Polytetrafluorethylen (teflon nebo PTFE) má vynikající chemickou stabilitu, odolnost proti korozi, těsnění, vysokou lubrikaci a nelepivost, elektrickou izolaci a dobrou odolnost proti stárnutí. Používá se hlavně v korozivzdorných potrubích, nádobách, čerpadlech, ventilech, radarech, vysokofrekvenčních komunikačních zařízeních, rádiových zařízeních atd. s vysokými požadavky na výkon.
Vlastnosti materiálu
Hustota 2,2 g/cm3
Youngův modul 0.5 Gpa
Mez kluzu 23 MPa
Teplota tání ~327 stupňů
Polytetrafluoretylen [PTFE, F4] je v dnešním světě jedním z korozivzdorných materiálů, proto je známý jako „král plastů“. Dá se používat v jakémkoliv druhu chemického média po dlouhou dobu a jeho výroba vyřešila mnoho problémů v chemickém průmyslu mé země, ropě, farmacii a dalších oborech. PTFE těsnění, těsnění a těsnění. PTFE těsnění, těsnění a těsnění jsou lisována ze suspenzní polymerované PTFE pryskyřice. Ve srovnání s jinými plasty má PTFE vynikající odolnost proti chemické korozi a teplotní odolnost. Byl široce používán jako těsnicí materiál a výplňový materiál. PTFE je polymer tetrafluorethylenu. Anglická zkratka je PTFE. Obchodní název je "Teflon". Známý jako „král plastů“. Základní struktura polytetrafluorethylenu je. – CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 - CF2 -. Polytetrafluorethylen je široce používán v různých aplikacích, které vyžadují odolnost vůči kyselinám, zásadám a organickým rozpouštědlům. Pro člověka není toxický, ale perfluorooktanoát (PFOA), jedna ze surovin používaných ve výrobním procesu, je považována za potenciálně karcinogenní.
Polytetrafluorethylen (teflon nebo PTFE), běžně známý jako „Král plastů“, má čínské obchodní názvy jako „Teflon“, „Teflon“, „Teflon“, „Teflon“ atd. Jedná se o polymerní sloučeninu vyrobenou z tetrafluorethylenu a má vynikající chemickou stabilitu, odolnost proti korozi, těsnění, vysokou lubrikaci a nelepivost, elektrickou izolaci a dobrou odolnost proti stárnutí. Může pracovat po dlouhou dobu při teplotách od +250 stupňů do -180 stupňů. Kromě roztaveného kovového sodíku a tekutého fluoru je odolný vůči všem ostatním chemikáliím a při vaření v aqua regia se nemění.
Používá se jako technické plasty, lze z něj vyrábět PTFE trubky, tyče, pásy, desky, fólie atd. Obecně se používá v korozivzdorných potrubích, nádobách, čerpadlech, ventilech, radarech, vysokofrekvenčních komunikačních zařízeních, rádiových zařízeních, atd., které vyžadují vysoký výkon. Disperzi lze použít jako izolační impregnační kapalinu pro různé materiály a jako antikorozní nátěr na povrchy kovů, skla a keramiky. Různé PTFE kroužky, PTFE těsnění, PTFE těsnění atd. jsou široce používány v různých typech antikorozních těsnění přírub potrubí. Kromě toho jej lze použít i pro spřádání polytetrafluoretylenového vlákna - fluoronon (zahraniční obchodní název je teflon).
V současnosti hrají různé druhy výrobků z PTFE rozhodující roli v národohospodářských oborech, jako je chemický průmysl, strojírenství, elektronika, elektrospotřebiče, vojenský průmysl, letecký průmysl, ochrana životního prostředí a mosty.
Podmínky použití polytetrafluorethylenu (PTFE) průmysl chemický, petrochemický, rafinace ropy, chlor-alkálie, výroba kyselin, fosfátová hnojiva, léčiva, pesticidy, chemická vlákna, barvení, koksování, plyn, organická syntéza, tavení neželezných kovů, ocel, atomová energie a výroba vysoce čistých produktů (jako je iontová membránová elektrolýza), doprava a provoz viskózních materiálů, potravinářská, nápojová a další zpracovatelská a výrobní oddělení s vysoce přísnými hygienickými požadavky.
Střední Kyselina fluorovodíková, kyselina fosforečná, kyselina sírová, kyselina dusičná, kyselina chlorovodíková, různé organické kyseliny, organická rozpouštědla, silné oxidanty a další vysoce korozivní chemická média.
Teplota -20~250 stupňů , umožňující náhlé ochlazení a zahřátí nebo střídání horkého a studeného provozu. -20-250 stupeň (-4-+482 stupeň F)
Tlak -0.1-6.4 Mpa (Plné vakuum do 64 kgf/cm2) -0.1-6.4 MPa (Plné vakuum do 64 kgf/cm2) Odolnost vůči vysoké teplotě – provozní teplota dosáhne 250 stupňů.
Nízká teplotní odolnost - má dobrou mechanickou houževnatost; i když teplota klesne na -196 stupně, může si udržet 5% prodloužení. Odolnost proti korozi - inertní vůči většině chemikálií a rozpouštědel, odolný vůči silným kyselinám a zásadám, vodě a různým organickým rozpouštědlům. Odolný vůči povětrnostním vlivům – má životnost plastů proti stárnutí. Vysoké mazání - má nejnižší koeficient tření mezi pevnými materiály.
Nepřilnavý - je nejmenší povrchové napětí v pevném materiálu a k ničemu se nelepí.
Netoxický - fyziologicky inertní, dlouhodobá implantace do těla jako umělé cévy a orgány bez nežádoucích reakcí.
Relativní molekulová hmotnost polytetrafluorethylenu je relativně velká, pohybuje se od stovek tisíc do více než 10 milionů a obecně milionů (stupeň polymerace je řádově 104, zatímco polyethylen je pouze 103). Obecně je krystalinita 90 až 95 % a teplota tání je 327 až 342 stupňů. Jednotky CF2 v molekule polytetrafluorethylenu jsou uspořádány do klikatého tvaru. Vzhledem k tomu, že poloměr atomu fluoru je o něco větší než poloměr vodíku, nemohou být sousední jednotky CF2 zcela křížově orientované, ale tvoří spirálovitě zkroucený řetězec, který je téměř pokryt atomy fluoru. na povrchu celého polymerního řetězce. Tato molekulární struktura vysvětluje různé vlastnosti PTFE. Když je teplota nižší než 19 stupňů, vytvoří se 13/6 šroubovice; při 19 stupních dochází ke změně fáze a molekuly se mírně rozvíjejí, aby vytvořily 15/7 šroubovici.
Ačkoli štěpení vazeb uhlík-uhlík a vazeb uhlík-fluor v perfluorovaných uhlovodících vyžaduje absorpci energie 346,94 a 484,88 kJ/mol, depolymerizace polytetrafluorethylenu k vytvoření 1 molu tetrafluorethylenu vyžaduje pouze 171,38 kJ energie. Proto se při vysokoteplotním krakování polytetrafluorethylen depolymeruje hlavně na tetrafluorethylen. Míry úbytku hmotnosti (%) polytetrafluorethylenu při 260, 370 a 420 stupních jsou 1×10-4, 4×10-3 a 9×10-2 za hodinu. Je vidět, že PTFE lze používat po dlouhou dobu při 260 stupních. Vzhledem k tomu, že při vysokoteplotním krakování vznikají i vysoce toxické vedlejší produkty jako fluorofosgen a perfluoroisobutylen, je třeba věnovat zvláštní pozornost bezpečnostní ochraně a zamezení kontaktu polytetrafluorethylenu s otevřeným ohněm.
Mechanické vlastnosti Jeho koeficient tření je extrémně malý, pouze 1/5 polyethylenu, což je důležitá vlastnost povrchu perfluorokarbonu. A protože mezimolekulární síla mezi fluorem a uhlíkovými řetězci je extrémně nízká, polytetrafluorethylen je nelepivý.
Netaje se při teplotě 250 stupňů a nekřehne při extrémně nízké teplotě -260 stupňů. PTFE je extrémně hladký, dokonce ani led se s ním nedá srovnávat; jeho izolační vlastnosti jsou obzvláště dobré, fólie silná jako noviny stačí na vysoké napětí 1500V.
PTFE si zachovává vynikající mechanické vlastnosti v širokém rozsahu teplot od -196 do 260 stupňů . Jednou z charakteristik perfluorokarbonových polymerů je, že nejsou křehké při nízkých teplotách.
Chemická odolnost a odolnost proti povětrnostním vlivům Kromě roztavených alkalických kovů není PTFE téměř korodován žádnými chemickými činidly. Například, když se vaří v koncentrované kyselině sírové, dusičné, chlorovodíkové nebo dokonce aqua regia, jeho hmotnost a výkon zůstávají nezměněny. Je také téměř nerozpustný ve všech rozpouštědlech a je jen málo rozpustný ve všech alkanech nad 30}0 stupňů (asi 0,1g/100g). PTFE neabsorbuje vlhkost, je nehořlavý a je extrémně stabilní vůči kyslíku a ultrafialovým paprskům, takže má vynikající odolnost proti povětrnostním vlivům. Elektrické vlastnosti PTFE má nízkou dielektrickou konstantu a dielektrické ztráty v širokém frekvenčním rozsahu a má vysoké průrazné napětí, objemový odpor a odolnost proti oblouku.
Radiační odolnost: Radiační odolnost polytetrafluorethylenu je nízká (104 rad). Po vystavení vysokoenergetickému záření se degraduje a elektrické a mechanické vlastnosti polymeru jsou výrazně sníženy.
Polymerace Polytetrafluorethylen se vyrábí radikálovou polymerací tetrafluorethylenu. Průmyslové polymerační reakce se provádějí za míchání v přítomnosti velkého množství vody pro rozptýlení reakčního tepla a usnadnění regulace teploty. Polymerace se obecně provádí při 40 až 80 stupních a tlaku 3 až 26 kgf/cm2. Anorganické persírany a organické peroxidy mohou být použity jako iniciátory nebo může být použit redoxní iniciační systém. Každý mol tetrafluorethylenu uvolňuje během polymerace teplo 171,38 kJ. Disperzní polymerace vyžaduje přidání perfluorovaných povrchově aktivních látek, jako je kyselina perfluoroktanová nebo její soli.
Aplikace PTFE lze tvarovat kompresí nebo vytlačováním; může být také zpracován na vodné disperze pro potahování, impregnaci nebo výrobu vláken. PTFE je široce používán jako materiály odolné proti vysokým a nízkým teplotám, korozivzdorné materiály, izolační materiály, antiadhezivní povlaky atd. v atomové energii, letectví, elektronice, elektrotechnice, chemickém průmyslu, strojích, přístrojích, měřičích, stavebnictví, textilním, potravinářském a jiná odvětví.
Odolnost proti atmosférickému stárnutí: odolnost proti záření a nízká propustnost: povrch a výkon zůstávají po dlouhodobém působení atmosféry nezměněny. Nehořlavost: Index omezení kyslíku je nižší než 90.
Odolnost vůči kyselinám a zásadám: nerozpustný v silných kyselinách, silných zásadách a organických rozpouštědlech. Odolnost proti oxidaci: Odolává korozi silnými oxidanty. Kyselost a zásaditost: neutrální.
PTFE je mechanicky měkký. Má velmi nízkou povrchovou energii.
Polytetrafluorethylen (F4, PTFE) má řadu vynikajících výkonnostních vlastností: odolnost vůči vysokým teplotám – teplota dlouhodobého používání 200~260 stupňů, odolnost vůči nízkým teplotám – stále měkký při -100 stupních; odolnost proti korozi - odolný vůči aqua regia a všem organickým rozpouštědlům; Odolnost vůči povětrnostním vlivům - nejdelší životnost v plastech; vysoké mazání - má nejmenší koeficient tření v plastech (0,04); nepřilnavý - má nejmenší povrchové napětí v pevných materiálech, aniž by k něčemu přilnul; netoxický - má fyziologickou inertnost; vynikající elektrické vlastnosti, je to ideální izolační materiál třídy C.
Účel: Materiál PTFE je široce používán v důležitých odvětvích, jako je národní obranný průmysl, atomová energie, ropa, rádio, elektrické stroje, chemický průmysl atd. Produkty: PTFE tyče, trubky, desky, soustružené desky. PTFE je polymer tetrafluorethylenu. Anglická zkratka je PTFE. Strukturní vzorec je . Byl objeven koncem 30. let 20. století a ve 40. letech byl uveden do průmyslové výroby.
Vlastnosti: Relativní molekulová hmotnost polytetrafluorethylenu je poměrně velká, pohybuje se od stovek tisíc do více než 10 milionů a obecně milionů (stupeň polymerace je řádově 104, zatímco polyethylen je pouze 103). Obecně je krystalinita 90 až 95 % a teplota tání je 327 až 342 stupňů. Jednotky CF2 v molekule polytetrafluorethylenu jsou uspořádány do klikatého tvaru. Vzhledem k tomu, že poloměr atomu fluoru je o něco větší než poloměr vodíku, nemohou být sousední jednotky CF2 zcela křížově orientované, ale tvoří spirálovitě zkroucený řetězec, který je téměř pokryt atomy fluoru. na povrchu celého polymerního řetězce. Tato molekulární struktura vysvětluje různé vlastnosti PTFE. Když je teplota nižší než 19 stupňů, vytvoří se 13/6 šroubovice; při 19 stupních dochází ke změně fáze a molekuly se mírně rozvíjejí, aby vytvořily 15/7 šroubovici.
Ačkoli štěpení vazeb uhlík-uhlík a vazeb uhlík-fluor v perfluorovaných uhlovodících vyžaduje absorpci energie 346,94 a 484,88 kJ/mol, depolymerizace polytetrafluorethylenu k vytvoření 1 molu tetrafluorethylenu vyžaduje pouze 171,38 kJ energie. Proto se při vysokoteplotním krakování polytetrafluorethylen depolymeruje hlavně na tetrafluorethylen. Míry úbytku hmotnosti (%) polytetrafluorethylenu při 260, 370 a 420 stupních jsou 1×10-4, 4×10-3 a 9×10-2 za hodinu. Je vidět, že PTFE lze používat po dlouhou dobu při 260 stupních. Vzhledem k tomu, že při vysokoteplotním krakování vznikají i vysoce toxické vedlejší produkty jako fluorofosgen a perfluoroisobutylen, je třeba věnovat zvláštní pozornost bezpečnostní ochraně a zamezení kontaktu polytetrafluorethylenu s otevřeným ohněm. Mechanické vlastnosti Jeho koeficient tření je extrémně malý, pouze 1/5 polyethylenu, což je důležitá vlastnost povrchu perfluorokarbonu. A protože mezimolekulární síla mezi fluorem a uhlíkovými řetězci je extrémně nízká, polytetrafluorethylen je nelepivý.
PTFE si zachovává vynikající mechanické vlastnosti v širokém rozsahu teplot od -196 do 260 stupňů . Jednou z charakteristik perfluorokarbonových polymerů je, že nejsou křehké při nízkých teplotách.
Chemická odolnost a odolnost proti povětrnostním vlivům Kromě roztavených alkalických kovů není PTFE téměř korodován žádnými chemickými činidly. Například, když se vaří v koncentrované kyselině sírové, dusičné, chlorovodíkové nebo dokonce aqua regia, jeho hmotnost a výkon zůstávají nezměněny. Je také téměř nerozpustný ve všech rozpouštědlech a je jen málo rozpustný ve všech alkanech nad 30}0 stupňů (asi 0,1g/100g). PTFE neabsorbuje vlhkost, je nehořlavý a je extrémně stabilní vůči kyslíku a ultrafialovým paprskům, takže má vynikající odolnost proti povětrnostním vlivům. Elektrické vlastnosti PTFE má nízkou dielektrickou konstantu a dielektrické ztráty v širokém frekvenčním rozsahu a má vysoké průrazné napětí, objemový odpor a odolnost proti oblouku.
Radiační odolnost: Radiační odolnost polytetrafluorethylenu je nízká (104 rad). Po vystavení vysokoenergetickému záření se degraduje a elektrické a mechanické vlastnosti polymeru jsou výrazně sníženy.
Polymerace Polytetrafluorethylen se vyrábí radikálovou polymerací tetrafluorethylenu. Průmyslové polymerační reakce se provádějí za míchání v přítomnosti velkého množství vody pro rozptýlení reakčního tepla a usnadnění regulace teploty. Polymerace se obecně provádí při 40 až 80 stupních a tlaku 3 až 26 kgf/cm2. Anorganické persírany a organické peroxidy mohou být použity jako iniciátory nebo může být použit redoxní iniciační systém. Každý mol tetrafluorethylenu uvolňuje během polymerace teplo 171,38 kJ. Disperzní polymerace vyžaduje přidání perfluorovaných povrchově aktivních látek, jako je kyselina perfluoroktanová nebo její soli. Koeficient roztažnosti (25~250 stupňů) 10~12×10-5/ stupeň .
