Tính chất cơ học và hóa học của Polytetrafluoroethylene - Tin tức sản phẩm

Polytetrafluoroethylene (Teflon hoặc PTFE) có độ ổn định hóa học tuyệt vời, chống ăn mòn, bịt kín, bôi trơn và không dính cao, cách điện và độ bền chống lão hóa tốt. Chủ yếu được sử dụng trong các đường ống chống ăn mòn, thùng chứa, máy bơm, van, radar, thiết bị liên lạc tần số cao, thiết bị vô tuyến, v.v. với yêu cầu hiệu suất cao.

Tính chất vật liệu
Mật độ 2,2 g/cm3
Mô đun Young 0,5 Gpa
Năng suất 23 MPa
Điểm nóng chảy ~ 327 độ

Polytetrafluoroethylene [PTFE, F4] là một trong những vật liệu chống ăn mòn trên thế giới hiện nay nên được mệnh danh là “Vua nhựa”. Nó có thể được sử dụng lâu dài trong bất kỳ loại phương tiện hóa học nào và việc sản xuất nó đã giải quyết được nhiều vấn đề trong ngành hóa chất, dầu khí, dược phẩm và các lĩnh vực khác của nước tôi. Con dấu, miếng đệm và miếng đệm PTFE. Các con dấu, miếng đệm và miếng đệm PTFE được đúc từ nhựa PTFE polyme hóa huyền phù. So với các loại nhựa khác, PTFE có khả năng chống ăn mòn hóa học và chịu nhiệt độ tuyệt vời. Nó đã được sử dụng rộng rãi làm vật liệu bịt kín và vật liệu làm đầy. PTFE là một polyme của tetrafluoroethylene. Tên viết tắt tiếng Anh là PTFE. Tên thương mại là "Teflon". Được mệnh danh là “Vua nhựa”. Cấu trúc cơ bản của polytetrafluoroethylene là. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 - CF2 -. Polytetrafluoroethylene được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau đòi hỏi khả năng chống axit, kiềm và dung môi hữu cơ. Nó không độc hại đối với con người, nhưng perfluorooctanoate (PFOA), một trong những nguyên liệu thô được sử dụng trong quá trình sản xuất, được coi là có khả năng gây ung thư.

Polytetrafluoroethylene (Teflon hoặc PTFE), thường được gọi là "Vua nhựa", có tên thương mại của Trung Quốc như "Teflon", "Teflon", "Teflon", "Teflon", v.v. Nó là một hợp chất polymer được làm từ tetrafluoroethylene và có tính ổn định hóa học tuyệt vời, chống ăn mòn, bịt kín, bôi trơn và không dính cao, cách điện và độ bền chống lão hóa tốt. Nó có thể hoạt động trong thời gian dài ở nhiệt độ từ +250 độ đến -180 độ . Ngoại trừ natri kim loại nóng chảy và flo lỏng, nó có khả năng chống lại tất cả các hóa chất khác và không thay đổi khi đun sôi trong nước cường toan.

Được sử dụng làm nhựa kỹ thuật, nó có thể được chế tạo thành ống, thanh, dải, tấm, màng, v.v.. Nó thường được sử dụng trong các ống chống ăn mòn, thùng chứa, máy bơm, van, radar, thiết bị liên lạc tần số cao, thiết bị vô tuyến, v.v. đòi hỏi hiệu suất cao. Chất phân tán có thể được sử dụng làm chất lỏng ngâm tẩm cách điện cho các vật liệu khác nhau và làm lớp phủ chống ăn mòn trên bề mặt kim loại, thủy tinh và gốm sứ. Các loại vòng PTFE, miếng đệm PTFE, bao bì PTFE, v.v. được sử dụng rộng rãi trong các loại vòng đệm mặt bích đường ống chống ăn mòn khác nhau. Ngoài ra còn có thể dùng để kéo sợi polytetrafluoroethylene - fluoronon (tên thương mại nước ngoài là Teflon).

Hiện nay, nhiều loại sản phẩm PTFE đã đóng vai trò quyết định trong các lĩnh vực kinh tế quốc gia như công nghiệp hóa chất, máy móc, điện tử, thiết bị điện, công nghiệp quân sự, hàng không vũ trụ, bảo vệ môi trường và cầu đường.
Điều kiện sử dụng Polytetrafluoroethylene (PTFE) trong công nghiệp hóa chất, hóa dầu, lọc dầu, clo-kiềm, sản xuất axit, phân lân, dược phẩm, thuốc trừ sâu, sợi hóa học, nhuộm, luyện cốc, khí đốt, tổng hợp hữu cơ, luyện kim màu, thép, năng lượng nguyên tử và sản xuất sản phẩm có độ tinh khiết cao (như điện phân màng ion), vận chuyển và vận hành vật liệu nhớt, thực phẩm, đồ uống và các bộ phận chế biến và sản xuất khác có yêu cầu vệ sinh rất nghiêm ngặt.

Axit flohydric trung bình, axit photphoric, axit sunfuric, axit nitric, axit clohydric, các axit hữu cơ khác nhau, dung môi hữu cơ, chất oxy hóa mạnh và các môi trường hóa học có tính ăn mòn cao khác.

Nhiệt độ -20~250 độ , cho phép làm mát và sưởi ấm đột ngột hoặc vận hành nóng và lạnh xen kẽ. -20-250 độ (-4-+482 độ F)

Áp suất -0.1-6.4Mpa (Chân không tối đa đến 64kgf/cm2) -0.1-6.4Mpa (Chân không tối đa đến 64kgf/cm2) Khả năng chịu nhiệt độ cao - nhiệt độ vận hành đạt tới 250 độ.

Chịu nhiệt độ thấp - có độ bền cơ học tốt; ngay cả khi nhiệt độ giảm xuống -196 độ, nó vẫn có thể duy trì độ giãn dài 5%. Chống ăn mòn - trơ với hầu hết các hóa chất và dung môi, chịu được axit và kiềm mạnh, nước và các dung môi hữu cơ khác nhau. Chịu được thời tiết - Có tuổi thọ lão hóa của nhựa. Tính bôi trơn cao - có hệ số ma sát thấp nhất trong số các vật liệu rắn.

Chống dính - là sức căng bề mặt nhỏ nhất trong vật liệu rắn và không dính vào bất cứ thứ gì.

Không độc hại - trơ về mặt sinh lý, cấy ghép lâu dài vào cơ thể dưới dạng mạch máu và cơ quan nhân tạo mà không có phản ứng bất lợi.

Trọng lượng phân tử tương đối của polytetrafluoroethylene tương đối lớn, từ hàng trăm nghìn đến hơn 10 triệu và nói chung là hàng triệu (mức độ trùng hợp là 104, trong khi polyetylen chỉ là 103). Thông thường, độ kết tinh là 90 đến 95% và nhiệt độ nóng chảy là 327 đến 342 độ. Các đơn vị CF2 trong phân tử polytetrafluoroethylene được sắp xếp theo hình zigzag. Do bán kính của nguyên tử flo lớn hơn một chút so với bán kính của hydro, nên các đơn vị CF2 liền kề không thể định hướng chéo hoàn toàn mà tạo thành một chuỗi xoắn ốc, gần như được bao phủ bởi các nguyên tử flo. trên bề mặt của toàn bộ chuỗi polymer. Cấu trúc phân tử này giải thích các tính chất khác nhau của PTFE. Khi nhiệt độ thấp hơn 19 độ, hình thành chuỗi xoắn 13/6; ở 19 độ, một sự thay đổi pha xảy ra và các phân tử hơi giãn ra để tạo thành chuỗi xoắn 15/7.

Mặc dù sự phân cắt các liên kết carbon-carbon và liên kết carbon-flo trong perfluorocarbons đòi hỏi sự hấp thụ năng lượng lần lượt là 346,94 và 484,88kJ/mol, quá trình khử polyme của polytetrafluoroethylene để tạo ra 1 mol tetrafluoroethylene chỉ cần 171,38kJ năng lượng. Do đó, trong quá trình nứt ở nhiệt độ cao, polytetrafluoroethylene chủ yếu bị khử polyme thành tetrafluoroethylene. Tỷ lệ giảm cân (%) của polytetrafluoroethylene ở 260, 370 và 420 độ lần lượt là 1×10-4, 4×10-3 và 9×10-2 mỗi giờ. Có thể thấy rằng PTFE có thể được sử dụng trong thời gian dài ở nhiệt độ 260 độ. Do các sản phẩm phụ có độc tính cao như fluorophosgene và perfluoroisobutylene cũng được tạo ra trong quá trình crackinh ở nhiệt độ cao, nên phải đặc biệt chú ý đến việc bảo vệ an toàn và ngăn chặn polytetrafluoroethylene tiếp xúc với ngọn lửa trần.

Tính chất cơ học Hệ số ma sát của nó cực kỳ nhỏ, chỉ bằng 1/5 polyetylen, đây là một tính năng quan trọng của bề mặt perfluorocarbon. Và bởi vì lực liên phân tử giữa chuỗi flo và chuỗi carbon cực kỳ thấp nên polytetrafluoroethylene không dính.

Nó không tan chảy ở nhiệt độ 250 độ và không trở nên giòn ở nhiệt độ cực thấp -260 độ. PTFE cực kỳ mịn, ngay cả băng cũng không thể so sánh được; Đặc tính cách nhiệt của nó đặc biệt tốt, lớp màng dày như tờ báo đủ sức chịu được điện áp cao 1500V.

PTFE duy trì các đặc tính cơ học tuyệt vời trong phạm vi nhiệt độ rộng từ -196 đến 260 độ. Một trong những đặc điểm của polyme perfluorocarbon là chúng không bị giòn ở nhiệt độ thấp.

Kháng hóa chất và chịu thời tiết Ngoại trừ kim loại kiềm nóng chảy, PTFE gần như không bị ăn mòn bởi bất kỳ tác nhân hóa học nào. Ví dụ, khi đun sôi trong axit sulfuric đậm đặc, axit nitric, axit clohydric hoặc thậm chí là nước cường toan, trọng lượng và hiệu suất của nó không thay đổi. Nó cũng gần như không hòa tan trong tất cả các dung môi và chỉ hòa tan nhẹ trong tất cả các ankan trên 3{1}}0 độ (khoảng 0,1g/100g). PTFE không hấp thụ độ ẩm, không bắt lửa và cực kỳ ổn định với oxy và tia cực tím nên có khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời. Tính chất điện PTFE có hằng số điện môi thấp và tổn thất điện môi trên dải tần số rộng, đồng thời có điện áp đánh thủng, điện trở suất thể tích và điện trở hồ quang cao.

Khả năng chống bức xạ: Khả năng chống bức xạ của polytetrafluoroethylene kém (104 rad). Nó bị phân hủy sau khi tiếp xúc với bức xạ năng lượng cao, và các tính chất cơ và điện của polymer bị giảm đáng kể.

Phản ứng trùng hợp Polytetrafluoroethylene được tạo ra bằng phản ứng trùng hợp gốc tự do của tetrafluoroethylene. Phản ứng trùng hợp công nghiệp được thực hiện bằng cách khuấy với sự có mặt của một lượng lớn nước để phân tán nhiệt của phản ứng và tạo điều kiện kiểm soát nhiệt độ. Quá trình trùng hợp thường được thực hiện ở nhiệt độ 40 đến 80 độ và áp suất từ 3 đến 26 kgf/cm2. Persulfate vô cơ và peroxit hữu cơ có thể được sử dụng làm chất khởi đầu hoặc có thể sử dụng hệ thống khởi tạo oxy hóa khử. Mỗi mol tetrafluoroethylene tỏa nhiệt 171,38kJ trong quá trình trùng hợp. Quá trình trùng hợp phân tán đòi hỏi phải bổ sung các chất hoạt động bề mặt perfluorinated, chẳng hạn như axit perfluorooctanoic hoặc muối của nó.

Ứng dụng PTFE có thể được hình thành bằng cách nén hoặc ép đùn; nó cũng có thể được tạo thành dạng phân tán trong nước để phủ, ngâm tẩm hoặc tạo sợi. PTFE được sử dụng rộng rãi làm vật liệu chịu nhiệt độ cao và thấp, chống ăn mòn, vật liệu cách nhiệt, lớp phủ chống dính, v.v. trong năng lượng nguyên tử, hàng không vũ trụ, điện tử, điện, công nghiệp hóa chất, máy móc, dụng cụ, mét, xây dựng, dệt may, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác.

Khả năng chống lão hóa của khí quyển: khả năng chống bức xạ và độ thấm thấp: bề mặt và hiệu suất không thay đổi sau khi tiếp xúc lâu dài với khí quyển. Không dễ cháy: Chỉ số giới hạn oxy dưới 90.

Kháng axit và kiềm: không hòa tan trong axit mạnh, kiềm mạnh và dung môi hữu cơ. Khả năng chống oxy hóa: Chống lại sự ăn mòn bởi các chất oxy hóa mạnh. Độ axit và độ kiềm: trung tính.

PTFE mềm về mặt cơ học. Có năng lượng bề mặt rất thấp.

Polytetrafluoroethylene (F4, PTFE) có một loạt đặc tính hiệu suất tuyệt vời: chịu nhiệt độ cao - nhiệt độ sử dụng lâu dài 200~260 độ, chịu nhiệt độ thấp - vẫn mềm ở -100 độ; chống ăn mòn - chống lại nước cường toan và tất cả các dung môi hữu cơ; Khả năng chống chịu thời tiết - tuổi thọ lâu nhất của nhựa; độ bôi trơn cao - có hệ số ma sát nhỏ nhất trong nhựa (0,04); chống dính - có sức căng bề mặt nhỏ nhất trong vật liệu rắn mà không dính vào bất cứ thứ gì; không độc hại - có tính trơ sinh lý; Tính chất điện tuyệt vời, nó là vật liệu cách nhiệt loại C lý tưởng.
Mục đích: Vật liệu PTFE được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực quan trọng như công nghiệp quốc phòng, năng lượng nguyên tử, dầu khí, radio, máy điện, công nghiệp hóa chất, v.v.. Sản phẩm: Thanh, ống, tấm, tấm quay PTFE. PTFE là một polyme của tetrafluoroethylene. Tên viết tắt tiếng Anh là PTFE. Công thức cấu tạo là . Nó được phát hiện vào cuối những năm 1930 và được đưa vào sản xuất công nghiệp vào những năm 1940.
Tính chất: Trọng lượng phân tử tương đối của polytetrafluoroethylene tương đối lớn, từ hàng trăm nghìn đến hơn 10 triệu và nói chung là hàng triệu (mức độ trùng hợp là 104, trong khi polyetylen chỉ là 103). Thông thường, độ kết tinh là 90 đến 95% và nhiệt độ nóng chảy là 327 đến 342 độ. Các đơn vị CF2 trong phân tử polytetrafluoroethylene được sắp xếp theo hình zigzag. Do bán kính của nguyên tử flo lớn hơn một chút so với bán kính của hydro, nên các đơn vị CF2 liền kề không thể định hướng chéo hoàn toàn mà tạo thành một chuỗi xoắn ốc, gần như được bao phủ bởi các nguyên tử flo. trên bề mặt của toàn bộ chuỗi polymer. Cấu trúc phân tử này giải thích các tính chất khác nhau của PTFE. Khi nhiệt độ thấp hơn 19 độ, hình thành chuỗi xoắn 13/6; ở 19 độ, một sự thay đổi pha xảy ra và các phân tử hơi giãn ra để tạo thành chuỗi xoắn 15/7.
Mặc dù sự phân cắt các liên kết carbon-carbon và liên kết carbon-flo trong perfluorocarbons đòi hỏi sự hấp thụ năng lượng lần lượt là 346,94 và 484,88kJ/mol, quá trình khử polyme của polytetrafluoroethylene để tạo ra 1 mol tetrafluoroethylene chỉ cần 171,38kJ năng lượng. Do đó, trong quá trình nứt ở nhiệt độ cao, polytetrafluoroethylene chủ yếu bị khử polyme thành tetrafluoroethylene. Tỷ lệ giảm cân (%) của polytetrafluoroethylene ở 260, 370 và 420 độ lần lượt là 1×10-4, 4×10-3 và 9×10-2 mỗi giờ. Có thể thấy rằng PTFE có thể được sử dụng trong thời gian dài ở nhiệt độ 260 độ. Do các sản phẩm phụ có độc tính cao như fluorophosgene và perfluoroisobutylene cũng được tạo ra trong quá trình crackinh ở nhiệt độ cao, nên phải đặc biệt chú ý đến việc bảo vệ an toàn và ngăn chặn polytetrafluoroethylene tiếp xúc với ngọn lửa trần. Tính chất cơ học Hệ số ma sát của nó cực kỳ nhỏ, chỉ bằng 1/5 polyetylen, đây là một tính năng quan trọng của bề mặt perfluorocarbon. Và bởi vì lực liên phân tử giữa chuỗi flo và chuỗi carbon cực kỳ thấp nên polytetrafluoroethylene không dính.