Apa itu PTFE (polytetrafluoroethylene)

Apakah PTFE (Polytetrafluoroethylene)?

PTFE polytetrafluoroethylene adalah fluoropolimer pelbagai fungsi berprestasi tinggi yang terdiri daripada atom karbon dan atom fluorin. Fluoropolymers adalah sekumpulan plastik dengan pelbagai sifat dan faedah. PTFE adalah salah satu fluoropolimer yang penemuannya selama -lamanya merevolusikan kumpulan fluoropolimer dan membuka jalan bagi pelbagai aplikasi.

Salah satu aplikasi biasa bahan PTFE termasuk lapisan tidak melekat untuk alat memasak dapur. Kerana tidak reaktiviti, sebahagiannya disebabkan oleh kekuatan ikatan karbon-fluorin, ia sering digunakan untuk membuat paip dan bekas untuk bahan kimia reaktif dan menghakis.

Bagaimana PTFE dibuat?

PTFE dihasilkan seperti mana -mana polimer lain. Ia dihasilkan oleh teknologi pempolimeran radikal bebas menggunakan pempolimeran tambahan TFE dalam proses batch dalam media berair.

Struktur kimia PTFE adalah sama dengan polietilena; Satu -satunya perbezaan utama ialah atom hidrogen sepenuhnya digantikan oleh fluorin. Walau bagaimanapun, PE dan PTFE disediakan dengan cara yang sangat berbeza.

Saiz besar atom fluorin membentuk seragam, sarung berterusan di sekitar ikatan karbon-karbon, memberikan molekul dengan rintangan kimia yang baik, inertness elektrik, dan kestabilan.

Ciri -ciri dan prestasi PTFE

PTFE datang dalam tiga bentuk utama-granul, penyebaran berasaskan air, dan serbuk halus.

Bahan PTFE granular dihasilkan oleh pempolimeran penggantungan dalam medium berair menggunakan sedikit atau tidak dispersant. Bahan PTFE granular digunakan terutamanya dalam mampatan, kaedah penyemperitan isostatik dan plunger.

Penyebaran PTFE berasaskan air menggunakan pempolimeran berasaskan air yang sama dengan lebih banyak dispersant dan agitation. Penyebaran berasaskan air digunakan terutamanya dalam lapisan dan kaedah pemutus filem.

PTFE serbuk halus adalah zarah putih kecil yang dihasilkan oleh pempolimeran emulsi terkawal. Serbuk PTFE halus boleh diproses ke dalam serpihan melalui penyemperitan tampal atau bahan tambahan untuk meningkatkan rintangan haus.

Ciri-ciri penting PTFE yang lain termasuk rintangan suhu tinggi dan rendah yang sangat baik, sifat penebat elektrik, ketidakseimbangan kimia, pekali geseran yang rendah (statik 0.08 dan dinamik 0.01), dan sifat tidak melekat pada julat suhu yang luas (-260 hingga 260 ° C) .

PTFE adalah salah satu bahan yang paling boleh dipercayai ketika datang ke rintangan kimia. Ia hanya diserang oleh logam alkali cair, halida organik seperti klorin trifluoride (CLF3) dan oksigen difluoride (OF2), dan fluorin gas pada suhu tinggi.

Ciri -ciri mekanikal PTFE juga mengagumkan, tetapi tidak sebaik plastik kejuruteraan lain pada suhu bilik. Menambah pengisi telah terbukti menjadi kaedah yang berjaya mengatasi halangan ini. Dalam julat suhu normalnya, PTFE mempamerkan beberapa sifat mekanikal yang berguna. Ciri -ciri ini juga terhalang oleh pembolehubah pemprosesan seperti suhu sintering, tekanan preform, kadar penyejukan, dan lain -lain sifat polimer seperti saiz zarah massa molar dan pengagihan saiz zarah boleh memberi kesan negatif terhadap sifat mekanik.

PTFE mempunyai sifat penebat elektrik yang luar biasa, pemalar dielektrik rendah dan penebat menahan voltan. Pemalar dielektrik yang sangat rendah (2.0) adalah hasil daripada struktur simetri kompleks makromolekul.

Bahan PTFE juga menunjukkan sifat terma yang baik, tanpa degradasi yang ketara di bawah 440 ° C.

Ia juga diserang oleh degradasi dan radiasi udara, bermula pada dos 0.02 mrad.

Kekurangan bahan PTFE

Bahan PTFE tradisional bukan tanpa kelemahan. Mereka adalah:

Merayap dan memakai sensitif

Ia tidak boleh diproses dengan kaedah pemprosesan negara cair, dan kaedah yang sesuai sering boleh menjadi tidak konvensional dan berskala.

Kesukaran menyertai

Perubahan dimensi tinggi berhampiran suhu peralihan kaca.

Rintangan radiasi yang rendah

Ia menghakis dan mudah menghasilkan asap toksik.

Kepentingan pengisi dan aditif kepada PTFE

Penambahan pengisi dan bahan tambahan dapat meningkatkan sifat mekanikal PTFE, terutama rayapan dan kadar haus. Pengisi yang biasa digunakan termasuk keluli, karbon, serat kaca, serat karbon, grafit, gangsa, keluli, dll.

Serat Kaca : Penambahannya akan meningkatkan sifat rayapan dan memakai PTFE dengan menjejaskan suhu rendah dan tinggi. Di samping itu, sebatian yang dipenuhi kaca melakukan yang sangat baik dalam persekitaran pengoksidaan.

Serat Karbon: Serat karbon adalah penting untuk mengurangkan rayapan, meningkatkan kekakuan, meningkatkan fleksibiliti dan modulus mampatan. PTFE dicampur dengan sebatian serat karbon mempunyai kekonduksian terma yang tinggi dan pekali pengembangan haba yang rendah. Serat karbon tidak aktif kepada asid alkali dan asid hidrofluorik yang kuat (serat kaca tahan terhadap kedua -dua asid). Bahagian ini sesuai untuk pembuatan bahagian automotif seperti penyerap kejutan.

Karbon: Karbon sebagai bahan tambahan akan membantu mengurangkan rayapan, meningkatkan kekerasan, dan meningkatkan kekonduksian terma PTFE. Hasil yang sama dapat dicapai dengan mencampurkan PTFE dan grafit dan meningkatkan rintangan haus dari sebatian yang penuh karbon. Campuran ini sesuai untuk aplikasi yang tidak dilanda seperti cincin omboh dalam silinder mampatan.

PTFE yang dipenuhi gangsa: Kompaun ini mempunyai kekonduksian terma dan elektrik yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang tertakluk kepada beban dan suhu yang melampau.

Kelebihan menambah pengisi

Pengisi/aditif adalah penting untuk meningkatkan keliangan sebatian PTFE dan oleh itu mempengaruhi sifat elektrik - ia mengurangkan kekuatan dielektrik sambil meningkatkan faktor pemalar dan pelesapan dielektrik.

Pengisi dapat meningkatkan prestasi PTFE pada suhu tinggi dan rendah.

Perubahan sifat kimia sangat bergantung pada jenis bahan tambahan yang digunakan. Secara amnya, ia juga meninggalkan hasil yang positif.

Aplikasi PTFE

Biasanya, termoplastik fluorinasi digunakan dalam aplikasi berprestasi tinggi dengan rintangan suhu tinggi, kesucian tinggi, suhu rendah, inertness kimia, sifat tidak melekat dan lubricating diri. Berikut adalah beberapa kegunaan yang paling biasa untuk PTFE:

Kejuruteraan - Galas, Permukaan Nonstick, Tempat Duduk Injap, Palam, Kelengkapan, Injap dan Bahagian Pam.

Perubatan - patch jantung, graf kardiovaskular, penggantian ligamen.

Industri Kimia - Lapisan pam, diafragma, pendesak, penukar haba, autoklaf, kapal tindak balas, tangki simpanan, kapal, dll.

Automotif -meterai batang, meterai aci, gasket, cincin O, pelapik hos bahan api, stereng kuasa, transmisi, dan banyak lagi.

Elektrik dan elektronik - Papan litar bercetak fleksibel, penebat elektrik, dll.

Teknologi terbaik untuk memproses PTFE

Struktur rantai polimer tegar PTFE menjadikannya sangat sukar untuk diproses menggunakan kaedah tradisional seperti pengacuan dan penyemperitan suntikan. Namun, kelikatan cair yang sangat tinggi dan suhu lebur yang tinggi tidak membantu. Teknologi pemprosesan yang ideal untuk mengendalikan metalurgi serbuk adalah sesuai untuk PTFE.

Sintering, pengacuan mampatan, menekan, stamping atau tampal penyemperitan, stamping panas, pemesinan, penyemperitan serbuk pra-sintered pada mesin khas.

Tampal penyemperitan campuran PTFE dengan hidrokarbon, yang digunakan untuk menjadikannya pita, paip dan penebat dawai. Hidrokarbon menguap sebelum bahagian itu disinter.

Julat operasi -200 ° C hingga 260 ° C.

Soalan Lazim

1. Adakah polytetrafluoroethylene menyebabkan kanser?

jawapan. PTFE telah ditunjukkan sebagai toksik kepada kesihatan manusia kerana ia mengandungi karsinogen yang dipanggil PFOA. Walau bagaimanapun, tidak perlu risau kerana pelapis tidak melekat PTFE tidak lagi mengandungi bahan ini.

2. Apakah paip PTFE digunakan?

jawapan. Tiub PTFE paling biasa digunakan sebagai tiub makmal, di mana rintangan kimia dan kesucian adalah yang paling penting. PTFE mempunyai pekali geseran yang sangat rendah dan dikenali sebagai salah satu bahan "slipperiest" yang diketahui.

3. Apakah jenis plastik PTFE?

jawapan. PTFE adalah polimer termoplastik yang merupakan fluoropolimer yang terdiri daripada atom karbon dan atom fluorin.

4. Apakah penggunaan papan PTFE?

jawapan. Lembaran PTFE digunakan dalam pelbagai aplikasi seperti Gasket PTFE yang terkandung dan pembungkusan PTFE. Ia mempunyai rintangan yang sangat baik terhadap gas, air, bahan kimia, bahan api dan minyak.