PTFE (polytetrafluoroethylene คืออะไร)

PTFE (polytetrafluoroethylene) คืออะไร?

PTFE polytetrafluoroethylene เป็นฟลูออโรโพลิเมอร์อเนกประสงค์ประสิทธิภาพสูงประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนและอะตอมฟลูออรีน ฟลูออโรโพลีเมอร์เป็นกลุ่มของพลาสติกที่มีคุณสมบัติและประโยชน์ที่หลากหลาย PTFE เป็นหนึ่งในฟลูออโรโพลีเมอร์ที่ค้นพบตลอดกาลปฏิวัติกลุ่มฟลูออโรโพลีเมอร์และปูทางไปสู่การใช้งานที่หลากหลาย

หนึ่งในแอปพลิเคชั่นทั่วไปของวัสดุ PTFE รวมถึงการเคลือบแบบไม่ติดสำหรับเครื่องครัวครัว เนื่องจากไม่มีปฏิกิริยาเกิดขึ้นส่วนหนึ่งเป็นเพราะความแข็งแรงของพันธะคาร์บอนฟลูออรีนจึงมักใช้ในการทำท่อและภาชนะบรรจุสำหรับสารเคมีที่มีปฏิกิริยาและกัดกร่อน

PTFE ทำอย่างไร?

PTFE ผลิตเหมือนพอลิเมอร์อื่น ๆ มันผลิตโดยเทคโนโลยีการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระโดยใช้การเพิ่มพอลิเมอไรเซชัน TFE ในกระบวนการแบทช์ในสื่อน้ำ

โครงสร้างทางเคมีของ PTFE นั้นเหมือนกับโพลีเอทิลีน ความแตกต่างที่สำคัญเพียงอย่างเดียวคืออะตอมไฮโดรเจนจะถูกแทนที่ด้วยฟลูออรีนอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม PE และ PTFE ถูกเตรียมในรูปแบบที่แตกต่างกันมาก

อะตอมฟลูออรีนขนาดใหญ่ก่อตัวเป็นฝักอย่างต่อเนื่องรอบ ๆ พันธะคาร์บอนคาร์บอนทำให้โมเลกุลมีความต้านทานทางเคมีที่ดีความเฉื่อยไฟฟ้าและความเสถียร

ลักษณะและประสิทธิภาพของ PTFE

PTFE มาในสามรูปแบบหลักการกระจายตัวของน้ำและผงละเอียด

วัสดุ PTFE แบบเม็ดถูกผลิตโดยการระงับโพลีเมอไรเซชันในสื่อน้ำโดยใช้สารกระจายตัวเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย วัสดุ PTFE แบบเม็ดส่วนใหญ่ใช้ในการบีบอัด, การกด Isostatic และวิธีการอัดขึ้นรูปลูกสูบ

การกระจายตัวของ PTFE ที่ใช้น้ำใช้การเกิดพอลิเมอร์ที่ใช้น้ำแบบเดียวกันกับการกระจายตัวและความปั่นป่วนมากขึ้น การกระจายตัวของน้ำส่วนใหญ่ใช้ในการเคลือบและวิธีการหล่อฟิล์ม

PTFE ผงอย่างประณีตเป็นอนุภาคสีขาวขนาดเล็กที่เกิดจากการควบคุมพอลิเมอร์อิมัลชัน ผง PTFE ละเอียดสามารถแปรรูปเป็นสะเก็ดผ่านการอัดรีดหรือสารเติมแต่งเพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ

คุณสมบัติที่โดดเด่นอื่น ๆ ของ PTFE รวมถึงความต้านทานอุณหภูมิสูงและอุณหภูมิต่ำยอดเยี่ยมคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าความเฉื่อยทางเคมีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ (คงที่ 0.08 และไดนามิก 0.01) และคุณสมบัติที่ไม่ติดอยู่ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (-260 ถึง 260 ° C) .

PTFE เป็นหนึ่งในวัสดุที่เชื่อถือได้มากที่สุดเมื่อพูดถึงความต้านทานทางเคมี มันถูกโจมตีโดยโลหะอัลคาไลที่หลอมเหลวเท่านั้นเฮไลด์อินทรีย์เช่นคลอรีน trifluoride (CLF3) และออกซิเจน difluoride (OF2) และฟลูออรีนก๊าซที่อุณหภูมิสูง

คุณสมบัติเชิงกลของ PTFE นั้นน่าประทับใจเช่นกัน แต่ไม่ดีเท่าพลาสติกวิศวกรรมอื่น ๆ ที่อุณหภูมิห้อง การเพิ่มฟิลเลอร์ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่ประสบความสำเร็จในการเอาชนะอุปสรรคนี้ ภายในช่วงอุณหภูมิปกติ PTFE แสดงคุณสมบัติเชิงกลที่มีประโยชน์ คุณสมบัติเหล่านี้ยังถูกขัดขวางโดยการประมวลผลตัวแปรเช่นอุณหภูมิการเผาไหม้ความดัน preform อัตราการระบายความร้อน ฯลฯ คุณสมบัติพอลิเมอร์เช่นขนาดอนุภาคมวลโมลาร์และการกระจายขนาดอนุภาคอาจส่งผลเสียต่อคุณสมบัติเชิงกล

PTFE มีคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าที่โดดเด่นค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำและฉนวนกันความร้อนสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่ต่ำมาก (2.0) เป็นผลมาจากโครงสร้างสมมาตรที่ซับซ้อนของโมเลกุลขนาดใหญ่

วัสดุ PTFE ยังแสดงคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีโดยไม่มีการย่อยสลายอย่างมีนัยสำคัญต่ำกว่า 440 ° C

นอกจากนี้ยังถูกโจมตีด้วยการย่อยสลายทางอากาศและการแผ่รังสีเริ่มต้นที่ขนาด 0.02 mRad

ข้อเสียของวัสดุ PTFE

วัสดุ PTFE แบบดั้งเดิมไม่ได้ไม่มีข้อเสีย พวกเขาคือ:

คืบคลานและสวมใส่ไว

ไม่สามารถประมวลผลได้โดยวิธีการประมวลผลสถานะหลอมเหลวและวิธีการที่เหมาะสมมักจะไม่เป็นทางการและปรับขนาดได้

ความยากในการเข้าร่วม

การเปลี่ยนแปลงมิติสูงใกล้อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของแก้ว

ความต้านทานการแผ่รังสีต่ำ

มันกัดกร่อนและสามารถผลิตควันพิษได้อย่างง่ายดาย

ความสำคัญของฟิลเลอร์และสารเติมแต่งให้กับ PTFE

การเพิ่มฟิลเลอร์และสารเติมแต่งสามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของ PTFE ได้อย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอัตราการคืบและการสึกหรอ ฟิลเลอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอนไฟเบอร์แก้วคาร์บอนไฟเบอร์กราไฟท์บรอนซ์เหล็ก ฯลฯ

ใยแก้ว : การเพิ่มจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติการคืบและการสึกหรอของ PTFE โดยส่งผลกระทบต่ออุณหภูมิต่ำและสูง นอกจากนี้สารประกอบที่เต็มไปด้วยแก้วทำงานได้ดีเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์

คาร์บอนไฟเบอร์: คาร์บอนไฟเบอร์เป็นสิ่งจำเป็นในการลดการคืบเพิ่มความแข็งเพิ่มความยืดหยุ่นและโมดูลัสอัด PTFE ผสมกับสารประกอบคาร์บอนไฟเบอร์มีค่าการนำความร้อนสูงและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ คาร์บอนไฟเบอร์นั้นเฉื่อยถึงอัลคาลิสที่แข็งแรงและกรดไฮโดรฟลูออริก (เส้นใยแก้วทนต่อกรดทั้งสอง) ชิ้นส่วนเหล่านี้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์เช่นโช้คอัพ

คาร์บอน: คาร์บอนเป็นสารเติมแต่งจะช่วยลดการคืบเพิ่มความแข็งและปรับปรุงค่าการนำความร้อนของ PTFE ผลลัพธ์เดียวกันนี้สามารถทำได้โดยการผสม PTFE และกราไฟท์และเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของสารประกอบที่เต็มไปด้วยคาร์บอน สารผสมเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ไม่หล่อลื่นเช่นแหวนลูกสูบในกระบอกสูบบีบอัด

PTFE ที่เต็มไปด้วยสีบรอนซ์: สารประกอบนี้มีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีภาระและอุณหภูมิสูง

ข้อดีของการเพิ่มฟิลเลอร์

ฟิลเลอร์/สารเติมแต่งมีความสำคัญต่อการเพิ่มความพรุนของสารประกอบ PTFE และดังนั้นจึงส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้า - ช่วยลดความแข็งแรงของอิเล็กทริกในขณะที่เพิ่มค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและปัจจัยการกระจาย

ฟิลเลอร์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของ PTFE ได้อย่างมีนัยสำคัญทั้งอุณหภูมิสูงและต่ำ

อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีขึ้นอยู่กับประเภทของสารเติมแต่งที่ใช้อย่างมาก โดยทั่วไปแล้วจะทำให้ผลลัพธ์เป็นบวกเช่นกัน

แอปพลิเคชัน PTFE

โดยทั่วไปแล้วเทอร์โมพลาสติกฟลูออไรด์จะใช้ในการใช้งานประสิทธิภาพสูงที่มีความต้านทานอุณหภูมิสูงความบริสุทธิ์สูงอุณหภูมิต่ำความเฉื่อยทางเคมีความเฉื่อยของสารเคมีไม่ติดและการหล่อลื่นด้วยตนเอง นี่คือการใช้งานที่พบบ่อยที่สุดสำหรับ PTFE:

วิศวกรรม - ตลับลูกปืน, พื้นผิว nonstick, ที่นั่งวาล์ว, ปลั๊ก, อุปกรณ์, วาล์วและชิ้นส่วนปั๊ม

การแพทย์ - แพทช์หัวใจ, การปลูกถ่ายหัวใจและหลอดเลือด, การเปลี่ยนเอ็น

อุตสาหกรรมเคมี - การเคลือบของปั๊ม, ไดอะแฟรม, ใบพัด, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, หม้อนึ่งความดัน, ภาชนะปฏิกิริยา, ถังเก็บ, เรือ, เรือ ฯลฯ

ยานยนต์ -แมวน้ำก้าน, ซีลเพลา, ปะเก็น, โอริง, สายรัดท่อน้ำมันเชื้อเพลิง, พวงมาลัยเพาเวอร์, การส่งสัญญาณและอื่น ๆ

ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ - แผงวงจรพิมพ์ที่ยืดหยุ่น, ฉนวนไฟฟ้า ฯลฯ

เทคโนโลยีที่ดีที่สุดสำหรับการประมวลผล PTFE

โครงสร้างโซ่โพลิเมอร์ที่แข็งของ PTFE ทำให้ยากต่อการประมวลผลโดยใช้วิธีการแบบดั้งเดิมเช่นการฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูป ถึงกระนั้นความหนืดที่ละลายสูงมากและอุณหภูมิหลอมเหลวสูงก็ไม่ได้ช่วยอะไร เทคโนโลยีการประมวลผลในอุดมคติสำหรับการจัดการผงโลหะวิทยาเหมาะสำหรับ PTFE

การเผา, การบีบอัด, การกด, การกด, การปั๊มหรือการอัดรีด, การปั๊มร้อน, การตัดเฉือน, การอัดขึ้นรูปผงล่วงหน้าบนเครื่องจักรพิเศษ

การอัดรีดผสม PTFE กับไฮโดรคาร์บอนซึ่งใช้ในการทำให้เป็นเทปท่อและลวดลวด ไฮโดรคาร์บอนระเหยไปก่อนที่ส่วนจะถูกเผา

ช่วงการทำงาน -200 ° C ถึง 260 ° C

คำถามที่พบบ่อย

1. polytetrafluoroethylene ทำให้เกิดมะเร็งหรือไม่?

คำตอบ. PTFE แสดงให้เห็นว่าเป็นพิษต่อสุขภาพของมนุษย์เพราะมีสารก่อมะเร็งที่เรียกว่า PFOA อย่างไรก็ตามไม่จำเป็นต้องกังวลเนื่องจากการเคลือบแบบไม่ติด PTFE ไม่มีสารนี้อีกต่อไป

2. ใช้ท่อ PTFE อะไร?

คำตอบ. ท่อ PTFE มักใช้เป็นท่อในห้องปฏิบัติการซึ่งความต้านทานทางเคมีและความบริสุทธิ์เป็นสิ่งสำคัญที่สุด PTFE มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมากและเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นหนึ่งในสาร "slipperiest" ที่รู้จักกันดี

3. พลาสติกชนิดใดคือ PTFE?

คำตอบ. PTFE เป็นพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกที่เป็นฟลูออโรโพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนและอะตอมฟลูออรีน

4. การใช้บอร์ด PTFE คืออะไร?

คำตอบ. แผ่น PTFE ใช้ในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายเช่นปะเก็นห่อหุ้ม PTFE และการบรรจุ PTFE มันมีความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อก๊าซน้ำสารเคมีเชื้อเพลิงและน้ำมัน