מאפיינים מכניים וכימיים של פוליטרפלואורואתילן - חדשות מוצר

לפוליטטראפלואוראתילן (טפלון או PTFE) יש יציבות כימית מצוינת, עמידות בפני קורוזיה, איטום, שימון גבוה ואי דביקות, בידוד חשמלי וסיבולת אנטי אייג'ינג טובה. משמש בעיקר בצינורות עמידים בפני קורוזיה, מיכלים, משאבות, שסתומים, מכ"מים, ציוד תקשורת בתדר גבוה, ציוד רדיו וכו' עם דרישות ביצועים גבוהות.

תכונות החומר
צפיפות 2.2 גרם/סמ"ק
מודול יאנג 0.5 Gpa
חוזק תפוקה 23 MPa
נקודת התכה ~327 מעלות

פוליטטראפלואורואתילן [PTFE, F4] הוא אחד מהחומרים העמידים בפני קורוזיה בעולם כיום, ולכן הוא מכונה "מלך הפלסטיק". זה יכול לשמש בכל סוג של מדיה כימית במשך זמן רב, וייצורו פתר בעיות רבות בתעשייה הכימית של ארצי, בנפט, בתרופות ובתחומים אחרים. אטמים, אטמים ואטמים מסוג PTFE. אטמי PTFE, אטמים ואטמים מעוצבים משרף PTFE מפולמר מתלהם. בהשוואה לפלסטיק אחר, ל-PTFE יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה כימית ועמידות בטמפרטורה. נעשה בו שימוש נרחב כחומר איטום וחומר מילוי. PTFE הוא פולימר של טטרפלואורואתילן. הקיצור האנגלי הוא PTFE. השם המסחרי הוא "טפלון". ידוע בתור "מלך הפלסטיק". המבנה הבסיסי של polytetrafluoroethylene הוא. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 - CF2 -. Polytetrafluoroethylene נמצא בשימוש נרחב ביישומים שונים הדורשים עמידות לחומצות, אלקליות וממיסים אורגניים. הוא אינו רעיל לבני אדם, אך פרפלואורואוקטנואט (PFOA), אחד מחומרי הגלם המשמשים בתהליך הייצור, נחשב לגורם מסרטן.

לפוליטטראפלואוראתילן (טפלון או PTFE), הידוע בכינויו "מלך הפלסטיק", יש שמות מסחריים סיניים כמו "טפלון", "טפלון", "טפלון", "טפלון" וכו'. זוהי תרכובת פולימר העשויה מטטראפלואוראתילן ו בעל יציבות כימית מעולה, עמידות בפני קורוזיה, איטום, שימון גבוה ואי דביקות, בידוד חשמלי וסיבולת אנטי אייג'ינג טובה. זה יכול לעבוד במשך זמן רב בטמפרטורות מ-+250 מעלות עד -180 מעלות. מלבד נתרן מתכת מותכת ופלואור נוזלי, הוא עמיד בפני כל שאר הכימיקלים ואינו משתנה בעת הרתחה באקווה רג'יה.

בשימוש כפלסטיק הנדסי, ניתן ליצור ממנו צינורות PTFE, מוטות, רצועות, צלחות, סרטים וכו'. הוא משמש בדרך כלל בצינורות עמידים בפני קורוזיה, מיכלים, משאבות, שסתומים, מכ"מים, ציוד תקשורת בתדר גבוה, ציוד רדיו, וכו' הדורשים ביצועים גבוהים. הפיזור יכול לשמש כנוזל אימפרגנציה מבודד לחומרים שונים וכציפוי נגד קורוזיה על משטחי מתכת, זכוכית וקרמיקה. טבעות PTFE שונות, אטמי PTFE, אריזות PTFE וכו' נמצאים בשימוש נרחב בסוגים שונים של אטמי אוגן צינורות נגד קורוזיה. בנוסף, ניתן להשתמש בו גם לטוויית סיבי פולי-טטראפלואורואתילן - פלואורון (השם המסחרי הזר הוא טפלון).

כיום, סוגים שונים של מוצרי PTFE מילאו תפקיד מכריע בתחומים הכלכליים הלאומיים כגון תעשייה כימית, מכונות, אלקטרוניקה, מכשירי חשמל, תעשייה צבאית, תעופה וחלל, הגנת הסביבה וגשרים.
תנאי שימוש בפוליטטראפלואורואתילן (PTFE) בתעשייה כימיקלים, פטרוכימיים, זיקוק נפט, כלור-אלקלי, ייצור חומצה, דשן פוספט, תרופות, חומרי הדברה, סיבים כימיים, צביעה, קוקינג, גז, סינתזה אורגנית, התכה לא ברזלית, פלדה, אנרגיה אטומית ו ייצור מוצר בטוהר גבוה (כגון אלקטרוליזה של ממברנות יונים), הובלה ותפעול של חומרים צמיגים, מזון, משקאות ומחלקות עיבוד וייצור אחרות עם דרישות היגיינה קפדניות ביותר.

חומצה הידרופלואורית בינונית, חומצה זרחתית, חומצה גופרתית, חומצה חנקתית, חומצה הידרוכלורית, חומצות אורגניות שונות, ממיסים אורגניים, חומרים מחמצנים חזקים וחומרים כימיים מאכלים במיוחד.

טמפרטורה -20~250 מעלות, המאפשרת קירור וחימום פתאומיים, או פעולה חמה וקרה לסירוגין. תואר -20-250 (-4-+482 מעלות F)

לחץ -0.1-6.4Mpa (ואקום מלא עד 64kgf/cm2) -0.1-6.4Mpa (ואקום מלא עד 64kgf/cm2) עמידות בטמפרטורה גבוהה - טמפרטורת הפעולה מגיע ל-250 מעלות.

עמידות בטמפרטורה נמוכה - בעלת קשיחות מכנית טובה; גם אם הטמפרטורה יורדת ל--196 מעלות, היא יכולה לשמור על התארכות של 5%. עמידות בפני קורוזיה - אינרטי לרוב הכימיקלים והממיסים, עמיד בפני חומצות ואלקליות חזקות, מים וממיסים אורגניים שונים. עמיד בפני מזג אוויר - בעל חיי התיישנות של פלסטיק. שימון גבוה - בעל מקדם החיכוך הנמוך ביותר מבין חומרים מוצקים.

נון סטיק - הוא מתח הפנים הקטן ביותר בחומר מוצק ואינו נדבק לכלום.

לא רעיל - אינרטי מבחינה פיזיולוגית, השתלה ארוכת טווח בגוף ככלי דם ואיברים מלאכותיים ללא תגובות שליליות.

המשקל המולקולרי היחסי של פולי-טטראפלואוראתילן גדול יחסית, נע בין מאות אלפים ליותר מ-10 מיליון, ובדרך כלל מיליונים (דרגת הפילמור היא בסדר גודל של 104, בעוד שהפוליאתילן היא רק 103). בדרך כלל, הגבישיות היא 90 עד 95%, וטמפרטורת ההיתוך היא 327 עד 342 מעלות. יחידות ה-CF2 במולקולת הפוליטטראפלואורואתילן מסודרות בצורת זיגזג. מכיוון שהרדיוס של אטום הפלואור מעט גדול מזה של מימן, יחידות ה-CF2 הסמוכות אינן יכולות להיות מכוונות טרנס-צולבות לחלוטין, אלא יוצרות שרשרת מעוותת ספירלית, שכמעט מכוסה על ידי אטומי הפלואור. על פני כל שרשרת הפולימר. מבנה מולקולרי זה מסביר את התכונות השונות של PTFE. כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-19 מעלות, נוצר סליל של 13/6; ב-19 מעלות, מתרחש שינוי פאזה, והמולקולות מתפתלות מעט ליצירת סליל של 15/7.

למרות שפיצול של קשרי פחמן-פחמן וקשרי פחמן-פלואור בפרפלואורו-פחמנים דורש ספיגת אנרגיה של 346.94 ו-484.88kJ/mol בהתאמה, דה-פולימריזציה של פולי-טטראפלואוראתילן ליצירת מול 1 של טטרפלואורואתילן דורשת רק 171.38kJ של אנרגיה. לכן, במהלך פיצוח בטמפרטורה גבוהה, פולי-טטרה-פלואורואתילן מפורק בעיקר ל-tetrafluoroethylene. שיעורי הירידה במשקל (%) של פולי-טטראפלואוראתילן ב-260, 370 ו-420 מעלות הם 1×10-4, 4×10-3 ו-9×10-2 לשעה בהתאמה. ניתן לראות שניתן להשתמש ב-PTFE לאורך זמן ב-260 מעלות. מכיוון שתוצרי לוואי רעילים ביותר כגון פלואורפוסגן ופרפלואורואיזובוטילן מיוצרים גם במהלך פיצוח בטמפרטורה גבוהה, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת להגנה על הבטיחות ולמניעת מגע של פוליטטראפלואורואתילן עם להבות פתוחות.

מאפיינים מכניים מקדם החיכוך שלו קטן במיוחד, רק 1/5 של פוליאתילן, שהוא מאפיין חשוב של משטח פרפלואורי-פחמן. ומכיוון שהכוח הבין-מולקולרי בין שרשראות הפלואור לפחמן הוא נמוך ביותר, הפוליטטראפלואורואתילן אינו דביק.

הוא אינו נמס בטמפרטורה של 250 מעלות ואינו הופך שביר בטמפרטורה נמוכה במיוחד של -260 מעלות. PTFE הוא חלק במיוחד, אפילו קרח לא יכול להשתוות אליו; תכונות הבידוד שלו טובות במיוחד, סרט עבה כמו עיתון מספיק כדי לעמוד במתח גבוה של 1500V.

PTFE שומר על תכונות מכניות מצוינות בטווח טמפרטורות רחב של -196 עד 260 מעלות. אחד המאפיינים של פולימרים פרפלואוריים הוא שהם אינם שבירים בטמפרטורות נמוכות.

עמידות כימית ועמידות בפני מזג אוויר פרט למתכות אלקליות מותכות, PTFE כמעט ואינו נפגע על ידי חומר כימי כלשהו. לדוגמה, כאשר מבושל בחומצה גופרתית מרוכזת, חומצה חנקתית, חומצה הידרוכלורית, או אפילו אקווה רג'יה, משקלה וביצועיה נשארים ללא שינוי. הוא גם כמעט בלתי מסיס בכל הממיסים, והוא מסיס רק מעט בכל האלקנים מעל 300 מעלות (כ-0.1 גרם/100 גרם). PTFE אינו סופג לחות, אינו דליק ויציב במיוחד לחמצן ולקרני אולטרה סגול, כך שיש לו עמידות מצוינת במזג האוויר. מאפיינים חשמליים ל-PTFE יש קבוע דיאלקטרי נמוך ואובדן דיאלקטרי על פני טווח תדרים רחב, ויש לו מתח פירוק גבוה, התנגדות נפח והתנגדות בקשת.

עמידות קרינה: עמידות הקרינה של פולי-טטראפלואורואתילן ירודה (104 ראד). הוא מתכלה לאחר שנחשף לקרינה עתירת אנרגיה, והתכונות החשמליות והמכניות של הפולימר מופחתות משמעותית.

פילמור Polytetrafluoroethylene מיוצר על ידי פילמור רדיקלי חופשי של tetrafluoroethylene. תגובות פילמור תעשייתיות מבוצעות תוך ערבוב בנוכחות כמות גדולה של מים כדי לפזר את חום התגובה ולהקל על בקרת הטמפרטורה. הפולימריזציה מתבצעת בדרך כלל ב-40 עד 80 מעלות ובלחץ של 3 עד 26 ק"ג/סמ"ר. פרסולפטים אנאורגניים ופרוקסידים אורגניים יכולים לשמש כיוזמים, או ניתן להשתמש במערכת ייזום חיזור. כל שומה של טטרפלואורואתילן משחררת חום של 171.38 קילו-ג'יי במהלך הפילמור. פילמור פיזור מצריך הוספת חומרים פעילי שטח פרפלואורינים, כגון חומצה פרפלואורואוקטנואית או מלחים שלה.

יישומים PTFE יכול להיווצר על ידי דחיסה או שחול; ניתן להפוך אותו גם לפיזור מימי לציפוי, הספגה או ייצור סיבים. PTFE נמצא בשימוש נרחב כעמידים לטמפרטורה גבוהה ונמוכה, חומרים עמידים בפני קורוזיה, חומרי בידוד, ציפויים נגד הידבקות וכו' באנרגיה אטומית, תעופה וחלל, אלקטרוניקה, חשמל, תעשייה כימית, מכונות, מכשירים, מונים, בנייה, טקסטיל, מזון ו תעשיות אחרות.

עמידות להזדקנות אטמוספרית: עמידות לקרינה וחדירות נמוכה: פני השטח והביצועים נשארים ללא שינוי לאחר חשיפה ארוכת טווח לאטמוספירה. אי דליקות: מדד מגביל החמצן נמוך מ-90.

עמידות לחומצה ולאלקליות: בלתי מסיס בחומצות חזקות, אלקלי חזק וממיסים אורגניים. עמידות לחמצון: עמיד בפני קורוזיה על ידי חומרי חמצון חזקים. חומציות ובסיסיות: ניטרליות.

PTFE הוא רך מבחינה מכנית. בעל אנרגיית שטח נמוכה מאוד.

לפוליטטראפלואורואתילן (F4, PTFE) יש סדרה של תכונות ביצועים מצוינות: עמידות בטמפרטורה גבוהה - טמפרטורת שימוש לטווח ארוך של 200~260 מעלות, עמידות בטמפרטורה נמוכה - עדיין רכה ב--100 מעלות; עמידות בפני קורוזיה - עמיד בפני אקווה רג'יה וכל הממיסים האורגניים; עמידות בפני מזג אוויר - חיי ההזדקנות הארוכים ביותר בפלסטיק; שימון גבוה - בעל מקדם החיכוך הקטן ביותר בפלסטיק (0.04); נון-סטיק - בעל מתח הפנים הקטן ביותר בחומרים מוצקים מבלי להיצמד לשום דבר; לא רעיל - יש אינרטיות פיזיולוגית; תכונות חשמליות מצוינות, זהו חומר בידוד אידיאלי מסוג C.
מטרה: חומר PTFE נמצא בשימוש נרחב במגזרים חשובים כגון תעשיית הביטחון הלאומית, אנרגיה אטומית, נפט, רדיו, מכונות חשמליות, תעשייה כימית וכו'. מוצרים: מוטות PTFE, צינורות, צלחות, צלחות הפכו. PTFE הוא פולימר של טטרפלואורואתילן. הקיצור האנגלי הוא PTFE. הנוסחה המבנית היא . הוא התגלה בסוף שנות ה-30 והוכנס לייצור תעשייתי בשנות ה-40.
מאפיינים: המשקל המולקולרי היחסי של פולי-טטראפלואוראתילן גדול יחסית, נע בין מאות אלפים ליותר מ-10 מיליון, ובדרך כלל מיליונים (דרגת הפילמור היא בסדר גודל של 104, בעוד שהפוליאתילן היא רק 103). בדרך כלל, הגבישיות היא 90 עד 95%, וטמפרטורת ההיתוך היא 327 עד 342 מעלות. יחידות ה-CF2 במולקולת הפוליטטראפלואורואתילן מסודרות בצורת זיגזג. מכיוון שהרדיוס של אטום הפלואור מעט גדול מזה של מימן, יחידות ה-CF2 הסמוכות אינן יכולות להיות מכוונות טרנס-צולבות לחלוטין, אלא יוצרות שרשרת מעוותת ספירלית, שכמעט מכוסה על ידי אטומי הפלואור. על פני כל שרשרת הפולימר. מבנה מולקולרי זה מסביר את התכונות השונות של PTFE. כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-19 מעלות, נוצר סליל של 13/6; ב-19 מעלות, מתרחש שינוי פאזה, והמולקולות מתפתלות מעט ליצירת סליל של 15/7.
למרות שפיצול של קשרי פחמן-פחמן וקשרי פחמן-פלואור בפרפלואורו-פחמנים דורש ספיגת אנרגיה של 346.94 ו-484.88kJ/mol בהתאמה, דה-פולימריזציה של פולי-טטראפלואוראתילן ליצירת מול 1 של טטרפלואורואתילן דורשת רק 171.38kJ של אנרגיה. לכן, במהלך פיצוח בטמפרטורה גבוהה, פולי-טטרה-פלואורואתילן מפורק בעיקר ל-tetrafluoroethylene. שיעורי הירידה במשקל (%) של פולי-טטראפלואוראתילן ב-260, 370 ו-420 מעלות הם 1×10-4, 4×10-3 ו-9×10-2 לשעה בהתאמה. ניתן לראות שניתן להשתמש ב-PTFE לאורך זמן ב-260 מעלות. מכיוון שתוצרי לוואי רעילים ביותר כגון פלואורפוסגן ופרפלואורואיזובוטילן מיוצרים גם במהלך פיצוח בטמפרטורה גבוהה, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת להגנה על הבטיחות ולמניעת מגע של פוליטטראפלואורואתילן עם להבות פתוחות. מאפיינים מכניים מקדם החיכוך שלו קטן במיוחד, רק 1/5 של פוליאתילן, שהוא מאפיין חשוב של משטח פרפלואורי-פחמן. ומכיוון שהכוח הבין-מולקולרי בין שרשראות הפלואור לפחמן הוא נמוך ביותר, הפוליטטראפלואורואתילן אינו דביק.

חֲדָשׁוֹת

מאפיינים מכניים וכימיים של פוליטטרה-פלואורואתילן