Politetrafluoroetilen (teflon ali PTFE) ima odlično kemično stabilnost, odpornost proti koroziji, tesnjenje, visoko mazljivost in nelepljivost, električno izolacijo in dobro vzdržljivost proti staranju. Uporablja se predvsem v ceveh, odpornih proti koroziji, posodah, črpalkah, ventilih, radarjih, visokofrekvenčni komunikacijski opremi, radijski opremi itd. z visokimi zahtevami glede zmogljivosti.
Lastnosti materiala
Gostota 2,2 g/cm3
Youngov modul 0,5 Gpa
Meja tečenja 23 MPa
Tališče ~327 stopinj
Politetrafluoretilen [PTFE, F4] je danes eden od materialov, odpornih proti koroziji, na svetu, zato je znan kot "kralj plastike". Dolgo časa se lahko uporablja v vseh vrstah kemičnih medijev, njegova proizvodnja pa je rešila številne težave v kemični industriji, nafti, farmaciji in drugih področjih moje države. PTFE tesnila, tesnila in tesnila. PTFE tesnila, tesnila in tesnila so oblikovani iz suspenzijsko polimerizirane PTFE smole. V primerjavi z drugo plastiko ima PTFE odlično kemično odpornost proti koroziji in temperaturno odpornost. Široko se uporablja kot tesnilni material in polnilni material. PTFE je polimer tetrafluoroetilena. Angleška okrajšava je PTFE. Trgovsko ime je "Teflon". Znan kot "kralj plastike". Osnovna struktura politetrafluoroetilena je. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 - CF2 -. Politetrafluoroetilen se pogosto uporablja v različnih aplikacijah, ki zahtevajo odpornost na kisline, alkalije in organska topila. Ni strupen za ljudi, vendar perfluorooktanoat (PFOA), ena od surovin, uporabljenih v proizvodnem procesu, velja za potencialno rakotvornega.
Politetrafluoretilen (teflon ali PTFE), splošno znan kot "kralj plastike", ima kitajska trgovska imena, kot so "teflon", "teflon", "teflon", "teflon" itd. Je polimerna spojina iz tetrafluoroetilena in ima odlično kemično stabilnost, odpornost proti koroziji, tesnjenje, visoko mazljivost in nelepljivost, električno izolacijo in dobro vzdržljivost proti staranju. Deluje lahko dolgo časa pri temperaturah od +250 stopinj do -180 stopinj. Razen na staljeni kovinski natrij in tekoči fluor je odporen na vse druge kemikalije in se pri kuhanju v aqua regia ne spremeni.
Uporablja se kot inženirska plastika in se lahko izdela v PTFE cevi, palice, trakove, plošče, filme itd. Na splošno se uporablja v ceveh, odpornih proti koroziji, posodah, črpalkah, ventilih, radarjih, visokofrekvenčni komunikacijski opremi, radijski opremi, itd., ki zahtevajo visoko zmogljivost. Disperzijo lahko uporabljamo kot izolirno impregnacijsko tekočino za različne materiale in kot protikorozijsko zaščito na površinah kovine, stekla in keramike. Različni PTFE obroči, PTFE tesnila, PTFE tesnila itd. se pogosto uporabljajo v različnih vrstah protikorozijskih tesnil prirobnic cevovodov. Poleg tega se lahko uporablja tudi za predenje politetrafluoretilenskih vlaken - fluoronon (tuje trgovsko ime je Teflon).
Trenutno so različne vrste izdelkov iz PTFE igrale odločilno vlogo na nacionalnih gospodarskih področjih, kot so kemična industrija, stroji, elektronika, električni aparati, vojaška industrija, vesoljska industrija, varstvo okolja in mostovi.
Pogoji uporabe politetrafluoroetilena (PTFE) kemična industrija, petrokemična industrija, rafiniranje nafte, kloralkalna industrija, proizvodnja kislin, fosfatna gnojila, farmacevtski izdelki, pesticidi, kemična vlakna, barvanje, koksanje, plin, organska sinteza, taljenje barvnih kovin, jeklo, atomska energija in proizvodnja izdelkov visoke čistosti (kot je elektroliza z ionsko membrano), transport in delovanje viskoznih materialov, predelovalni in proizvodni oddelki za hrano, pijačo in druge z zelo strogimi higienskimi zahtevami.
Medij Fluorovodikova kislina, fosforjeva kislina, žveplova kislina, dušikova kislina, klorovodikova kislina, različne organske kisline, organska topila, močni oksidanti in drugi zelo jedki kemični mediji.
Temperatura -20~250 stopinj, kar omogoča nenadno hlajenje in ogrevanje ali izmenično vroče in hladno delovanje. -20-250 stopinj (-4-+482 stopinj F)
Tlak -0.1-6.4Mpa (Polni vakuum do 64kgf/cm2) -0.1-6.4Mpa (Polni vakuum do 64kgf/cm2) Odpornost na visoke temperature – delovna temperatura doseže 250 stopinj.
Odpornost na nizke temperature - ima dobro mehansko žilavost; tudi če temperatura pade na -196 stopinj, lahko ohrani 5 % raztezek. Odpornost proti koroziji - inertna na večino kemikalij in topil, odporna na močne kisline in alkalije, vodo in različna organska topila. Odporen na vremenske vplive - ima življenjsko dobo staranja plastike. Visoko mazanje - ima najnižji koeficient trenja med trdnimi materiali.
Non-stick - je najmanjša površinska napetost v trdnem materialu in se ne lepi na nič.
Nestrupen - fiziološko inerten, dolgotrajna vsaditev v telo kot umetne krvne žile in organi brez neželenih učinkov.
Relativna molekulska masa politetrafluoroetilena je relativno velika in se giblje od sto tisoč do več kot 10 milijonov in na splošno na milijone (stopnja polimerizacije je reda 104, medtem ko je polietilen samo 103). Na splošno je kristaliničnost 90 do 95 %, temperatura taljenja pa 327 do 342 stopinj. Enote CF2 v molekuli politetrafluoroetilena so razporejene v cikcakasti obliki. Ker je polmer atoma fluora nekoliko večji od polmera vodika, sosednje enote CF2 ne morejo biti povsem navzkrižno usmerjene, ampak tvorijo spiralno zavito verigo, ki je skoraj prekrita z atomi fluora. na površini celotne polimerne verige. Ta molekularna struktura pojasnjuje različne lastnosti PTFE. Ko je temperatura nižja od 19 stopinj, se oblikuje vijačnica 13/6; pri 19 stopinjah pride do fazne spremembe in molekule se rahlo odvijejo, da tvorijo vijačnico 15/7.
Čeprav je za cepitev vezi ogljik-ogljik in vezi ogljik-fluor v perfluoroogljikovodikih potrebna absorpcija energije 346,94 oziroma 484,88 kJ/mol, depolimerizacija politetrafluoroetilena za generiranje 1 mol tetrafluoroetilena zahteva le 171,38 kJ energije. Zato se med visokotemperaturnim krekiranjem politetrafluoroetilen večinoma depolimerizira v tetrafluoroetilen. Stopnje izgube teže (%) politetrafluoroetilena pri 260, 370 in 420 stopinjah so 1×10-4, 4×10-3 oziroma 9×10-2 na uro. Vidimo lahko, da se PTFE lahko uporablja dolgo časa pri 260 stopinjah. Ker pri visokotemperaturnem krekingu nastajajo tudi zelo strupeni stranski produkti, kot sta fluorofosgen in perfluoroizobutilen, je treba posebno pozornost nameniti varnostni zaščiti in preprečevanju stika politetrafluoroetilena z odprtim ognjem.
Mehanske lastnosti Njegov koeficient trenja je izjemno majhen, le 1/5 polietilena, kar je pomembna značilnost perfluoroogljikove površine. In ker je medmolekularna sila med verigami fluora in ogljika izjemno nizka, politetrafluoroetilen ni lepljiv.
Ne stopi se pri temperaturi 250 stopinj in ne postane krhka pri ultra nizki temperaturi -260 stopinj. PTFE je izjemno gladek, niti led se ne more primerjati z njim; njegove izolacijske lastnosti so še posebej dobre, film debel kot časopis je dovolj, da prenese visoko napetost 1500 V.
PTFE ohranja odlične mehanske lastnosti v širokem temperaturnem območju od -196 do 260 stopinj. Ena od značilnosti perfluoroogljikovih polimerov je, da pri nizkih temperaturah niso krhki.
Kemična odpornost in odpornost na vremenske vplive Razen staljenih alkalijskih kovin, PTFE skoraj ne razjeda nobena kemična sredstva. Na primer, pri kuhanju v koncentrirani žveplovi kislini, dušikovi kislini, klorovodikovi kislini ali celo aqua regia njegova teža in učinkovitost ostaneta nespremenjeni. Prav tako je skoraj netopen v vseh topilih in je le malo topen v vseh alkanih nad 300 stopinjami (približno 0,1 g/100 g). PTFE ne vpija vlage, je negorljiv in izjemno stabilen na kisik in ultravijolične žarke, zato ima odlično vremensko odpornost. Električne lastnosti PTFE ima nizko dielektrično konstanto in dielektrične izgube v širokem frekvenčnem območju ter ima visoko prebojno napetost, prostorninsko upornost in obločno odpornost.
Odpornost na sevanje: Odpornost na sevanje politetrafluoroetilena je slaba (104 rad). Po izpostavitvi visokoenergijskemu sevanju se razgradi, električne in mehanske lastnosti polimera pa se znatno zmanjšajo.
Polimerizacija Politetrafluoroetilen se proizvaja s polimerizacijo tetrafluoroetilena s prostimi radikali. Reakcije industrijske polimerizacije se izvajajo z mešanjem v prisotnosti velike količine vode, da se razprši reakcijska toplota in olajša nadzor temperature. Polimerizacija se običajno izvaja pri 40 do 80 stopinjah in tlaku od 3 do 26 kgf/cm2. Kot iniciatorje lahko uporabimo anorganske persulfate in organske perokside ali pa uporabimo redoks iniciacijski sistem. Vsak mol tetrafluoroetilena med polimerizacijo sprosti 171,38 kJ toplote. Disperzijska polimerizacija zahteva dodatek perfluoriranih površinsko aktivnih snovi, kot je perfluorooktanojska kislina ali njene soli.
Uporaba PTFE se lahko oblikuje s stiskanjem ali ekstrudiranjem; iz njega se lahko naredijo tudi vodne disperzije za premazovanje, impregnacijo ali izdelavo vlaken. PTFE se pogosto uporablja kot materiali, odporni na visoke in nizke temperature, odporni proti koroziji, izolacijski materiali, premazi proti prijemanju itd. v atomski energiji, vesoljski industriji, elektroniki, električni, kemični industriji, strojih, instrumentih, merilnikih, gradbeništvu, tekstilu, hrani in druge industrije.
Odpornost na atmosfersko staranje: odpornost na sevanje in nizka prepustnost: površina in zmogljivost ostaneta nespremenjena po dolgotrajni izpostavljenosti atmosferi. Nevnetljivost: Indeks omejitve kisika je pod 90.
Odpornost na kisline in alkalije: netopen v močnih kislinah, močnih alkalijah in organskih topilih. Odpornost proti oksidaciji: Odporen na korozijo z močnimi oksidanti. Kislost in bazičnost: nevtralna.
PTFE je mehansko mehak. Ima zelo nizko površinsko energijo.
Politetrafluoroetilen (F4, PTFE) ima vrsto odličnih delovnih lastnosti: odpornost na visoke temperature - temperatura dolgotrajne uporabe 200~260 stopinj, odpornost na nizke temperature - še vedno mehak pri -100 stopinjah; odpornost proti koroziji - odporen na vodko in vsa organska topila; Odpornost na vremenske vplive - najdaljša življenjska doba staranja plastike; visoko mazanje - ima najmanjši koeficient trenja v plastiki (0,04); proti sprijemanju - ima najmanjšo površinsko napetost v trdnih materialih, ne da bi se na karkoli oprijel; netoksičen - ima fiziološko inertnost; odlične električne lastnosti, je idealen izolacijski material razreda C.
Namen: PTFE material se pogosto uporablja v pomembnih sektorjih, kot so nacionalna obrambna industrija, atomska energija, nafta, radio, električni stroji, kemična industrija itd. Izdelki: PTFE palice, cevi, plošče, stružene plošče. PTFE je polimer tetrafluoroetilena. Angleška okrajšava je PTFE. Strukturna formula je. Odkrili so ga v poznih 1930-ih, v industrijsko proizvodnjo pa so ga dali v 1940-ih.
Lastnosti: Relativna molekulska masa politetrafluoroetilena je razmeroma velika in se giblje od sto tisoč do več kot 10 milijonov in na splošno na milijone (stopnja polimerizacije je reda 104, medtem ko je polietilen samo 103). Na splošno je kristaliničnost 90 do 95 %, temperatura taljenja pa 327 do 342 stopinj. Enote CF2 v molekuli politetrafluoroetilena so razporejene v cikcakasti obliki. Ker je polmer atoma fluora nekoliko večji od polmera vodika, sosednje enote CF2 ne morejo biti povsem navzkrižno usmerjene, ampak tvorijo spiralno zavito verigo, ki je skoraj prekrita z atomi fluora. na površini celotne polimerne verige. Ta molekularna struktura pojasnjuje različne lastnosti PTFE. Ko je temperatura nižja od 19 stopinj, se oblikuje vijačnica 13/6; pri 19 stopinjah pride do fazne spremembe in molekule se rahlo odvijejo, da tvorijo vijačnico 15/7.
Čeprav je za cepitev vezi ogljik-ogljik in vezi ogljik-fluor v perfluoroogljikovodikih potrebna absorpcija energije 346,94 oziroma 484,88 kJ/mol, depolimerizacija politetrafluoroetilena za generiranje 1 mol tetrafluoroetilena zahteva le 171,38 kJ energije. Zato se med visokotemperaturnim krekiranjem politetrafluoroetilen večinoma depolimerizira v tetrafluoroetilen. Stopnje izgube teže (%) politetrafluoroetilena pri 260, 370 in 420 stopinjah so 1×10-4, 4×10-3 oziroma 9×10-2 na uro. Vidimo lahko, da se PTFE lahko uporablja dolgo časa pri 260 stopinjah. Ker pri visokotemperaturnem krekingu nastajajo tudi zelo strupeni stranski produkti, kot sta fluorofosgen in perfluoroizobutilen, je treba posebno pozornost nameniti varnostni zaščiti in preprečevanju stika politetrafluoroetilena z odprtim ognjem. Mehanske lastnosti Njegov koeficient trenja je izjemno majhen, le 1/5 polietilena, kar je pomembna značilnost perfluoroogljikove površine. In ker je medmolekularna sila med verigami fluora in ogljika izjemno nizka, politetrafluoroetilen ni lepljiv.
PTFE ohranja odlične mehanske lastnosti v širokem temperaturnem območju od -196 do 260 stopinj. Ena od značilnosti perfluoroogljikovih polimerov je, da pri nizkih temperaturah niso krhki.
Kemična odpornost in odpornost na vremenske vplive Razen staljenih alkalijskih kovin, PTFE skoraj ne razjeda nobena kemična sredstva. Na primer, pri kuhanju v koncentrirani žveplovi kislini, dušikovi kislini, klorovodikovi kislini ali celo aqua regia njegova teža in učinkovitost ostaneta nespremenjeni. Prav tako je skoraj netopen v vseh topilih in je le malo topen v vseh alkanih nad 300 stopinjami (približno 0,1 g/100 g). PTFE ne vpija vlage, je negorljiv in izjemno stabilen na kisik in ultravijolične žarke, zato ima odlično vremensko odpornost. Električne lastnosti PTFE ima nizko dielektrično konstanto in dielektrične izgube v širokem frekvenčnem območju ter ima visoko prebojno napetost, prostorninsko upornost in obločno odpornost.
Odpornost na sevanje: Odpornost na sevanje politetrafluoroetilena je slaba (104 rad). Po izpostavitvi visokoenergijskemu sevanju se razgradi, električne in mehanske lastnosti polimera pa se znatno zmanjšajo.
Polimerizacija Politetrafluoroetilen se proizvaja s polimerizacijo tetrafluoroetilena s prostimi radikali. Reakcije industrijske polimerizacije se izvajajo z mešanjem v prisotnosti velike količine vode, da se razprši reakcijska toplota in olajša nadzor temperature. Polimerizacija se običajno izvaja pri 40 do 80 stopinjah in tlaku od 3 do 26 kgf/cm2. Kot iniciatorje lahko uporabimo anorganske persulfate in organske perokside ali pa uporabimo redoks iniciacijski sistem. Vsak mol tetrafluoroetilena med polimerizacijo sprosti 171,38 kJ toplote. Disperzijska polimerizacija zahteva dodatek perfluoriranih površinsko aktivnih snovi, kot je perfluorooktanojska kislina ali njene soli. Raztezni koeficient (25~250 stopinj) 10~12×10-5/stopinjo.
