Политетрафторэтилен (тефлон или ПТФЭ) обладает превосходной химической стабильностью, коррозионной стойкостью, герметизацией, высокими смазывающими и нелипкими свойствами, электрической изоляцией и хорошей устойчивостью к старению. В основном используется в коррозионностойких трубах, контейнерах, насосах, клапанах, радарах, оборудовании высокочастотной связи, радиооборудовании и т. д. с высокими требованиями к производительности.
Свойства материала
Плотность 2,2 г/см3
Модуль Юнга 0,5 ГПа
Предел текучести 23 МПа
Температура плавления ~ 327 градусов
Политетрафторэтилен [PTFE, F4] сегодня является одним из самых устойчивых к коррозии материалов в мире, поэтому его называют «королем пластмасс». Его можно использовать в любых химических средах в течение длительного времени, а его производство решило многие проблемы в химической, нефтяной, фармацевтической и других областях моей страны. Уплотнения, прокладки и прокладки из ПТФЭ. Уплотнения, прокладки и прокладки из ПТФЭ отлиты из ПТФЭ, полимеризованного в суспензии. По сравнению с другими пластиками ПТФЭ обладает превосходной стойкостью к химической коррозии и температуре. Он широко используется в качестве герметизирующего и наполняющего материала. ПТФЭ – полимер тетрафторэтилена. Английское сокращение — PTFE. Торговое название «Тефлон». Известен как «Король пластика». Основная структура политетрафторэтилена. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 - CF2 -. Политетрафторэтилен широко используется в различных областях, требующих устойчивости к кислотам, щелочам и органическим растворителям. Он не токсичен для человека, но перфтороктаноат (ПФОК), одно из сырьевых материалов, используемых в производственном процессе, считается потенциально канцерогенным.
Политетрафторэтилен (тефлон или ПТФЭ), широко известный как «король пластмасс», имеет в Китае торговые названия, такие как «Тефлон», «Тефлон», «Тефлон», «Тефлон» и т. д. Это полимерное соединение, изготовленное из тетрафторэтилена и обладает превосходной химической стабильностью, коррозионной стойкостью, герметизацией, высокой смазывающей способностью и антипригарностью, электрической изоляцией и хорошей устойчивостью к старению. Он может работать в течение длительного времени при температуре от +250 градусов до -180 градусов. За исключением расплавленного металла натрия и жидкого фтора, он устойчив ко всем другим химическим веществам и не изменяется при кипячении в царской водке.
Используется в качестве конструкционного пластика, из него можно изготавливать трубки, стержни, полосы, пластины, пленки и т. д. из ПТФЭ. Обычно он используется в коррозионностойких трубах, контейнерах, насосах, клапанах, радарах, оборудовании высокочастотной связи, радиооборудовании, и т. д., требующие высокой производительности. Дисперсию можно использовать в качестве изоляционной пропиточной жидкости для различных материалов, а также в качестве антикоррозионного покрытия на поверхностях металла, стекла и керамики. Различные кольца из ПТФЭ, прокладки из ПТФЭ, уплотнения из ПТФЭ и т. д. широко используются в различных типах антикоррозионных фланцевых уплотнений трубопроводов. Кроме того, его можно использовать и для прядения политетрафторэтиленового волокна - флуоронона (внешнеторговое название - Тефлон).
В настоящее время различные типы продуктов из ПТФЭ играют решающую роль в таких областях национальной экономики, как химическая промышленность, машиностроение, электроника, электроприборы, военная промышленность, аэрокосмическая промышленность, охрана окружающей среды и мосты.
Условия использования политетрафторэтилена (ПТФЭ) в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, хлор-щелочной, кислотной промышленности, фосфорных удобрениях, фармацевтических препаратах, пестицидах, химическом волокне, крашении, коксовании, газовой промышленности, органическом синтезе, выплавке цветных металлов, стали, атомной энергетике и производство продуктов высокой чистоты (например, ионно-мембранный электролиз), транспортировка и эксплуатация вязких материалов, пищевая промышленность, напитки и другие отделы обработки и производства с очень строгими гигиеническими требованиями.
Среда Плавиковая кислота, фосфорная кислота, серная кислота, азотная кислота, соляная кислота, различные органические кислоты, органические растворители, сильные окислители и другие высококоррозионные химические среды.
Температура -20~250 градусов, что позволяет осуществлять резкое охлаждение и нагрев или попеременную работу в режиме горячего и холодного режима. -20-250 градус (-4-+482 градус F)
Давление -0.1-6.4МПа (полный вакуум до 64 кгс/см2) -0.1-6.4МПа (полный вакуум до 64 кгс/см2) Устойчивость к высоким температурам – рабочая температура достигает 250 градусов.
Устойчивость к низким температурам – обладает хорошей механической прочностью; даже если температура упадет до -196 градусов, удлинение может сохраняться на 5 %. Коррозионная стойкость – инертен к большинству химикатов и растворителей, устойчив к сильным кислотам и щелочам, воде и различным органическим растворителям. Устойчивость к атмосферным воздействиям – имеет срок службы пластика. Высокая смазка – имеет самый низкий коэффициент трения среди твердых материалов.
Антипригарное покрытие – имеет наименьшее поверхностное натяжение в твердом материале и ни к чему не прилипает.
Нетоксичность - физиологически инертен, длительная имплантация в организм как искусственных сосудов и органов без побочных реакций.
Относительная молекулярная масса политетрафторэтилена сравнительно велика: от сотен тысяч до более 10 миллионов, а вообще миллионов (степень полимеризации порядка 104, тогда как у полиэтилена всего 103). Обычно кристалличность составляет от 90 до 95%, а температура плавления от 327 до 342 градусов. Звенья CF2 в молекуле политетрафторэтилена расположены зигзагообразно. Поскольку радиус атома фтора немного больше, чем у водорода, соседние звенья CF2 не могут быть полностью транс-кросс-ориентированы, а образуют спирально закрученную цепочку, почти покрытую атомами фтора. на поверхности всей полимерной цепи. Эта молекулярная структура объясняет различные свойства ПТФЭ. Когда температура ниже 19 градусов, образуется спираль 13/6; при 19 градусах происходит фазовый переход, и молекулы слегка раскручиваются, образуя спираль 15/7.
Хотя для разрыва связей углерод-углерод и связей углерод-фтор в перфторуглеродах требуется поглощение энергии 346,94 и 484,88 кДж/моль соответственно, для деполимеризации политетрафторэтилена с образованием 1 моля тетрафторэтилена требуется всего 171,38 кДж энергии. Поэтому при высокотемпературном крекинге политетрафторэтилен преимущественно деполимеризуется в тетрафторэтилен. Скорость потери массы (%) политетрафторэтилена при 260, 370 и 420 градусах составляет 1×10-4, 4×10-3 и 9×10-2 в час соответственно. Видно, что ПТФЭ можно использовать в течение длительного времени при температуре 260 градусов. Поскольку при высокотемпературном крекинге также образуются высокотоксичные побочные продукты, такие как фторфосген и перфторизобутилен, особое внимание необходимо уделять обеспечению безопасности и предотвращению контакта политетрафторэтилена с открытым огнем.
Механические свойства Коэффициент трения чрезвычайно мал, всего 1/5 от полиэтилена, что является важной особенностью поверхности перфторуглерода. А поскольку межмолекулярная сила между фтором и углеродными цепями чрезвычайно мала, политетрафторэтилен не липкий.
Он не плавится при температуре 250 градусов и не становится хрупким при сверхнизкой температуре -260 градусов. ПТФЭ чрезвычайно гладкий, с ним не может сравниться даже лед; его изоляционные свойства особенно хороши: пленка толщиной с газету способна выдержать высокое напряжение 1500 В.
ПТФЭ сохраняет превосходные механические свойства в широком диапазоне температур от -196 до 260 градусов. Одной из характеристик перфторуглеродных полимеров является то, что они не хрупкие при низких температурах.
Химическая стойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. За исключением расплавленных щелочных металлов, ПТФЭ практически не подвергается коррозии под воздействием каких-либо химических веществ. Например, при кипячении в концентрированной серной кислоте, азотной кислоте, соляной кислоте или даже царской водке его вес и характеристики остаются неизменными. Он также почти нерастворим во всех растворителях и лишь незначительно растворим во всех алканах при температуре выше 300 градусов (около 0,1 г/100 г). ПТФЭ не впитывает влагу, негорюч, чрезвычайно стабилен к кислороду и ультрафиолетовым лучам, поэтому обладает превосходной атмосферостойкостью. Электрические свойства ПТФЭ имеет низкую диэлектрическую проницаемость и диэлектрические потери в широком диапазоне частот, а также высокое напряжение пробоя, объемное сопротивление и дугостойкость.
Радиационная стойкость: Радиационная стойкость политетрафторэтилена низкая (104 рад). Он разлагается под воздействием высокоэнергетического излучения, при этом электрические и механические свойства полимера значительно снижаются.
Полимеризация Политетрафторэтилен получают свободнорадикальной полимеризацией тетрафторэтилена. Реакции промышленной полимеризации проводят при перемешивании в присутствии большого количества воды для рассеивания тепла реакции и облегчения контроля температуры. Полимеризация обычно проводится при температуре от 40 до 80 градусов и давлении от 3 до 26 кгс/см2. В качестве инициаторов можно использовать неорганические персульфаты и органические пероксиды или можно использовать окислительно-восстановительную инициирующую систему. Каждый моль тетрафторэтилена при полимеризации выделяет тепло 171,38 кДж. Дисперсионная полимеризация требует добавления перфторированных поверхностно-активных веществ, таких как перфтороктановая кислота или ее соли.
Применение ПТФЭ может быть получен путем сжатия или экструзии; его также можно превращать в водные дисперсии для покрытия, пропитки или изготовления волокон. ПТФЭ широко используется в качестве устойчивых к высоким и низким температурам, коррозионно-стойких материалов, изоляционных материалов, антипригарных покрытий и т. д. в атомной энергетике, аэрокосмической промышленности, электронике, электротехнике, химической промышленности, машиностроении, приборах, счетчиках, строительстве, текстиле, пищевой и другие отрасли.
Устойчивость к атмосферному старению: радиационная стойкость и низкая проницаемость: поверхность и характеристики остаются неизменными после длительного воздействия атмосферы. Невоспламеняемость: индекс ограничения кислорода ниже 90.
Устойчивость к кислотам и щелочам: нерастворим в сильных кислотах, сильных щелочах и органических растворителях. Стойкость к окислению: Устойчив к коррозии сильными окислителями. Кислотность и щелочность: нейтральные.
ПТФЭ механически мягкий. Имеет очень низкую поверхностную энергию.
Политетрафторэтилен (F4, PTFE) обладает рядом отличных эксплуатационных свойств: высокая термостойкость - температура длительного использования 200~260 градусов, устойчивость к низким температурам - все еще мягкий при -100 градусах; коррозионная стойкость – устойчив к воздействию царской водки и всех органических растворителей; Устойчивость к погодным условиям – самый длительный срок старения пластиков; высокая смазка – имеет наименьший коэффициент трения среди пластиков (0,04); антипригарный – имеет наименьшее поверхностное натяжение в твердых материалах, ни к чему не прилипая; нетоксичен – обладает физиологической инертностью; Отличные электрические свойства, это идеальный изоляционный материал класса C.
Назначение: материал ПТФЭ широко используется в таких важных отраслях, как национальная оборонная промышленность, атомная энергетика, нефть, радио, электрическое машиностроение, химическая промышленность и т. д. Продукция: стержни, трубы, пластины из ПТФЭ, токарные пластины. ПТФЭ – полимер тетрафторэтилена. Английское сокращение — PTFE. Структурная формула такова. Он был открыт в конце 1930-х годов и запущен в промышленное производство в 1940-х годах.
Свойства: Относительная молекулярная масса политетрафторэтилена относительно велика и колеблется от сотен тысяч до более 10 миллионов, а вообще миллионов (степень полимеризации порядка 104, тогда как у полиэтилена всего 103). Обычно кристалличность составляет от 90 до 95%, а температура плавления от 327 до 342 градусов. Звенья CF2 в молекуле политетрафторэтилена расположены зигзагообразно. Поскольку радиус атома фтора немного больше, чем у водорода, соседние звенья CF2 не могут быть полностью транс-кросс-ориентированы, а образуют спирально закрученную цепочку, почти покрытую атомами фтора. на поверхности всей полимерной цепи. Эта молекулярная структура объясняет различные свойства ПТФЭ. Когда температура ниже 19 градусов, образуется спираль 13/6; при 19 градусах происходит фазовый переход, и молекулы слегка раскручиваются, образуя спираль 15/7.
Хотя для разрыва связей углерод-углерод и связей углерод-фтор в перфторуглеродах требуется поглощение энергии 346,94 и 484,88 кДж/моль соответственно, для деполимеризации политетрафторэтилена с образованием 1 моля тетрафторэтилена требуется всего 171,38 кДж энергии. Поэтому при высокотемпературном крекинге политетрафторэтилен преимущественно деполимеризуется в тетрафторэтилен. Скорость потери массы (%) политетрафторэтилена при 260, 370 и 420 градусах составляет 1×10-4, 4×10-3 и 9×10-2 в час соответственно. Видно, что ПТФЭ можно использовать в течение длительного времени при температуре 260 градусов. Поскольку при высокотемпературном крекинге также образуются высокотоксичные побочные продукты, такие как фторфосген и перфторизобутилен, особое внимание необходимо уделять обеспечению безопасности и предотвращению контакта политетрафторэтилена с открытым огнем. Механические свойства Коэффициент трения чрезвычайно мал, всего 1/5 от полиэтилена, что является важной особенностью поверхности перфторуглерода. А поскольку межмолекулярная сила между фтором и углеродными цепями чрезвычайно мала, политетрафторэтилен не липкий.
ПТФЭ сохраняет превосходные механические свойства в широком диапазоне температур от -196 до 260 градусов. Одной из характеристик перфторуглеродных полимеров является то, что они не хрупкие при низких температурах.
Химическая стойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. За исключением расплавленных щелочных металлов, ПТФЭ практически не подвергается коррозии под воздействием каких-либо химических веществ. Например, при кипячении в концентрированной серной кислоте, азотной кислоте, соляной кислоте или даже царской водке его вес и характеристики остаются неизменными. Он также почти нерастворим во всех растворителях и лишь незначительно растворим во всех алканах при температуре выше 300 градусов (около 0,1 г/100 г). ПТФЭ не впитывает влагу, негорюч, чрезвычайно стабилен к кислороду и ультрафиолетовым лучам, поэтому обладает превосходной атмосферостойкостью. Электрические свойства ПТФЭ имеет низкую диэлектрическую проницаемость и диэлектрические потери в широком диапазоне частот, а также высокое напряжение пробоя, объемное сопротивление и дугостойкость.
Радиационная стойкость: Радиационная стойкость политетрафторэтилена низкая (104 рад). Он разлагается под воздействием высокоэнергетического излучения, при этом электрические и механические свойства полимера значительно снижаются.
Полимеризация Политетрафторэтилен получают свободнорадикальной полимеризацией тетрафторэтилена. Реакции промышленной полимеризации проводят при перемешивании в присутствии большого количества воды для рассеивания тепла реакции и облегчения контроля температуры. Полимеризация обычно проводится при температуре от 40 до 80 градусов и давлении от 3 до 26 кгс/см2. В качестве инициаторов можно использовать неорганические персульфаты и органические пероксиды или можно использовать окислительно-восстановительную инициирующую систему. Каждый моль тетрафторэтилена при полимеризации выделяет тепло 171,38 кДж. Дисперсионная полимеризация требует добавления перфторированных поверхностно-активных веществ, таких как перфтороктановая кислота или ее соли. Коэффициент расширения (25~250 градусов) 10~12×10-5/градус.
