bones propietats tèrmiques, sense degradació significativa per sota de 440 ° C.

També és atacat per la degradació i la radiació a l'aire, a partir d'una dosi de 0,02 mrad.

Desavantatges del material PTFE

Els materials tradicionals de PTFE no estan sense alguns inconvenients. ells són:

Arrossegar i desgastar sensibles

No es pot processar mitjançant mètodes de processament d'estat fos i els mètodes adequats sovint poden ser poc convencionals i escalables.

Dificultat per unir -se

Canvis d’alta dimensió a prop de la temperatura de transició del vidre.

Baixa resistència a la radiació

És corrosiu i pot produir fàcilment fums tòxics.

Importància dels farcits i additius a PTFE

L’addició de càrregues i additius pot millorar significativament les propietats mecàniques del PTFE, especialment les taxes de desgast i desgast. Els farcits d'ús comú inclouen acer, carboni, fibra de vidre, fibra de carboni, grafit, bronze, acer, etc.

Fibra de vidre : la seva incorporació millorarà les propietats de desgast i desgast del PTFE afectant les seves temperatures baixes i altes. A més, els compostos plens de vidre funcionen excepcionalment en ambients oxidants.

Fibra de carboni: la fibra de carboni és essencial per reduir el fluix, millorar la rigidesa, augmentar la flexibilitat i el mòdul de compressió. El PTFE barrejat amb compostos de fibra de carboni té una alta conductivitat tèrmica i un coeficient baix d’expansió tèrmica. La fibra de carboni és inerta a forts alcalis i àcid hidrofluòric (la fibra de vidre és resistent als dos àcids). Aquestes parts són ideals per fabricar peces d'automòbils com ara els amortidors.

Carbon: el carboni com a additiu ajudarà a reduir la fluïdesa, augmentar la duresa i millorar la conductivitat tèrmica del PTFE. Els mateixos resultats es poden obtenir barrejant PTFE i grafit i augmentant la resistència al desgast del compost ple de carboni. Aquestes barreges són ideals per a aplicacions no lubricades com ara anells de pistó en cilindres de compressió.

PTFE ple de bronze: Aquest compost té una excel·lent conductivitat tèrmica i elèctrica, cosa que el fa ideal per a aplicacions subjectes a càrregues i temperatures extremes.

Avantatges d’afegir farcits

Els farcits/additius són essencials per augmentar la porositat del compost PTFE i, per tant, afecten les propietats elèctriques, redueix la força dielèctrica alhora que augmenta el factor constant i la dissipació dielèctrica.

Els farcits poden millorar significativament el rendiment de PTFE tant a temperatures altes com baixes.

Tanmateix, els canvis en les propietats químiques depenen molt del tipus d'additiu utilitzat. Generalment, també deixa resultats positius.

Aplicacions PTFE

Típicament, els termoplàstics fluorats s’utilitzen en aplicacions d’alt rendiment amb resistència a la temperatura alta, alta puresa, baixa temperatura, inertesa química, propietats no enganxades i auto-lubricants. A continuació, es mostren alguns dels usos més habituals per a PTFE:

Enginyeria : coixinets, superfícies antiadherents, seients de vàlvules, taps, accessoris, vàlvules i peces de la bomba.

Medical : pegats de cor, empelts cardiovasculars, reemplaçaments de lligaments.

Indústria química : recobriment de bombes, diafragmes, impulsors, intercanviadors de calor, autoclaus, vaixells de reacció, dipòsits d’emmagatzematge, vaixells, etc.

Automoció : segells de tija, segells d’eix, juntes, anelles O, folres de mànega de combustible, direcció assistida, transmissions i molt més.

Elèctric i electrònica : taulers de circuit impresos flexibles, aïllament elèctric, etc.

Les millors tecnologies per processar PTFE

L’estructura de la cadena de polímers rígides de PTFE fa que sigui extremadament difícil processar mitjançant mètodes tradicionals com el modelat per injecció i l’extrusió. Tot i així, la seva viscositat de fosa extremadament elevada i la seva alta temperatura de fusió no ajuda. La tecnologia de processament ideal per a la manipulació de la metal·lúrgia en pols és adequada per a PTFE.

Sinterització, modelat de compressió, premsat, estampació o pasta d’extrusió, estampació en calent, mecanitzat, extrusió de pols pre-sinteritzada en màquines especials.

Enganxeu l'extrusió barreja PTFE amb hidrocarburs, que s'utilitzen per convertir -lo en cinta, tub i aïllament de filferro. Els hidrocarburs s’evaporen abans que la part s’acabi.

Interval de funcionament -200 ° C a 260 ° C.

Cap

1. El politetrafluoroetilè causa càncer?

resposta. S'ha demostrat que PTFE és tòxic per a la salut humana perquè conté un cancerigen anomenat PFOA. Tot i això, no cal preocupar-se, ja que els recobriments que no siguin PTFE ja no contenen aquesta substància.

2. Per a què s’utilitza PTFE Pipe?

resposta. El tub de PTFE s’utilitza més com a tubs de laboratori, on la resistència química i la puresa són més importants. PTFE té un coeficient de fricció extremadament baix i és coneguda com una de les substàncies "més clares" conegudes.

3. Quin tipus de plàstic és PTFE?

resposta. PTFE és un polímer termoplàstic que és un fluoropolímer compost per àtoms de carboni i àtoms de fluor.

4. Per a què serveix la placa PTFE?

resposta. Les làmines PTFE s'utilitzen en diverses aplicacions com ara juntes encapsulades en PTFE i embalatge PTFE. Té una excel·lent resistència als gasos, aigua, productes químics, combustibles i olis.