Политетрафторэтилен (PTFE), также известный как «теффлон» и «пластиковый король», широко используется в различных отраслях из-за его высокой температурной устойчивости, коррозионной устойчивости, устойчивости к растворителям, высокой изоляции, биологической инертности и других характеристик {0} PTF Атомы .
1. Структура и свойства PTFE
1. Структурные характеристики
Политетрафторэтилен является гомополимером тетрафторэтилена, который может быть получен методами полимеризации, такими как метод суспензии, метод дисперсии и метод эмульсии .
Политетрафторээтилен является супер сильным материалом и единственным типом фторпластики, который можно использовать в качестве инженерных пластмассов .
2. Основные свойства
Относительная молекулярная масса PTFE очень велика, поэтому относительная молекулярная масса не оказывает очевидного влияния на прочность, но кристалличность оказывает значительное влияние на жесткость, вязкость, удлинение и силу продуктов PTFE .
Плотность PTFE составляет около 2 . 2 г/см3, поверхность гладкая и восковая, а угол контакта с водой составляет 114 градусов -115 степень . PTF Увеличение плотности.
Прочность на растяжение, удлинение, упругой модуль, твердость, воздушная проницаемость, диэлектрическая прочность и т. Д. . PTF Продукт, тем самым улучшая его механическую прочность . PTFE имеет низкий модуль упругости и склонна к ползучке . Creep является причиной, почему PTFE может использоваться для герметизации в прокладках, сырых лентах, упругих лентах и т. Д..
Твердость PTFE низкая, но ее можно улучшить, добавив наполнители .
Коэффициент трения PTFE является наименьшим среди всех твердых материалов и не изменяется с температурой . его статического коэффициента трения меньше, чем динамический коэффициент трения . Следовательно, подшипники PTFE начинаются плавно и не имеют низкого сопротивления.. Speed .
Теплопроводность PTFE низкая, которая может быть надлежащим образом увеличена путем добавления металлических наполнителей .
Точка плавления PTFE составляет 327 градусов, температура тепловой деформации составляет 50-60 степень (метод iso r75 a) или 130-140 степень (метод B), рабочая температура составляет -200-260 степень, а у термопластической термопластической становления-и у него высокая термопластика, и в нем тепловая термопластика, и в нем есть высокая термопластика, и в нем тепловая термопластика, и в нем тепловая термопластика, и в нем тепловые термопластические. 204-327 степень, поэтому стабилизатор отопления не требуется .
Относительная молекулярная масса политетрафторэтилена относительно велика, от сотен тысяч до более чем 10 миллионов, обычно миллионы (степень полимеризации в порядке 104, в то время как полиэтилен составляет всего 103) . Генеральная кристалличность {{4}%, а томальная температура - {5} {5} {{{{4}%, а толпинг - {5} {{90-95, а толтинг - {5} {{90-95, а томальная температура - . Единицы CF2 в политетрафторээтиленовой молекуле расположены в форме зигзага ., поскольку радиус атома фтора немного больше, чем у водорода, соседние единицы CF2 не могут полностью ориентироваться на перемещении, но формируют поля, но и в цепочке. цепь . Эта молекулярная структура объясняет различные свойства политетрафлюоруэтилена .
2. Поля приложения PTFE
PTFE обладает лучшей химической коррозионной устойчивостью, поэтому он наиболее используется в антикоррозионных материалах и имеет широкий спектр применений; PTFE обладает отличными электрическими свойствами, поэтому он используется в качестве изоляционного материала в электронной и электрической промышленности; PTFE имеет небольшой коэффициент трения и хорошую износостойкость, поэтому он используется для изготовления износостойких материалов, раздвижных деталей и уплотнений в индустрии машин .
PTFE is widely used in bridges and buildings as a load-bearing support. In addition, according to the selective permeability of PTFE film after treatment, it can be used as a separation material to selectively pass through gas or liquid. Its porous membrane can be used for gas-liquid separation, gas-gas separation and liquid-liquid separation, and can also be used to filter corrosive Liquids . Кроме того, PTFE также широко используется в медицинских, электронных и строительных отраслях . Например, мембраны PTFE могут использоваться в качестве человеческих органов, включая искусственные кровеносные сосуды, сердечные клапаны и т. Д.
1. Приложение PTFE в поле 5G
Ламинат FR4, покрытый медью, обычно используется в индустрии связи, использует эпоксидную смолу в качестве материала субстрата, но его потеря велика и не подходит для высокочастотных сообщений .
Требования к высокочастотным ламинатам с медной ножкой в поле 5G представляют собой низкую диэлектрическую постоянную и низкую диэлектрическую потерю, а поле 5G имеет свои характеристики (микроволновые и миллиметровые волновые приложения) и имеют более высокие требования для ламинатов с медь.
Политетрафторээтиленовая смола в настоящее время является полимерным материалом с самой низкой диэлектрической постоянной, а его диэлектрические свойства и диэлектрическая потеря могут соответствовать требованиям базовых станций связи в поле 5G. Поэтому PTF ламинаты с медью .
Кроме того, PTFE также часто используется в поле 5G для создания полу-гибких коаксиальных кабелей, коаксиальных кабелей RF, радарных антенных плат и т. Д. .
2. Применение PTFE в водородной энергетической промышленности
В области энергии водорода PTFE в основном используется для герметизации щелочных электролизаров, а также для укрепления протонных обменных мембран в топливных элементах PEM и электролизе воды .
В щелочных электролизерах уплотнительные прокладки представляют собой основные компоненты, которые имеют как утечка как уплотнения, так и изоляции ., является одним из важных факторов, влияющих на жизнь и безопасность щелочных электролизурных Домашние щелочные машины с герметизацией резервуара подвергались множеству итераций и обновлений, таких как асбестовые резиновые листы-«тканевые прокладки в одном» прокладках диафрагмы-политтрафлороэтилен (PTFE) наполнителя типов Прокладки . PTFE заполняется и модифицируется усиливающими наполнителями, такими как стеклянное волокно, глинозем и графит, а затем формируется и спечен, чтобы сформировать герметичные прокладки .
В топливных элементах и электролизе PEM вода протоновые обменные мембраны развиваются в сторону тонкости, но срок службы тонких гомогенных перфторульфоновых кислот мембран не может соответствовать требованиям топливных элементов и электролиза воды PEM., в настоящее время составные мембраны с композитными и композитными оборудованием, используемыми эппфульными имильными оборотами, используемыми эфтоническими имильными мембранами, используемыми эппфульными оборотами, а также составными имильными оборудованием, используемыми эфтоническими имильными оборотами, используемыми эфтоническими имильными мембранами. Мембрана . Расширенная политетрафлюороэтиленовая мембрана (ePTFE) представляет собой пористую трехмерную сетку микроструктуру с микрометром или уровнями субмикрометра .
В настоящее время глобальный рынок EPTFE контролируется несколькими производителями, такими как Gore, Nitto Denko и Donaldson в Соединенных Штатах . Micropory Pan Asia, успешно нарушает монополию за рубежом, постоянно изучая и разбивая технологию производства EPTFE {{1}, однако, не в общей сложности, и не наносят на скидку, и на средней пленочной пленке и на средней пленки, и не знакомы на средних, и не знакомы на средних, и не знакомы на средних, и не знакомы на средней, и не знакомы на средних. Большая доля высококачественного рынка .
3. Технология модификации PTFE
Политетрафторээтилен (PTFE) обладает хорошей теплостойкостью, изоляцией, самосмными свойствами, не-флюмируемостью, неплохами и другими превосходными свойствами, вызванными сильными фториноуглеродными связями, содержащимися в его составе {4} в то же время, из-за его высокой температуры и стабильной химической власти, у нее есть способность, скорректируя, а также устойчивые к ней, а также устойчивому, а также устойчивости к устойчивости, а также устойчивости к устойчивости к устойчивости и стабильной химии, у нее есть способность «скорректировать». Репутация «Короля пластиков» ., широко используется в обороне, механической промышленности и медицинских материалах, особенно в области трибологии . Следовательно, в области инженерных пластиков, PTF
Однако, из -за недостатков PTFE, таких как низкая твердость, легкий износ и плохая сопротивление ползучести, он подвергается определенным ограничениям в фактическом применении и производстве . Следовательно, исследователи были привержены поиску превосходного метода для улучшения его механических свойств без изменений самого PTF Дефекты самого PTFE, в основном включая модификацию поверхности, модификацию смешивания и модификацию заполнения . среди них, модификация смешивания и модификация заполнения в основном используются при приготовлении композитных материалов, в то время как химическая модификация поверхности в основном направлена на проблемы связывания {{3}
1. модификация поверхности
PTFE обладает очень низкой поверхностной активностью и выдающейся невиновностью, которая снижает степень адгезии с другими материалами . модификация поверхности не только улучшить свою поверхностную инертность и совместимость с наполнителями, но и улучшить активность поверхности матричного материала . Текущая химическая модификация. Чтобы удалить поверхностные ионы фторида и транспланировать высоко активные функциональные группы на поверхности, чтобы достичь цели улучшения активности материала матрицы .
Модификация плазмы бомбардирует поверхность образца высокоэнергетической плазмой, передает энергию в молекулы на поверхности образца, вызывает тепловое травление, сшивание, деградацию и реакции окисления образца и вызывает связь CF и связующую связь на поверхности образца, чтобы разорвать, большие измерения или вводятся определенные группировки, оптимизирующие выборки, таковые, одновременно дают образцы, оптимизируют образцы, таковые, что они используют, оптимизируют выборки, оптимизируют выборки, оптимизируют образцы, оптимизируют выборки, оптимизируют образцы. Surface . Модификация поверхности материала с помощью низкотемпературной обработки плазмы может быть разделена на травление поверхности плазмы, связывание плазмы, осаждение пары в плазме, осаждение жидкости в плазме и прививка поверхности плазмы .
Высокоэнергетическое излучение может инициировать полимеризацию трансплантата и придать полимеру некоторые уникальные свойства, такие как улучшение его гидрофильности, биосовместимость, проводимость и т. Д. ., обработанные радиацией, поверхность ПТФЭ может быть непосредственно привитой с гидрофильными мономами, такими как акриламид, стволовая, стволовая и стерренно-малеорическое. polymer that is easy to bond, making the PTFE surface rough and increasing the bonding area. Commonly used radiation sources in radiation grafting include gamma rays such as cobalt-60, cesium-137 and strontium-90, as well as various types of accelerators such as X-ray tubes, linear accelerators and Циклотроны .
PTFE можно обрабатывать химическими веществами для улучшения его поверхностной активности . Эти химические вещества включают в себя раствор тетрагидрофурана натрия-нафталина, раствор аммиака металлического натрия, амальгама щелочных металлов, раствор пентакарбонильного железа, и т. Д. Нафталин у активных эфиров, таких как тетрагидрофуран и этиленгликол диметиловый эфир . натрий переносит самые внешние электроны на пустую орбиту нафталина для образования свободных радикалов анионов, которые затем образуют ионные пары с натрием и высвобождают большую энергию резонанса; then the naphthalene anions are transferred to PTFE, destroying the CF bond and removing some fluorine atoms on the surface, thus forming a carbonized layer and some polar groups on the PT-FE surface. There are active groups such as hydroxyl, carbonyl and carboxyl on the surface of the treated PTFE, which improves the bonding properties of the PTFE Surface .
2. модификация смешивания
Основной принцип смешивания - это принцип аналогичного растворяется, поэтому значение растворимости и поверхностное натяжение смешанных материалов должны быть одинаковыми . Смешивание PTFE с другими инженерными пластиками могут достичь цели дополнительных преимуществ при интеграции прочности каждого компонента, тем самым расширяя поле приложения для определенного увеличения . в облегчении, что может быть поля, как может быть в силе, может быть использованным, как может быть поля. и наполнитель, чтобы усилить другие полимеры . здесь мы в основном вводим полифенилен -эфир (POB), полифениленсульфид (PPS) и полиэфитеркетоне (peek) .
POB обладает превосходной сопротивлением ползучести, и высокая твердость . смешивание с PTFE может компенсировать недостатки PTFE и улучшить механические и трибологические свойства PTFE .
В отличие от POB, PPS обладает превосходной износостойной стойкостью, сопротивлением растворителям, теплостойейтности и легким производству ., широко используется в аэрокосмической и других полях ., также можно использовать в качестве матрицы для супергидрофобных покрытий . PTF Способность самосмения . Смешивание PP с PTFE является идеальным выбором для улучшения трибологических свойств гидрофобных покрытий .
Peek и PTFE являются общими матричными материалами в сплоченных смазывающих композитах . Cai Zhenjie et al. 0 . 35 до 0 . 3, и износ объема минимизируется. Этот составной материал может использоваться не только в механическом поле, но и в медицинской области.
Модификация смешивания проще и без загрязнения, чем поверхностная химическая модификация, но обычно она модифицируется только полимерами, что ограничивает добавление неорганических наполнителей, таких как металлы, керамика и волокна, что приводит к ограниченной производительности в улучшении силы, твердости и термической проводимости композитных материалов {1} В дополнение к тому, что у другого составной, с высокой точки зрения. Полимеры . Поверхность необходимо лечить перед модификацией или некоторыми конкретными компонентами необходимо добавить в процессе модификации для повышения совместимости .
3. модификация заполнения
Заполнение модифицированного PTFE - это простой и эффективный метод . Добавление наполнителей и добавок может значительно улучшить механические свойства PTFE, особенно скорость ползучести и износа ., обычно используемые наполнители, включают стеклянное волокно, углеродное волокно, графит, молибденам, дисквид, бронза, сталь и т. Д.
Графит является хорошей твердой смазкой . наполнительного графита в PTFE может не только значительно уменьшить износ композитов PTFE, но и улучшить теплопроводность и плохую ползучесть PTFE .
Дисульфид молибдена (MOS2) имеет более низкий коэффициент трения, чем графит, и является стабильным по своей природе, поэтому он широко используется . Однако цена на MOS2 очень высока . Производительность дисульфида вольфра WS2 может улучшить стабильность трения и стойкость к износу композитных материалов. При улучшении механических свойств . по сравнению с чистым PTFE, стабильность трения наполнения WS2 может быть улучшена примерно на 33 . 3% . Если составное наполнение используется, износостойкость может быть улучшена на 2.3% по сравнению.
Углеродное волокно (CF) обладает высокой специфической прочностью, высокой модулем, низкой плотностью, превосходной износостойкостью и свойствами ползучести . углеродного волокна необходимо для снижения ползучести, увеличения твердости, увеличения гибкости и модуля сжатия . Политетраффроаэтилен смешиваемые с составными составами из углерода. Коэффициент . Углеродное волокно инертное к сильной щелочной и гидрофлуорной кислоте (стекловолокно может вы терпеть две кислоты) . Эти части очень подходят для производства автомобильных деталей, таких как амортизаторы.
GF всегда был предпочтительна в производстве промышленных материалов для трений из -за его высокой прочности, высокой модуля и относительно низкой цены, и их более широко используется, чем CF в области заполнения и модификации полимера .
Титановый усы калия (PTW) обладает гораздо лучшими механическими свойствами, чем обычно используемые GF, CF и т. Д. . из -за его уникальной высококачественной кристаллической структуры . Добавление PTW может значительно улучшить силу и устойчивость к износу составного материала, одновременно улучшая и жесткости, в то время как ужесточание и жесткости, в то время как ужесточание и жесткости, в то время как ужесточание и жесткости, в то время как ужесточание и жесткости, в то время как ужесточание и жесткости, в то время как ужесточание и жесткости, в то время как однозначности и жесткости, в то время как ужесточание и жесткости, в то время как однозначное. Пожертвование другим при модификации GF и CF, и обладает стабильными химическими свойствами, хорошей теплоизоляцией и сопротивлением износа ., хотя эффект PTW заполнения и модификации лучше, чем GF и CF, совместимость между PTW и материалом матрицы необходимо улучшить .}}}}}}}}
PTFE, заполненный бронзой, это соединение имеет отличную теплопроводность и электрическую проводимость, что делает его очень подходящим для применений с экстремальными нагрузками и температурами .
Iv . Сводка PTFE
PTFE обладает превосходными комплексными свойствами и является наиболее широко используемым разнообразием среди фторурупластиков, играя все более важную роль . с развитием науки и технологий, Pure PTFE больше не может удовлетворить рыночный спрос, поэтому он стал неизбежной тенденцией к модификации PTFE, в основном модификации поверхности, модификации смеси и заполнения {1}, в PTFE, PT, PT -MAMEREER, MAMEREER, в PTFE, PTFE, PTFE, MAMEREER, MAMEREER, PTFE, PTFE, PT -PRESE, PT, PT -MAMEREER. в основном освоил методы формования и обработки модифицированного PTFE ., однако по сравнению с зарубежными странами все еще существует большой пробел в технологии и качестве продукта . Таким образом, исследования, обработка и применение модифицированного PTFE и трибологическое поведение и механизм в различных условиях работы должны быть дальше изучены..
