Політетрафторетилен (тефлон або PTFE) має чудову хімічну стабільність, стійкість до корозії, герметизацію, високий рівень змащування та відсутність липкості, електричну ізоляцію та хорошу стійкість до старіння. В основному використовується в корозійностійких трубах, контейнерах, насосах, клапанах, радарах, високочастотному комунікаційному обладнанні, радіообладнанні тощо з високими вимогами до продуктивності.
Властивості матеріалу
Щільність 2,2 г/см3
Модуль Юнга 0,5 Гпа
Межа текучості 23 МПа
Температура плавлення ~327 градусів
Політетрафторетилен [PTFE, F4] є одним із корозійностійких матеріалів у світі, тому його називають «королем пластмас». Його можна використовувати в будь-яких хімічних середовищах протягом тривалого часу, і його виробництво вирішило багато проблем у хімічній промисловості, нафтовій, фармацевтичній та інших галузях моєї країни. PTFE ущільнювачі, прокладки та прокладки. PTFE ущільнювачі, прокладки та прокладки формуються з суспензійної полімеризованої PTFE смоли. Порівняно з іншими пластиками, PTFE має чудову стійкість до хімічної корозії та температуру. Він широко використовувався як пломбувальний матеріал і пломбувальний матеріал. ПТФЕ - це полімер тетрафторетилену. Англійська абревіатура - PTFE. Торгова назва «Тефлон». Відомий як «король пластику». Основною структурою політетрафторетилену є. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 - CF2 -. Політетрафторетилен широко використовується в різних сферах застосування, де потрібна стійкість до кислот, лугів і органічних розчинників. Він не токсичний для людини, але перфтороктаноат (PFOA), одна із сировини, яка використовується у процесі виробництва, вважається потенційно канцерогенним.
Політетрафторетилен (тефлон або PTFE), широко відомий як «король пластмас», має такі китайські торгові назви, як «тефлон», «тефлон», «тефлон», «тефлон» тощо. Це полімерна суміш, виготовлена з тетрафторетилену та має чудову хімічну стабільність, стійкість до корозії, герметизацію, високий рівень змащування та відсутність липкості, електричну ізоляцію та гарну стійкість до старіння. Він може працювати протягом тривалого часу при температурах від +250 градусів до -180 градусів. За винятком розплавленого металевого натрію та рідкого фтору, він стійкий до всіх інших хімікатів і не змінюється при кип’ятінні в царській горілці.
Використовується як конструкційний пластик, з нього можна виготовляти PTFE труби, стрижні, стрічки, пластини, плівки тощо. Зазвичай він використовується в корозійностійких трубах, контейнерах, насосах, клапанах, радарах, високочастотному комунікаційному обладнанні, радіообладнанні, тощо, які потребують високої продуктивності. Дисперсію можна використовувати як ізоляційну рідину для просочування різних матеріалів і як антикорозійне покриття поверхонь металу, скла, кераміки. Різноманітні кільця з PTFE, прокладки з PTFE, сальники з PTFE тощо широко використовуються в різних типах антикорозійних ущільнень фланців трубопроводів. Крім того, його можна використовувати і для прядіння політетрафторетиленового волокна - флуорон (іноземна торгова назва - Teflon).
В даний час різні види виробів з PTFE відіграють вирішальну роль у галузях національної економіки, таких як хімічна промисловість, машинобудування, електроніка, електроприлади, військова промисловість, аерокосмічна промисловість, охорона навколишнього середовища та мости.
Умови використання політетрафторетилену (PTFE) промисловість хімічна, нафтохімічна, нафтопереробна, хлорно-лужна, кислотна промисловість, фосфатні добрива, фармацевтика, пестициди, хімічні волокна, фарбування, коксування, газ, органічний синтез, виплавка кольорових металів, сталь, атомна енергетика та виробництво продуктів високої чистоти (наприклад, електроліз іонної мембрани), транспортування та експлуатація в’язких матеріалів, харчові продукти, напої та інші відділи обробки та виробництва з дуже суворими вимогами гігієни.
Середовище Плавикова кислота, фосфорна кислота, сірчана кислота, азотна кислота, соляна кислота, різні органічні кислоти, органічні розчинники, сильні окислювачі та інші висококорозійні хімічні середовища.
Температура -20~250 градусів, що дозволяє раптове охолодження та нагрівання або чергування гарячої та холодної роботи. -20-250 градус (-4-+482 градус F)
Тиск -0.1-6.4 МПа (повний вакуум до 64 кгс/см2) -0.1-6.4 МПа (повний вакуум до 64 кгс/см2) Стійкість до високих температур – робоча температура досягає 250 градусів.
Низькотемпературна стійкість - має хорошу механічну міцність; навіть якщо температура падає до -196 градусів, він може зберігати 5% подовження. Корозійна стійкість - інертний до більшості хімікатів і розчинників, стійкий до сильних кислот і лугів, води і різних органічних розчинників. Стійкий до атмосферних впливів - має термін старіння, ніж пластик. Висока змащувальна здатність - має найнижчий коефіцієнт тертя серед твердих матеріалів.
Антипригарне покриття - це найменший поверхневий натяг твердого матеріалу і ні до чого не прилипає.
Нетоксичний - фізіологічно інертний, довготривала імплантація в організм у вигляді штучних кровоносних судин і органів без побічних реакцій.
Відносна молекулярна маса політетрафторетилену відносно велика, коливається від сотень тисяч до понад 10 мільйонів і, як правило, мільйонів (ступінь полімеризації становить близько 104, тоді як поліетилен становить лише 103). Як правило, кристалічність становить від 90 до 95%, а температура плавлення становить від 327 до 342 градусів. Агрегати CF2 в молекулі політетрафторетилену розташовані зигзагоподібно. Оскільки радіус атома фтору трохи більший, ніж радіус водню, сусідні ланки CF2 не можуть бути повністю транс-перехресно орієнтованими, а утворюють спірально закручений ланцюг, який майже закритий атомами фтору. на поверхні всього полімерного ланцюга. Ця молекулярна структура пояснює різні властивості PTFE. Коли температура нижче 19 градусів, утворюється спіраль 13/6; при 19 градусах відбувається зміна фази, і молекули злегка розкручуються, утворюючи спіраль 15/7.
Хоча розщеплення зв’язків вуглець-вуглець і зв’язків вуглець-фтор у перфторуглеродах потребує поглинання енергії 346,94 і 484,88 кДж/моль відповідно, деполімеризація політетрафторетилену для отримання 1 моль тетрафторетилену потребує лише 171,38 кДж енергії. Тому під час високотемпературного крекінгу політетрафторетилен в основному деполімеризується в тетрафторетилен. Швидкість втрати ваги (%) політетрафторетилену при 260, 370 і 420 градусах становить 1×10-4, 4×10-3 і 9×10-2 на годину відповідно. Можна побачити, що PTFE можна використовувати протягом тривалого часу при 260 градусах. Оскільки під час високотемпературного крекінгу також утворюються високотоксичні побічні продукти, такі як фторфосген і перфторизобутилен, особливу увагу слід приділяти захисту безпеки та запобіганню контакту політетрафторетилену з відкритим вогнем.
Механічні властивості Його коефіцієнт тертя надзвичайно малий, лише 1/5 поліетилену, що є важливою особливістю перфторвуглецевої поверхні. А оскільки міжмолекулярна сила між ланцюгами фтору та вуглецю надзвичайно низька, політетрафторетилен не липкий.
Він не плавиться при температурі 250 градусів і не стає крихким при наднизькій температурі -260 градусів. PTFE надзвичайно гладкий, з ним не зрівняється навіть лід; його ізоляційні властивості особливо хороші, плівки товщини газети достатньо, щоб витримати високу напругу 1500 В.
PTFE зберігає чудові механічні властивості в широкому діапазоні температур від -196 до 260 градусів. Однією з характеристик перфторвуглецевих полімерів є те, що вони не є крихкими при низьких температурах.
Хімічна стійкість і атмосферостійкість За винятком розплавлених лужних металів, PTFE майже не піддається корозії ніякими хімічними агентами. Наприклад, при кип’ятінні в концентрованій сірчаній кислоті, азотній кислоті, соляній кислоті або навіть у царській горілці його вага та продуктивність залишаються незмінними. Він також майже нерозчинний у всіх розчинниках і лише незначно розчинний у всіх алканах вище 300 ступеня (приблизно 0,1 г/100 г). ПТФЕ не вбирає вологу, негорючий і надзвичайно стійкий до кисню та ультрафіолетових променів, тому має відмінну атмосферостійкість. Електричні властивості PTFE має низьку діелектричну проникність і діелектричні втрати в широкому діапазоні частот, а також має високу напругу пробою, питомий об'ємний опір і опір дузі.
Радіаційна стійкість: радіаційна стійкість політетрафторетилену низька (104 рад). Після впливу високоенергетичного випромінювання він деградує, а електричні та механічні властивості полімеру значно погіршуються.
Полімеризація Політетрафторетилен отримують шляхом вільнорадикальної полімеризації тетрафторетилену. Реакції промислової полімеризації проводяться з перемішуванням у присутності великої кількості води, щоб розсіяти тепло реакції та полегшити контроль температури. Полімеризацію зазвичай проводять при температурі від 40 до 80 градусів і тиску від 3 до 26 кгс/см2. В якості ініціаторів можна використовувати неорганічні персульфати та органічні пероксиди або можна використовувати окислювально-відновну систему ініціювання. Кожен моль тетрафторетилену під час полімеризації виділяє 171,38 кДж тепла. Дисперсійна полімеризація вимагає додавання перфторованих поверхнево-активних речовин, таких як перфтороктанова кислота або її солі.
Застосування PTFE може бути сформований шляхом стиснення або екструзії; з нього також можна зробити водні дисперсії для покриття, просочення або виготовлення волокна. PTFE широко використовується як стійкий до високих і низьких температур, корозійностійкий матеріал, ізоляційний матеріал, антипригарне покриття тощо в атомній енергетиці, аерокосмічній промисловості, електроніці, хімічній промисловості, машинобудуванні, приладах, лічильниках, будівництві, текстилі, харчовій промисловості та інші галузі.
Стійкість до атмосферного старіння: стійкість до радіації та низька проникність: поверхня та характеристики залишаються незмінними після тривалого впливу атмосфери. Негорючість: індекс обмеження кисню нижче 90.
Стійкість до кислот і лугів: не розчиняється в сильних кислотах, сильних лугах і органічних розчинниках. Стійкість до окислення: стійка до корозії сильними окислювачами. Кислотність і лужність: нейтральна.
ПТФЕ механічно м'який. Має дуже низьку поверхневу енергію.
Політетрафторетилен (F4, PTFE) має низку чудових експлуатаційних властивостей: стійкість до високих температур - температура тривалого використання 200~260 градусів, стійкість до низьких температур - залишається м'яким при -100 градусах; стійкість до корозії - стійкий до царської горілки і всіх органічних розчинників; Стійкість до погодних умов - найдовший термін старіння у пластмас; висока мастильність - має найменший коефіцієнт тертя в пластмасах (0,04); антипригарний - має найменший поверхневий натяг в твердих матеріалах, ні до чого не прилипаючи; нетоксичний – має фізіологічну інертність; відмінні електричні властивості, це ідеальний ізоляційний матеріал класу C.
Призначення: PTFE матеріал широко використовується у важливих галузях, таких як національна оборонна промисловість, атомна енергетика, нафта, радіо, електричні машини, хімічна промисловість тощо. Продукти: PTFE стрижні, труби, плити, точені пластини. ПТФЕ - це полімер тетрафторетилену. Англійська абревіатура - PTFE. Структурна формула . Він був відкритий наприкінці 1930-х років і запущений у промислове виробництво у 1940-х роках.
Властивості: відносна молекулярна маса політетрафторетилену є відносно великою, коливається від сотень тисяч до понад 10 мільйонів і, як правило, мільйонів (ступінь полімеризації становить близько 104, тоді як поліетилен становить лише 103). Як правило, кристалічність становить від 90 до 95%, а температура плавлення становить від 327 до 342 градусів. Агрегати CF2 в молекулі політетрафторетилену розташовані зигзагоподібно. Оскільки радіус атома фтору трохи більший, ніж радіус водню, сусідні ланки CF2 не можуть бути повністю транс-перехресно орієнтованими, а утворюють спірально закручений ланцюг, який майже закритий атомами фтору. на поверхні всього полімерного ланцюга. Ця молекулярна структура пояснює різні властивості PTFE. Коли температура нижче 19 градусів, утворюється спіраль 13/6; при 19 градусах відбувається зміна фази, і молекули злегка розкручуються, утворюючи спіраль 15/7.
Хоча розщеплення зв’язків вуглець-вуглець і зв’язків вуглець-фтор у перфторуглеродах потребує поглинання енергії 346,94 і 484,88 кДж/моль відповідно, деполімеризація політетрафторетилену для отримання 1 моль тетрафторетилену потребує лише 171,38 кДж енергії. Тому під час високотемпературного крекінгу політетрафторетилен в основному деполімеризується в тетрафторетилен. Швидкість втрати ваги (%) політетрафторетилену при 260, 370 і 420 градусах становить 1×10-4, 4×10-3 і 9×10-2 на годину відповідно. Можна побачити, що PTFE можна використовувати протягом тривалого часу при 260 градусах. Оскільки під час високотемпературного крекінгу також утворюються високотоксичні побічні продукти, такі як фторфосген і перфторизобутилен, особливу увагу слід приділяти захисту безпеки та запобіганню контакту політетрафторетилену з відкритим вогнем. Механічні властивості Його коефіцієнт тертя надзвичайно малий, лише 1/5 поліетилену, що є важливою особливістю перфторвуглецевої поверхні. А оскільки міжмолекулярна сила між ланцюгами фтору та вуглецю надзвичайно низька, політетрафторетилен не липкий.
PTFE зберігає чудові механічні властивості в широкому діапазоні температур від -196 до 260 градусів. Однією з характеристик перфторвуглецевих полімерів є те, що вони не є крихкими при низьких температурах.
Хімічна стійкість і атмосферостійкість За винятком розплавлених лужних металів, PTFE майже не піддається корозії ніякими хімічними агентами. Наприклад, при кип’ятінні в концентрованій сірчаній кислоті, азотній кислоті, соляній кислоті або навіть у царській горілці його вага та продуктивність залишаються незмінними. Він також майже нерозчинний у всіх розчинниках і лише незначно розчинний у всіх алканах вище 300 ступеня (приблизно 0,1 г/100 г). ПТФЕ не вбирає вологу, негорючий і надзвичайно стійкий до кисню та ультрафіолетових променів, тому має відмінну атмосферостійкість. Електричні властивості PTFE має низьку діелектричну проникність і діелектричні втрати в широкому діапазоні частот, а також має високу напругу пробою, питомий об'ємний опір і опір дузі.
Радіаційна стійкість: радіаційна стійкість політетрафторетилену низька (104 рад). Після впливу високоенергетичного випромінювання він деградує, а електричні та механічні властивості полімеру значно погіршуються.
Полімеризація Політетрафторетилен отримують шляхом вільнорадикальної полімеризації тетрафторетилену. Реакції промислової полімеризації проводяться з перемішуванням у присутності великої кількості води, щоб розсіяти тепло реакції та полегшити контроль температури. Полімеризацію зазвичай проводять при температурі від 40 до 80 градусів і тиску від 3 до 26 кгс/см2. В якості ініціаторів можна використовувати неорганічні персульфати та органічні пероксиди або можна використовувати окислювально-відновну систему ініціювання. Кожен моль тетрафторетилену під час полімеризації виділяє 171,38 кДж тепла. Дисперсійна полімеризація вимагає додавання перфторованих поверхнево-активних речовин, таких як перфтороктанова кислота або її солі. Коефіцієнт розширення (25~250 градусів) 10~12×10-5/градус.
