Was ist PTFE (Polytetrafluorethylen)

Was ist PTFE (Polytetrafluorethylen)?

PTFE Polytetrafluorethylen ist ein multifunktionales Hochleistungs-Fluoropolymer aus Kohlenstoffatomen und Fluoratomen. Fluoropolymere sind eine Gruppe von Kunststoffen mit einer Vielzahl von Eigenschaften und Vorteilen. PTFE ist ein solches Fluoropolymer, dessen Entdeckung die Fluoropolymergruppe für immer revolutionierte und den Weg für eine Vielzahl von Anwendungen ebnete.

Eine der gängigen Anwendungen von PTFE-Materialien umfasst Nicht-Schichtbeschichtungen für Küchenkochgeschirr. Aufgrund seiner Nichtreaktivität wird zum Teil aufgrund der Stärke der Kohlenstofffluorbindung häufig verwendet, um Rohre und Behälter für reaktive und ätzende Chemikalien herzustellen.

Wie wird PTFE hergestellt?

PTFE ist ähnlich wie jedes andere Polymer hergestellt. Es wird durch die Polymerisationstechnologie für freie Radikale hergestellt, wobei die TFE -Additionspolymerisation in einem Batch -Prozess in wässrigen Medien verwendet wird.

Die chemische Struktur von PTFE ist die gleiche wie Polyethylen; Der einzige Hauptunterschied besteht darin, dass die Wasserstoffatome vollständig durch Fluor ersetzt werden. PE und PTFE werden jedoch auf sehr unterschiedliche Weise hergestellt.

Die große Größe von Fluoratomen bildet eine gleichmäßige, kontinuierliche Hülle um Kohlenstoffkohlenstoffbindungen und bietet dem Molekül einen guten chemischen Widerstand, elektrische Inertheit und Stabilität.

Eigenschaften und Leistung von PTFE

PTFE ist in drei Hauptformen-Granula, Dispersionen auf Wasserbasis und feinen Pulver erhältlich.

Granulare PTFE -Materialien werden durch Suspensionspolymerisation in einem wässrigen Medium mit wenig oder gar keinem Dispergiermittel erzeugt. Granulare PTFE -Materialien werden hauptsächlich bei Kompressions-, isostatischen Press- und Kolbenextrusionsmethoden verwendet.

PTFE-Dispersionen auf Wasserbasis verwenden die gleiche Polymerisation auf Wasserbasis mit stärker dispergierender und Agitation. Dispersionen auf Wasserbasis werden hauptsächlich bei Beschichtungen und Filmgussmethoden verwendet.

Fein pulverisiertes PTFE ist ein kleines weißes Partikel, das durch kontrollierte Emulsionspolymerisation hergestellt wird. Feines PTFE -Pulver kann durch Paste -Extrusion oder Additive in Flocken verarbeitet werden, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern.

Andere bemerkenswerte Eigenschaften von PTFE sind ausgezeichnete hohe und niedrige Temperaturwiderstand, elektrische Isoliereigenschaften, chemische Trägheit, niedrige Reibungskoeffizient (statische 0,08 und dynamische 0,01) und Nicht-Stick-Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich (-260 bis 260 ° C) .

PTFE ist eines der zuverlässigsten Materialien, wenn es um chemischer Widerstand geht. Es wird nur von geschmolzenen Alkali -Metallen, organischen Halogeniden wie Chlor -Trifluorid (CLF3) und Sauerstoffdifferenz (von 2) und gasförmiger Fluor bei hohen Temperaturen angegriffen.

Die mechanischen Eigenschaften von PTFE sind ebenfalls beeindruckend, aber nicht so gut wie andere technische Kunststoffe bei Raumtemperatur. Das Hinzufügen von Füllstoffen hat sich als erfolgreiche Methode zur Überwindung dieses Hindernis erwiesen. In seinem normalen Temperaturbereich weist PTFE einige nützliche mechanische Eigenschaften auf. Diese Eigenschaften werden auch durch Verarbeitungsvariablen wie Sintertemperatur, Vorformdruck, Kühlrate usw. behindert. Polymereigenschaften wie die Größe der Molmasse und die Partikelgrößenverteilung können die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflussen.

PTFE hat ausstehende elektrische Isolationseigenschaften, niedrige Dielektrizitätskonstante und Isolierung im Widerstandspannung. Die sehr niedrige Dielektrizitätskonstante (2.0) ist ein Ergebnis der komplexen symmetrischen Struktur der Makromoleküle.

Das PTFE -Material zeigt auch gute thermische Eigenschaften, ohne einen signifikanten Abbau unter 440 ° C.

Es wird auch durch Abbau und Strahlung in der Luft angegriffen, beginnend bei einer Dosis von 0,02 MRAD.

Nachteile von PTFE -Material

Herkömmliche PTFE -Materialien sind nicht ohne Nachteile. sie sind:

Kriechen und Tragen empfindlich

Es kann nicht mit Verarbeitungsmethoden geschmolzener Zustandsverarbeitungsverarbeitungen verarbeitet werden, und geeignete Methoden können häufig unkonventionell und skalierbar sein.

Schwierigkeiten beim Beitreten

Hohe dimensionale Veränderungen in der Nähe der Glasübergangstemperatur.

Niedriger Strahlungswiderstand

Es ist ätzend und kann leicht giftige Dämpfe produzieren.

Wichtigkeit von Füllstoffen und Zusatzstoffen für PTFE

Die Zugabe von Füllstoffen und Zusatzstoffen kann die mechanischen Eigenschaften von PTFE erheblich verbessern, insbesondere die Kriech- und Verschleißraten. Zu den häufig verwendeten Füllstoffen gehören Stahl, Kohlenstoff, Glasfaser, Kohlefaser, Graphit, Bronze, Stahl usw.

Glasfaser : Seine Ergänzung verbessert die Kriech- und Verschleißeigenschaften von PTFE, indem sie die niedrigen und hohen Temperaturen beeinflussen. Zusätzlich funktionieren mit Glas gefüllte Verbindungen in oxidierenden Umgebungen außergewöhnlich gut.

Kohlefaser: Kohlefaser ist unerlässlich, um das Kriechen zu reduzieren, die Steifheit zu verbessern, die Flexibilität und den Druckmodul zu erhöhen. PTFE mit Kohlenstofffaserverbindungen gemischt weist eine hohe thermische Leitfähigkeit und einen niedrigen Wärmeleitungskoeffizienten auf. Kohlefaser sind intert zu starker Alkalien und Hydrofluorsäure (Glasfaser sind gegen beide Säuren resistent). Diese Teile eignen sich ideal für die Herstellung von Automobilteilen wie Stoßdämpfer.

Kohlenstoff: Kohlenstoff als Additiv hilft dazu, das Kriechen zu verringern, die Härte zu erhöhen und die thermische Leitfähigkeit von PTFE zu verbessern. Die gleichen Ergebnisse können erzielt werden, indem PTFE und Graphit gemischt und die Verschleißfestigkeit der kohlenstoffgefüllten Verbindung erhöht werden. Diese Gemische sind ideal für nicht geschmierte Anwendungen wie Kolbenringe in Kompressionszylinder.

PTFE mit Bronze gefüllt: Diese Verbindung hat eine ausgezeichnete thermische und elektrische Leitfähigkeit, wodurch sie ideal für Anwendungen ist, die extreme Belastungen und Temperaturen ausgesetzt sind.

Vorteile des Hinzufügens von Füllstoffen

Füllstoffe/Additive sind wichtig, um die Porosität der PTFE -Verbindung zu erhöhen, und beeinflussen daher die elektrischen Eigenschaften - sie verringert die dielektrische Stärke und erhöht gleichzeitig die Dielektrizitätskonstante und den Ableitungsfaktor.

Füllstoffe können die Leistung von PTFE sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen erheblich verbessern.

Änderungen der chemischen Eigenschaften hängen jedoch stark von der Art des verwendeten Additivs ab. Im Allgemeinen hinterlässt es auch positive Ergebnisse.

PTFE -Anwendungen

Typischerweise werden fluorierte Thermoplastik in Hochleistungsanwendungen mit hoher Temperaturresistenz, hoher Reinheit, niedriger Temperatur, chemischer Inertheit, Nicht-Stick und selbststrengenden Eigenschaften verwendet. Hier sind einige der häufigsten Verwendungen für PTFE:

Engineering - Lager, Nicht -Stickflächen, Ventilsitze, Stecker, Ausstattung, Ventile und Pumpenteile.

Medizinische - Herzflecken, Herz -Kreislauf -Transplantate, Bandersatz.

Chemische Industrie - Beschichtung von Pumpen, Zwerchfells, Stoßern, Wärmetauschern, Autoklaven, Reaktionsgefäße, Lagertanks, Gefäßen usw.

Kfz -Stammdichtungen, Wellendichtungen, Dichtungen, O-Ringe, Kraftstoffschlauch-Liner, Servolenkung, Getriebe und mehr.

Elektrik und Elektronik - Flexible gedruckte Leiterplatten, elektrische Isolierung usw.

Beste Technologien zur Verarbeitung von PTFE

Die starre Polymerkettenstruktur von PTFE macht es extrem schwierig, mit herkömmlichen Methoden wie Injektionsform und Extrusion zu verarbeiten. Trotzdem hilft die extrem hohe Schmelzviskosität und die hohe Schmelztemperatur nicht. Die ideale Verarbeitungstechnologie für den Umgang mit Pulvermetallurgie ist für PTFE gut geeignet.

Sintern, Kompressionsform, Pressen, Stempeln oder Paste Extrusion, heißes Stempeln, Bearbeitung, Extrusion von vorgegründetem Pulver auf speziellen Maschinen.

Pasten -Extrusionsmischung PTFE mit Kohlenwasserstoffen, mit denen es in Klebeband, Rohr und Drahtisolierung hergestellt wird. Kohlenwasserstoffe verdampfen, bevor der Teil gesintert wird.

Betriebsbereich -200 ° C bis 260 ° C.

FAQ

1. Verursacht Polytetrafluorethylen Krebs?

Antwort. Es wurde gezeigt, dass PTFE für die menschliche Gesundheit toxisch ist, da es einen Karzinogen namens PFOA enthält. Es besteht jedoch keine Notwendigkeit, sich Sorgen zu machen, da PTFE-Beschichtungen diese Substanz nicht mehr enthalten.

2. Wofür wird PTFE -Rohr verwendet?

Antwort. PTFE -Schläuche wird am häufigsten als Laborrohr verwendet, wo chemischer Widerstand und Reinheit am wichtigsten sind. PTFE hat einen extrem geringen Reibungskoeffizienten und ist als eine der "rutschigsten" Substanzen bekannt.

3. Welche Art von Kunststoff ist PTFE?

Antwort. PTFE ist ein thermoplastisches Polymer, das ein Fluoropolymer aus Kohlenstoffatomen und Fluoratomen ist.

4. Wie nutzt PTFE -Board?

Antwort. PTFE -Blätter werden in verschiedenen Anwendungen wie PTFE -eingekapselten Dichtungen und PTFE -Packungen verwendet. Es hat eine hervorragende Beständigkeit gegen Gase, Wasser, Chemikalien, Brennstoffe und Öle.