Padziļināta politetrafluoretilēna PTFE īpašību un pielietojumu analīze

Politetrafluoretilēns (poli tetra fluoretilēns), PTFE angļu saīsinājums, kas plaši pazīstams kā “plastmasas karalis”, firmas nosaukums ir teflons. Ķīnā izrunas dēļ preču zīmi "teflon" sauc arī par teflonu, teflona pūķi, teflonu, teflonu, teflonu utt. Visi teflona transliterati.

Politetrafluoretilēns ir pazīstams kā "plastmasas karalis". Roy Plunkett, the father of fluororesin, began researching substitutes for Freon at DuPont in the United States in 1936. They collected part of the tetrafluoroethylene and stored it in cylinders to prepare for the second They conducted the next experiment the next day, but when they Nākamajā dienā atvēra cilindra spiediena samazināšanas vārstu, bez gāzes neizbēga. Viņi domāja, ka tā ir gāzes noplūde, bet, nosverot cilindru, viņi atklāja, ka cilindrs nav zaudējis svaru. Viņi zāģēja cilindru un atrada lielu daudzumu balta pulvera, kas bija politetrafluoretilēna.

Viņu pētījumos atklājās, ka politetrafluoretilēnam ir lieliskas īpašības un kuras var izmantot anti-kausēšanas blīvēšanas blīves atomu bumbām, artilērijas čaumalās utt. Tāpēc ASV militārpersonas Otrā pasaules kara laikā šo tehnoloģiju noslēpa. Tikai līdz Otrā pasaules kara beigām tas tika deklasificēts, un 1946. gadā tika panākta PTFE rūpnieciskā ražošana.

1. Produkta nosaukums: PTFE

2. Angļu nosaukums: politetrafluoretilēns

3. Alias

PTFE; Teflons; Teflons; teflons; Teflons; F4; Plastmasas karalis; Teflons (japāņu) [angļu saīsinājums ir

PTFE, firmas nosaukums ir teflons, un tulkojums ķīniešu valodā dažādās vietās ir atšķirīgs: kontinentālā Ķīna to tulko kā teflonu, Honkonga to tulko kā teflonu, un Taivāna to tulko kā teflonu]

4. Molekulārā formula:

[CF2CF2] n

5. Ražošanas metode

Ptfe

Ražots ar tetrafluoretilēna brīvo radikāļu polimerizāciju. Rūpnieciskās polimerizācijas reakcijas tiek veiktas ar maisīšanu liela daudzuma ūdens klātbūtnē, lai izkliedētu reakcijas siltumu un atvieglotu temperatūras kontroli. Polimerizāciju parasti veic 40 līdz 80 ° C temperatūrā un spiedienu no 3 līdz 26 kgf/cm2. Neorganiskus persulfātus un organiskos peroksīdus var izmantot kā iniciatorus, vai arī var izmantot redox iniciācijas sistēmu. Katrs tetrafluoretilēna mols polimerizācijas laikā atbrīvo siltumu 171,38 kJ. Dispersijas polimerizācijai ir jāpievieno perfluorētas virsmaktīvās vielas, piemēram, perfluoroktānskābe vai tās sāļi.

6. Pieteikums

Politetrafluoretilēns [PTFE, F4] ir viens no materiāliem ar labāko pretestību korozijai mūsdienu pasaulē, tāpēc to sauc par “plastmasas karali”. To var izmantot jebkura veida ķīmiskos plašsaziņas līdzekļos ilgu laiku, un tā ražošana ir atrisinājusi daudzas problēmas manas valsts ķīmiskajā rūpniecībā, naftas, farmācijas un citās jomās. PTFE blīves, blīves un blīves. PTFE blīves, blīves un blīves ir veidotas no suspensijas polimerizētiem PTFE sveķiem. Salīdzinot ar citām plastmasām, PTFE ir lieliska ķīmiska korozijas izturība un izturība pret temperatūru. Tas ir plaši izmantots kā blīvēšanas un pildījuma materiāls. Tam ir augsta ķīmiskās stabilitātes pakāpe un lieliska izturība pret ķīmisko koroziju, piemēram, izturība pret stiprām skābēm, stiprām sārmiem, spēcīgiem oksidētājiem utt. Tam ir izcila karstuma izturība, aukstuma izturība un nodiluma izturība. Ilgtermiņa lietošanas temperatūras diapazons ir -200-+250 ℃. Tam ir lieliska elektriskā izolācija, un to neietekmē temperatūra un biežums. Turklāt tam ir nelipīgu, neabsorbentu un nedegošu īpašības. Suspensijas sveķi parasti tiek veidoti un apstrādāti, veidojot un saķepinot. Iegūtos stieņus, plāksnes vai citus profilus var tālāk apstrādāt, izmantojot tādas apstrādes metodes kā pagrieziens, urbšana un frēzēšana. Pēc tam bāru var pagriezt un ievilkt orientētā filmā.

7. Politetrafluoretilēna (PTFE) īpašības

1. Stiprums (augsta stiprības un svara attiecība)

2. Ķīmiski inerts

3. Bioloģiskā pielāgošanās spēja

4. Augsta termiskā pretestība

5. Augsta ķīmiska izturība skarbā vidē

6. Zema uzliesmojamība

7. Zema berzes koeficients

8. Zema dielektriskā konstante

9. Zema ūdens absorbcija

10. Labas laika apstākļu īpašības

PTFE ir tetrafluoretilēna polimērs. Angļu saīsinājums ir PTFE. Tirdzniecības nosaukums ir "teflon". Pazīstams kā "plastmasas karalis". Politetrafluoretilēna pamatstruktūra ir - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. Politetrafluoretilēnu plaši izmanto dažādos lietojumos, kuriem nepieciešama izturība pret skābēm, sārmiem un organiskiem šķīdinātājiem. Tas nav toksisks cilvēkiem, bet perfluoroctanoate (PFOA), kas ir viena no izejvielām, ko izmanto ražošanas procesā, tiek uzskatīts par potenciāli kancerogēnu. Politetrafluoretilēna relatīvā molekulmasa ir salīdzinoši liela, sākot no simtiem tūkstošu līdz vairāk nekā 10 miljoniem, un parasti miljoniem (polimerizācijas pakāpe ir līdz 104, bet polietilēns ir tikai 103). Parasti kristalitāte ir no 90 līdz 95%, un kušanas temperatūra ir no 327 līdz 342 ° C. CF2 vienības politetrafluoretilēna molekulā ir sakārtotas zigzaga formā. Tā kā fluora atoma rādiuss ir nedaudz lielāks nekā ūdeņradim, blakus esošās CF2 vienības nevar pilnībā orientēt uz trans-krusto, bet gan veido spirālveida savītu ķēdi, kuru gandrīz pārklāj fluora atomi. uz visas polimēru ķēdes virsmas. Šī molekulārā struktūra izskaidro PTFE dažādās īpašības. Kad temperatūra ir zemāka par 19 ° C, veidojas 13/6 spirāle; 19 ° C temperatūrā notiek fāzes maiņa, un molekulas ir nedaudz atšķetinātas, veidojot 15/7 spirāles.

8. Ķīmiskās īpašības

Politetrafluoretilēna ķīmiskā struktūra veidojas, aizstājot visus ūdeņraža atomus polietilēnā ar fluora atomiem.

F atomi PTFE molekulā aptver CC saites, un CF saites enerģija ir augsta un īpaši stabila. To nav korozijas ar ķīmiskām vielām, izņemot sārmu metālus un elementāro fluoru.

F atoms PTFE molekulā ir simetrisks, un abi CF elementi tiek apvienoti kovalenti. Molekulā nav brīvu elektronu, un visa molekula ir neitrāla. PTFE ir lieliskas dielektriskās īpašības, jo PTFE molekulārajā struktūrā nav gramu saites, tāpēc tā kristalitāte ir ļoti augsta. Tā kā ārpus PTFE molekulām ir inerts fluoru saturošs apvalks, tam ir izcilas nelipīgas īpašības un zemas berzes koeficients.

1. Izolācija: vide un frekvence neietekmē, tilpuma pretestība var sasniegt 1018 omi cm, dielektriskais zudums ir mazs, un sadalīšanās spriegums ir augsts.

2. Augsta un zema izturība pret temperatūru: ietekme uz temperatūru daudz nemainās, temperatūras diapazons ir plašs, un izmantojamā temperatūra ir -190 ~ 260 ℃.

3. Pašizblūžinošs: tai ir mazākais berzes koeficients plastmasā un tas ir ideāls eļļas eļļošanas materiāls.

4. Virsmas nelipīgums: neviens ciets materiāls nevar pielipt virsmai. Tas ir ciets materiāls ar mazāko virsmas enerģiju.

5. Atmosfēras novecošanās pretestība, starojuma izturība un zema caurlaidība: virsma un veiktspēja paliek nemainīga pēc ilgstošas ​​atmosfēras iedarbības.

6. Neuzliesmojamība: skābekļa ierobežošanas indekss ir zem 90.

7. Ķīmiskā izturība pret koroziju un izturība pret laika apstākļiem: izņemot izkausētus sārmu metālus, PTFE gandrīz nav korozijas ar ķīmiskiem reaģentiem. Piemēram, vārot koncentrētā sērskābē, slāpekļskābē, sālsskābē vai pat Aqua Regia, tās svars un veiktspēja paliek nemainīga. Tas arī gandrīz nešķīst visos šķīdinātājos un tikai nedaudz šķīst visos alkānos virs 300 ° C (apmēram 0,1 g/100 g). PTFE neuzsūc mitrumu, nav uzliesmojošs un ir ārkārtīgi stabils skābekļa un ultravioletos staros, tāpēc tam ir lieliska laika apstākļu izturība.

Lai arī oglekļa-oglekļa saites un oglekļa-fluorīna saišu šķelšanai perfluorokarbonos nepieciešama attiecīgi 346,94 un 484,88kJ/mol enerģijas absorbcija, poliTetrafluoroetilēna depolimerizācija tetrafluoretilēnam ir tikai 171,38Kj. Tāpēc augstas temperatūras plaisāšanas laikā politetrafluoretilēna galvenokārt depolimerizē tetrafluoretilēnā. Politetrafluoretilēna svara zaudēšanas līmenis (%) (%) pie 260, 370 un 420 ° C ir attiecīgi 1 × 10-4, 4 × 10-3 un 9 × 10-2 stundā. Var redzēt, ka PTFE var izmantot ilgu laiku 260 ℃. Tā kā ļoti toksiski blakusprodukti, piemēram, fluorofosgēns un perfluorizobutilēns, tiek ražoti arī augstas temperatūras plaisāšanas laikā, īpaša uzmanība jāpievērš drošības aizsardzībai un lai neļautu politetrafluoretilēna nonākšanai saskarē ar atvērtām liesmām.

Tas neizkūst temperatūrā 250 ° C un nekļūst trausls īpaši zemā temperatūrā -260 ° C. PTFE ir ārkārtīgi gluds, pat ledus nevar salīdzināt ar to; Tās izolācijas īpašības ir īpaši labas, pietiek ar filmu, kas ir tik bieza kā avīze, lai izturētu augsto spriegumu 1500 V.

9. Fiziskās īpašības

PTFE ir mehāniski mīksts. Ir ļoti zema virsmas enerģija.

Politetrafluoretilēnam (F4, PTFE) ir virkne izcilu veiktspējas īpašību: izturība pret augstu temperatūru - ilgtermiņa lietošanas temperatūra 200 ~ 260 grādos, zemas temperatūras izturība - joprojām ir mīksta -100 grādos; izturība pret koroziju - izturīga pret Aqua Regia un visiem organiskajiem šķīdinātājiem; Laika apstākļu pretestība - labākā novecošanās dzīve plastikā; Augsta eļļošana - ir mazākais berzes koeficients plastmasā (0,04); Neizmantojiet - tam ir mazākais cieto materiālu virsmas spraigums, neko neieejot; Netoksisks-ir fizioloģiska inerta; izcilas elektriskās īpašības, ideāls C klases izolācijas materiāls. PTFE materiālus plaši izmanto tādās nozīmīgās nozarēs kā valsts aizsardzība, atomenerģija, naftas, radio, elektriskās mašīnas un ķīmiskās rūpniecības nozares.

10. Politetrafluoretilēna produkti

PTFE stieņi, caurules, šķīvji, pagrieztas plāksnes. PTFE ir tetrafluoretilēna polimērs. Angļu saīsinājums ir PTFE. Strukturālā formula ir. Tas tika atklāts 30. gadu beigās un 1940. gados tika nodots rūpniecības ražošanai. Īpašības: politetrafluoretilēna relatīvā molekulmasa ir salīdzinoši liela, sākot no simtiem tūkstošu līdz vairāk nekā 10 miljoniem, un parasti miljoniem (polimerizācijas pakāpe ir 104, bet polietilēns ir tikai 103). Parasti kristalitāte ir no 90 līdz 95%, un kušanas temperatūra ir no 327 līdz 342 ° C. CF2 vienības politetrafluoretilēna molekulā ir sakārtotas zigzaga formā. Tā kā fluora atoma rādiuss ir nedaudz lielāks nekā ūdeņradim, blakus esošās CF2 vienības nevar pilnībā orientēt uz trans-krusto, bet gan veido spirālveida savītu ķēdi, kuru gandrīz pārklāj fluora atomi. uz visas polimēru ķēdes virsmas. Šī molekulārā struktūra izskaidro PTFE dažādās īpašības. Kad temperatūra ir zemāka par 19 ° C, veidojas 13/6 spirāle; 19 ° C temperatūrā notiek fāzes maiņa, un molekulas ir nedaudz atšķetinātas, veidojot 15/7 spirāles.

1. Mehāniskās īpašības: tā berzes koeficients ir ārkārtīgi mazs, tikai 1/5 polietilēna, kas ir svarīga perfluorogļūdeņraža virsmas iezīme. Tā kā starpmolekulārais spēks starp fluoru un oglekļa ķēdēm ir ārkārtīgi zems, PTFE ir nelipīgs.

2. Elektriskās īpašības: PTFE ir zems dielektriskās konstantes un dielektriskie zudumi plašā frekvenču diapazonā, un tai ir augsts sadalīšanās spriegums, tilpuma pretestība un loka pretestība.

3. Starojuma pretestība: politetrafluoretilēna starojuma izturība ir slikta (104 rad). Tas tiks degradēts pēc tam, kad tas tiks pakļauts augstas enerģijas starojumam, un polimēra elektriskās un mehāniskās īpašības tiks ievērojami samazinātas.

4. Polimerizācija: politetrafluoretilēna ražo, veicot brīvo radikāļu polimerizāciju tetrafluoretilēnam. Rūpnieciskās polimerizācijas reakcijas tiek veiktas ar maisīšanu liela daudzuma ūdens klātbūtnē, lai izkliedētu reakcijas siltumu un atvieglotu temperatūras kontroli. Polimerizāciju parasti veic 40 līdz 80 ° C temperatūrā un spiedienu no 3 līdz 26 kgf/cm2. Neorganiskus persulfātus un organiskos peroksīdus var izmantot kā iniciatorus, vai arī var izmantot redox iniciācijas sistēmu. Katrs tetrafluoretilēna mols polimerizācijas laikā atbrīvo siltumu 171,38 kJ. Dispersijas polimerizācijai ir jāpievieno perfluorētas virsmaktīvās vielas, piemēram, perfluoroktānskābe vai tās sāļi.

5. Paplašināšanas koeficients (25 ~ 250 ℃): 10 ~ 12 × 10-5/℃. PTFE saglabā lieliskas mehāniskās īpašības plašā temperatūras diapazonā no -196 līdz 260 ° C. Viena no perfluorogļūdeņraža polimēru īpašībām ir tā, ka zemā temperatūrā tie nav trausli.