Polytetrafluoroethylene (PTFE), also known as "Teflon" and "Plastic King", is widely used in various industries due to its high temperature resistance, corrosion resistance, solvent resistance, high insulation, biological inertness and other characteristics. PTFE is a branch-free polymer composed of only two elements, C and F, in which fluorine atoms replace Polietilen vodikovi atomi .
1. Struktura in lastnosti PTFE
1. Strukturne značilnosti
Politetrafluoroetilen je homopolimer tetrafluoroetilena, ki ga lahko pripravimo s polimerizacijskimi metodami, kot so metoda suspenzije, disperzijska metoda in metoda emulzije .
Polytetrafluoroetilen je zelo močan material in edina vrsta fluoroplastike, ki jo lahko uporabimo kot inženirska plastika .
2. glavne lastnosti
Relativna molekulska masa PTFE je zelo velika, zato relativna molekulska teža očitno nima očitnega učinka na moč, vendar kristalnost pomembno vpliva na togost, žilavost, raztezanje in moč PTFE izdelkov .
The density of PTFE is about 2.2g/cm3, the surface is smooth and waxy, and the contact angle with water is 114℃-115℃. PTFE is usually milky white and opaque, but the quenched product has a certain℃of transparency, almost no water absorption, low permeability to water vapor and dušik in se zmanjšuje z naraščajočo gostoto.
Natezna trdnost, raztezanje, elastični modul, trdota, prepustnost zraka, dielektrična trdnost itd. praznine v izdelku in s tem izboljšajo njeno mehansko trdnost . ptfe ima nizko elastični modul in je nagnjen k lezenju . lezenje je razlog, zakaj se PTFE lahko uporabi za tesnjenje na tesnilih, surovi trakovi, elastični trakovi itd. .
Trdota PTFE je nizka, vendar jo je mogoče izboljšati z dodajanjem polnil .
Koeficient trenja PTFE je najmanjši med vsemi trdnimi materiali in se ne spreminja s temperaturo . Njegov statični koeficient trenja je manjši od koeficienta dinamičnega trenja . Zato se ležaji PTFE nemoteno zaženejo in se lahko uporabljajo kot nizko-ležaje, ki jih lahko uporabijo kot nizko-ločkov, ki jih lahko uporabijo kot nizko-leži hitrost .
Toplotna prevodnost PTFE je nizka, kar je mogoče ustrezno povečati z dodajanjem kovinskih polnil .
Tališče PTFE je 327 stopinj, temperatura toplotne deformacije je 50-60 stopinja (ISO R75 metoda) ali 130-140 (b metoda), temperatura delovanja je -200-260 in je neplačana stopnja, ki jih ima najvišja them throplasmat .. pri 204-327 stopnji, zato ni potreben stabilizator ogrevanja .
Relativna molekularna masa politetrafluoroetilena je relativno velika, od sto tisoč do več kot 10 milijonov, na splošno milijone (stopnja polimerizacije je v vrstnem redu 104, medtem ko je polietilen le 103) ., in tablica je {{4}%, in splošna kristalnost je {{4}%, in splošna kristalnost je {{4}%tal, ki je splošna kristalnost {{4}%, in splošna kristalnost je {{4}%, in je tapljena temperatura, in tabla je ležišče, in tabla je ležišče, in tablica je {{4}%, splošna kristalna . Enote CF2 v molekuli politetrafluoroetilena so razporejene v cikcak obliki ., ker je polmer fluora atoma nekoliko večje od zgodbe o vodiku, sosednjih enot CF2 ne more biti popolnoma usmerjene v trans-crooros, in oblikovati fluorovo, in oblikovati v trans-croorosu, in oblikovati flurosovo orientacij Površina celotne polimerne verige . Ta molekularna struktura pojasnjuje različne lastnosti politetrafluoroetilena .
2. polja aplikacij PTFE
PTFE ima najboljšo kemično korozijsko odpornost, zato se najbolj uporablja v materialih proti koroziji in ima široko paleto aplikacij; PTFE ima odlične električne lastnosti, zato se uporablja kot izolacijski material v elektronski in električni industriji; PTFE ima majhen koeficient trenja in dobro odpornost na obrabo, zato se uporablja za izdelavo materialov, odpornih na obrabo, drsnih delov in tesnil v industriji strojev .
PTFE is widely used in bridges and buildings as a load-bearing support. In addition, according to the selective permeability of PTFE film after treatment, it can be used as a separation material to selectively pass through gas or liquid. Its porous membrane can be used for gas-liquid separation, gas-gas separation and liquid-liquid separation, and can also be used to filter corrosive Tekočine . Poleg tega se PTFE pogosto uporablja tudi v medicinski, elektronski in gradbeni industriji ., na primer, membrane PTFE se lahko uporabljajo kot človeške organe, vključno z umetnimi krvnimi žilami, srčnimi ventili itd. .
1. Uporaba PTFE v polju 5G
Laminat, obložen z bakrom FR4, ki se običajno uporablja v komunikacijski industriji
Zahteve za visokofrekvenčne bakrene laminate v polju 5G so nizka dielektrična konstantna in nizka dielektrična faktor izgube, polje 5G
Politetrafluoroetilenska smola je trenutno polimerni material z najnižjo dielektrično konstanto, njegove dielektrične lastnosti in dielektrična izguba Visokofrekvenčne bakrene laminate .
Poleg tega se PTFE pogosto uporablja tudi v polju 5G za izdelavo polfleksibilnih koaksialnih kablov, RF koaksialnih kablov, radarskih antenskih plošč itd. .
2. Uporaba PTFE v industriji vodikove energije
Na področju vodikove energije se PTFE uporablja predvsem za tesnjenje alkalnih elektrolizarjev, pa tudi za krepitev membrne protona v gorivnih celicah PEM in vodne elektrolize .
V alkalnih elektrolizatorjih so tesnila tesnila glavne komponente, ki imajo tako tesnjene kot izolacijske funkcije . uhajanje je eden od pomembnih dejavnikov, ki vplivajo Tesnila . Domači materiali za tesnjenje z alkalnimi rezervoarji so doživeli več ponovitev in nadgradnje, kot so azbestni gumijasti listi-"krpe v enem" Diafragm tesnila-politetrafluoroetilena (PTFE), ki se nanašajo na kitajske tesnila, ki se nanašajo predvsem elektrolizatorske tesnila . PTFE Vrsta tesnila za polnjenje . PTFE je napolnjena in spremenjena z ojačitvenimi polnili, kot so steklena vlakna, glina in grafit, nato pa oblikovana in sintranja, da tvori tesnila .
V gorivnih celicah in elektrolizi voda pem se membrane iz izmenjave protonov razvijajo v smeri tankosti, vendar življenjska doba tankih homogenih perfluorosulfonskih kislinskih membran ne more izpolniti zahtev gorivnih celic in elektrolize PEM vodne vode ., ki so trenutno membrane protonskih protonskih membrne, ki so pogosto kompozitne protonske membrane, ki so pogosto kompozitne membrane protonske protonske membrane. membrana perfluorosulfonske kisline . razširjena politetrafluoroetilenska membrana (EPTFE) je porozna tridimenzionalna mrežasta mikrostruktura z nivojem mikrometra ali submikrometra .
Trenutno globalni trg EPTFE nadzira nekaj proizvajalcev, kot so Gore, Nitto Denko in Donaldson v Združenih državah Amerike . Domača Pan Asia Microporous je uspešno prebil čezmorski monopol z nenehnim raziskovanjem in prebijanjem tehnologije proizvodnje EPTFE {1} Trgi nizkega cenovnega razreda in ne upoštevajo velikega deleža trga višjega cenovnega razreda .
3. tehnologija modifikacije PTFE
Politetrafluoroetilen (PTFE) ima dobro toplotno odpornost, izolacijo, samovšečne lastnosti, ne-vnetljivost, nelepljene in druge odlične lastnosti zaradi močnih fluorijskih vezi, ki jih ima v regiji, ki vsebuje svojo regijo, ki se nahajajo na reviziji, ki se nanašajo na visoko temperaturno odpornost in nalezja, da se zaradi visoke temperaturne odpornosti in karčkov, ki so v obliki visoke temperature ", zaradi visoke temperaturne odpornosti", ki so bile v obliki visoke temperature ", zaradi konkcije", ki so bile na visoki temperaturi ", zaradi visoke temperaturne odpornosti", ki so bile na visoki temperaturni odpornosti ", in so bile v obliki uporabe in so bile na visoki temperaturni odpornosti, ki so bile na visoki temperaturni odpornosti in nastopane regije", ki so bile na visoki temperaturni odpornosti ", ki so bile na visoki temperaturni odpornosti", ki so bile na visoki temperaturni odpornosti ", ki so bile na visoki temperaturi". Pridobivanje slovesa "kralja plastike" . se široko uporablja v obrambi, mehanski industriji in medicinskih materialih, zlasti na področju tribologije . Zato je na področju inženirske plastike PTFE postal eno od materialov, ki jih favorizirajo raziskovalci .
Vendar pa je zaradi pomanjkljivosti PTFE, kot so nizka trdota, enostavna obraba in slaba odpornost na lezenje, določene omejitve v dejanski uporabi in proizvodnji . Zato so raziskovalci zavezani, da bodo našli odlično metodo za izboljšanje njenih mehanskih lastnosti, ne da bi spremenili prednosti PTFE, ki je v primerjavi s tem, da se s tem razširi predvsem polja {1} Za kompenzacijo pomanjkljivosti samega PTFE, v glavnem vključno s spreminjanjem površine, modifikacijo mešanja in modifikacije polnjenja . med njimi, modifikacija mešanja in modifikacije polnjenja se predvsem uporabljajo pri pripravi kompozitnih materialov, medtem ko je površinska kemična sprememba v glavnem namenjena težavam z vezanjem .
1. Sprememba površine
PTFE has very low surface activity and outstanding non-stickiness, which reduces the℃of adhesion with other materials. Surface modification can not only improve its surface inertness and compatibility with fillers, but also improve the surface activity of the matrix material. The current chemical modification of PTFE surface is mainly plasma treatment, radiation treatment and chemical solution treatment. These methods odstranijo površinske fluoridne ione in cepljene zelo aktivne funkcionalne skupine na površini, da bi dosegli namen izboljšanja aktivnosti matričnega materiala .
Plasma modification bombards the surface of the sample with high-energy plasma, transfers energy to the molecules on the surface of the sample, causes thermal etching, crosslinking, degradation and oxidation reactions of the sample, and causes the CF bond and CC bond on the surface of the sample to break, generate a large number of free radicals or introduce certain polar groups, thereby optimizing the performance of the sample Površina . Sprememba površine materiala z nizkotemperaturno plazemsko obdelavo lahko razdelimo na plazemsko površinsko jedkanje, vezanje v plazmi, nanašanje plazemskih hlapov, nalaganje plazemske tekočine in plazemsko površinsko cepljenje .
Visokoenergijsko sevanje lahko sproži polimerizacijo cepiv in polimerju daje nekatere edinstvene lastnosti, kot so izboljšanje njegove hidrofilnosti, biokompatibilnosti, prevodnosti itd. tvorijo plast cepljenega polimera, ki ga je enostavno vezati, zaradi česar je PTFE površina groba in povečuje območje vezanja ., ki se običajno uporabljajo viri sevanja v sevalnem cepljenju, vključujejo gama žarke, kot so kobalt -60, cesij {{5 {6}, kot je bilo tudi različne vrste, kot je bilo, kot so bile vrste, podobno kot X {6} linearni pospeševalci in ciklotroni .
PTFE lahko zdravimo s kemikalijami za izboljšanje njene površinske aktivnosti . Te kemikalije vključujejo raztopino natrijevega naftalena tetrahidrofurana, amonijansko raztopino kovinskega natrija, alkalijske kovinske amalgam, pentacarbonyl železno raztopino itd. sodium and naphthalene in active ethers such as tetrahydrofuran and ethylene glycol dimethyl ether. Sodium transfers the outermost electrons to the empty orbit of naphthalene to form anion free radicals, which then form ion pairs with sodium and release a large amount of resonance energy; Nato se naftalenski anioni prenesejo na PTFE, uničijo CF vez in odstranijo nekatere fluorirane atome na površini, s čimer tvorijo karbonizirano plast in nekatere polarne skupine na površini PT-FE . Obstajajo aktivne skupine, kot so hidroksil, karbonil in karboksil na površini PTFE, PTFE, PTFE, ki na površini PTFE, ki se nanašajo na površino PTFE Surface .
2. Modifikacija mešanja
The basic principle of blending is the principle of like dissolves like, so the solubility value and surface tension of the blended materials must be similar. Blending PTFE with other engineering plastics can achieve the purpose of complementary advantages while integrating the strengths of each component, thereby expanding the application field to a certain extent. In blending modification, PTFE can be used as both a Matrični material in polnilo za okrepitev drugih polimerov . Tu v glavnem uvajamo polifenilen ester (POB), polifenilen sulfid (PPS) in poliethertherketoton (PEEK) .
POB ima odlično tlačno odpornost na lezenje in visoko trdoto . mešanje s PTFE lahko nadomesti pomanjkljivosti PTFE in izboljša mehanske in tribološke lastnosti PTFE .
Za razliko od POB ima PPS odlično odpornost na obrabo, odpornost na topila, toplotno upornost in enostavno proizvodnjo . V široko se uporablja v vesoljskem in drugih poljih .. Prav tako se lahko uporablja kot matrica za super hidrofobne prevleke . PTFE ima visoke površine, ki imajo THEMEMENTAVE, THEMAL -THEMEME, THEMEMAL, PTFE, THEMEMAL, THEMALS, THEMALSIME, THEMATIVE, THEMATIVNOSTI, THEMATIONALNA, THEMATIVA, THEMATIVNA, THEMATNA, THEMALNA PODROGB Energija in dobra sposobnost samo-malenkosti . Mešanje PPS s PTFE je idealna izbira za izboljšanje triboloških lastnosti hidrofobnih prevlek .
Peek in PTFE sta oba običajna matrična materiala v trdnih mazalnih kompozitih . cai zhnjie et al . Pripravljeni PTFE-modificirani peek kompoziti in preučevali mehanske lastnosti in nošenje mehanizma ., ko je masa frikte od PTFE-jev, ko je masni del mikropoge od PTFE-ja, ko je masa frikta od PTFE-jev. 0 . 35 do približno 0 . 3 in obraba glasnosti je zmanjšana. Ta kompozitni material se lahko uporablja ne samo na mehanskem polju, ampak tudi na medicinskem področju.
Blending modification is simpler and pollution-free than surface chemical modification, but it is generally only modified with polymers, which limits the addition of inorganic fillers such as metals, ceramics, and fibers, resulting in limited performance in improving the strength, hardness, and thermal conductivity of composite materials. In addition, the high inertness of PTFE makes it less compatible with other Polimeri . površino je treba obdelati pred modifikacijo ali pa je treba med postopkom spreminjanja dodati nekatere posebne komponente, da se izboljša združljivost .
3. Modifikacija izpolnjevanja
Za polnjenje spremenjenega PTFE je preprosta in učinkovita metoda . Dodajanje polnil in dodatkov lahko znatno izboljša mehanske lastnosti PTFE, zlasti hitrost lezenja in obrabe ., ki se pogosto uporabljajo polnila, vključujejo steklena vlakna, ogljikovo vlakno, grafit, molibden, molibden, jekleno, itd.
Graphite je dober trdni mazivi . polnjenje grafita v PTFE ne more le močno zmanjšati obrabe kompozitov PTFE, ampak tudi izboljšati toplotno prevodnost in slabo kompresijsko lezenje ptfe .
Molybdenov disulfid (MOS2) ima nižji koeficient trenja kot grafit in je stabilen po naravi, zato se pogosto uporablja ., vendar je cena MOS2 zelo visoka . zmogljivost volframovega disulfida (WS2), vendar ima WS2 boljše, in WS2 in WS2, WS2 in WS2 in WS2 in WS2, WS2 in WS2 in WS2, WS2, in WS2 in WS2, WS2, WS2 in WS2, WS2 in WS2, WS2 in WS2 in WS2, WS2 in WS2, WS2 in WS2 in WS2, Ws2 Obe izboljšata stabilnost trenja in odpornost na obrabo kompozitnih materialov, hkrati pa izboljšujeta mehanske lastnosti . v primerjavi s čistim PTFE lahko stabilnost trenja nadeva WS2 izboljšata za približno 33 {{13} 3% ., če se uporabimo, če se kompozitno polnjenje uporabi, lahko v primerjavi z enim polnjenjem izboljšamo.
Ogljikova vlakna (CF) ima visoko specifično trdnost, visoko modul, nizko gostoto, odlične odpornosti proti obrabi in lastnosti lezenja . ogljikove vlaknine so bistvenega koeficient . ogljikova vlakna je inertna na močno alkalijsko in hidrofluorovo kislino (steklena vlakna lahko tolerirajo ta dve kislini) . Ti deli so zelo primerni za proizvodnjo avtomobilskih delov, kot so amortizerji za udarce .
GF je bil od nekdaj naklonjen pri proizvodnji industrijskih materialov za trenje zaradi visoke trdnosti, visoke modula in razmeroma nizke cene in se širše uporablja kot CF na področju polnjenja in spreminjanja polimera .
Kalijev titanat Whisker (PTW) ima veliko boljše mehanske lastnosti kot običajno uporabljene GF, CF itd. izboljšanja ene lastnosti, medtem ko žrtvuje drugo pri spreminjanju GF in CF, in ima stabilne kemijske lastnosti, dobro toplotno izolacijo in odpornost proti obrabi . Čeprav je učinek polnjenja in spreminjanja PTW boljši od GF in CF, je treba združljivost med PTW in materialom matrice še izboljšati .
PTFE, napolnjena z bronom, ima ta spojina odlično toplotno prevodnost in električno prevodnost, zaradi česar je zelo primeren za aplikacije z ekstremnimi obremenitvami in temperaturami .
Iv . Povzetek PTFE
PTFE ima odlične celovite lastnosti in je najbolj razširjena raznolikost med fluoroplastiko, ki igra vse pomembnejšo vlogo . z napredovanjem znanosti in tehnologije, čisti PTFE ne more več izpolnjevati tržnega povpraševanja, zato je postal neizogibni trend za spreminjanje PTFE, predvsem spreminjanje površin, spreminjanje površine, modifikacija in polnjenje modifikacije {{1} modifikacije {{1} modifikacije {{1} PTFE in je v bistvu obvladal metode oblikovanja in obdelave spremenjenega PTFE ., vendar v primerjavi s tujimi državami še vedno obstaja velika vrzel v tehnologiji in kakovosti izdelka ., raziskave, obdelava in uporaba spremenjenih PTFE in mehanizma v različnih delovnih pogojih, ki jih je treba nadaljevati {{4}, ki jih je treba nadaljevati {{4}