Polytetrafluorethylen, abgekürzt als ptfe, alias teflon, allgemein als „plastischer König“ bekannt, ist ein Tetrafluorethylen als Monomerpolymerisation, Wärmewiderstand, Kaltwiderstand ist ausgezeichnet, kann für eine lange Zeit in -180 ~ 260º C. PTFE -Säure verwendet werden und Alkaliresistenz, Resistenz gegen eine Vielzahl von organischen Lösungsmitteln, die in allen Lösungsmitteln fast unlöslich sind. Gleichzeitig hat es die Eigenschaften des Hochtemperaturwiderstandes, sein Reibungskoeffizient ist extrem niedrig, daher kann er zur Schmierung verwendet werden, wird aber auch zu einer idealen Beschichtung für die innere Schicht einfach zu vertraglicher Wasserrohre.
Eigenschaften des PTFE -Wärmewiderstands: Es kann in einem weiten Temperaturbereich von -200 ℃ bis 260 ° C verwendet werden und hält eine stabile Leistung in Hochtemperaturumgebungen aufrecht. Chemische Resistenz: Säure, Alkalien, Lösungsmittel und andere Chemikalien und stark resistent gegen Korrosion. Elektrische Isolierung: Es hat gute Isoliereigenschaften und eignet sich daher sehr für die Verwendung als Isoliermaterial für elektronische Produkte und elektrische Geräte. Anti-Adhäsion: Eine niedrige Oberflächenadsorptionskapazität macht es den meisten Substanzen schwer zu haften, so dass sie für Pfannenbeschichtungen usw. verwendet wird.
Vorteile von PTFE
Hervorragende chemische Resistenz: PTFE zeigt eine starke Resistenz gegen fast alle starken Säuren (wie Schwefelsäure, Salzsäure, Aqua Regia), starke Basen und organische Lösungsmittel und eignen sich für die Verwendung in rauen Umgebungen wie chemischer Ausrüstung und Rohrlinienauskleidungen.
Breiter Temperaturbereich: Hochtemperaturwiderstand, Langzeitverbrauchstemperatur von bis zu 260 ° C, kurzfristig kann mehr als 300 ° C betragen, hohe Temperaturleistung ist stabil. Niedriger Temperaturwiderstand bei -200 ° C bleibt immer noch die Flexibilität, die für eine extreme Umgebung mit niedriger Temperatur geeignet ist.
Extrem niedriger Reibungskoeffizient: Der Reibungskoeffizient beträgt nur 0,05 bis 0,10 (in der Nähe von Eis), eine ausgezeichnete selbstschmierende Leistung, die häufig bei der ölfreien Schmierung mechanischer Teile (wie Lager, Leitschienen) verwendet wird.
Ausgezeichnetes Nicht-Stick und Hydrophobizität: extrem geringe Oberflächenenergie, fast Nicht-Schluss-Verhältnis für jede Substanz (einschließlich Wasser und Öl), weit verbreitet in Nicht-Stall-Pfannenbeschichtungen und Anti-Fouling-Beschichtungen.
Ausgezeichnete elektrische Isolierung: niedrige Dielektrizitätskonstante (2,1), niedriger dielektrischer Verlust bei hoher Frequenz, ideales Isoliermaterial für Hochfrequenzkabel, Leiterplatten und andere elektronische Komponenten.
Biokompatibilität und Sicherheit: ungiftige und inerte, von der FDA zugelassene, häufig in medizinischen Implantaten (z. B. Gefäßtransplantaten) und chirurgischen Instrumenten verwendet.
Extrem niedrige Hygroskopizität: Die Wasserabsorptionsrate liegt in der Regel nahe Null und ist für feuchte oder flüssige Umgebungen geeignet, wodurch die dimensionale Stabilität aufrechterhalten wird.
Verwitterung und Alterungsbeständigkeit: UV und oxidationsbeständig, nicht anfällig für Alterung oder Verschlechterung nach langfristiger Verwendung im Freien.
Flammschutzmittel: Begrenzen Sie den Sauerstoffindex (LOI) bis zu 95%, nicht flammerhemmend, nach dem Verlassen der Flamme, die Zersetzungstemperatur über 400 ° C. Niedrige Permeabilität: Sehr niedrige Permeabilität für Gase und Flüssigkeiten, geeignet für Versiegelungsmaterialien und Antragsentwicklungsanwendungen.
Nachteile von PTFE
Verarbeitungsschwierigkeiten: Kann keine Verarbeitung schmelzen, PTFE -Schmelzpunkt von bis zu 327 ° C, aber die Schmelzviskosität ist extrem hoch (ähnlich wie der Gummizustand), kann nicht durch herkömmliche Injektionsleistung, Extrusion und andere thermoplastische Prozesse geformt werden, die erforderlich sind. verlassen Die sekundäre Verarbeitung ist schwierig, die Oberflächenenergie ist extrem niedrig, es ist schwierig, zu verbinden oder zu drucken (Natrium -Naphthalin -Lösung ist erforderlich, wie z. B. eine spezielle Oberflächenaktivierungsbehandlung).
Unzureichende mechanische Eigenschaften: Kaltfluss (Kriech), leicht zu plastische Verformung (Kaltflussphänomen), wenn langfristiger Druck, was zu einem Versagen von Dichtungen oder Lagern und anderen Komponenten führt, mit Glasfaser, Graphit und anderen Modifikationen gefüllt werden muss, um zu verbessern ;
Niedrige Abriebfestigkeit, obwohl der Reibungskoeffizient niedrig ist, die Abriebfestigkeit jedoch schlecht ist (reines PTFE ist leicht zu tragen), müssen Verstärkungsfüller (wie Kohlefaser, Bronzepulver) hinzufügen, um die Abriebfestigkeit zu verbessern.
Niedrige mechanische Festigkeit, Zugfestigkeit und Härte sind viel niedriger als Metall oder andere technische Kunststoffe (wie Peek), ist nicht für Szenarien mit hoher Last geeignet.
Wärmeleitfähigkeit und thermische Expansion: Schlechte Wärmeleitfähigkeit, thermische Leitfähigkeit von nur 0,25 W / (MK), leicht zu lokaler Überhitzung zu verursachen (z. Hoher Wärmeausdehnungskoeffizient, der lineare Expansionskoeffizient von mehr als zehnmal so hoch wie das des Metalls, die dimensionale Stabilität der Temperaturänderung ist schlecht, die Notwendigkeit, die Expansionslücke zu entwerfen.
Hochtemperaturzersetzungsrisiko: Eine niedrige Zersetzungstemperatur, über 400 ° C, zersetzt und freisetzt toxische Gase (z. B. perfluoriniertes Isobutylen, Wasserstofffluorid), die die Verwendung der Temperatur strikt steuern müssen (empfohlen für die Langzeitanwendung ≤ 260 ° C).
Hohe Kosten: PTFE -Monomer -Syntheseprozess ist komplex, die Verarbeitung des Energieverbrauchs ist hoch (Sintern benötigt eine lange Zeit hohe Temperatur). Der Preis für fertige Produkte ist signifikant höher als häufige Kunststoffe.
Andere Einschränkungen
Undurchsichtig: Kann nicht zu transparenten Produkten verarbeitet werden, was seine Anwendung im optischen Bereich einschränkt.
Niedrigtemperaturbrechtigkeit: Obwohl die Resistenz mit niedriger Temperatur, aber die Auswirkungen des Rückgangs mit niedriger Temperatur (modifiziert werden muss).
Umweltkontroversen: PTFE gehört zu den perfluorinierten Verbindungen (PFAS -Familie), die nach der Entsorgung schwer zu verschlüsseln sind und mikroplastische Verschmutzung erzeugen können.
Herausforderungen in typischen Anwendungen
Versiegelungsanwendungen: Kaltströmungseigenschaften führen zum Versiegelungsfehler, der regelmäßig ersetzt werden muss oder die Verwendung von gefülltem modifiziertem PTFE.
Elektronische Hochfrequenzanwendungen: Ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften, aber schlechte dimensionale Stabilität müssen mit anderen Materialien verstärkt werden.
Medizinisches Feld: Gute biologische Trägheit, aber langfristige Implantation kann zu strukturellem Versagen aufgrund unzureichender mechanischer Eigenschaften führen.
Verbesserungsrichtung
Füllungsmodifikation: Verbesserung der Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Kriechwiderstand durch Zugabe von Glasfasern, Kohlefaser, Graphit usw.
Copolymerisationsmodifikation: PFA (schmelzverarbeitbare Fluoroplastik), FEP und andere Materialien entwickeln, um die Verarbeitungsleistung zu verbessern.
Verbundbeschichtungstechnologie: Verbundptfe mit anderen Materialien (z. B. Keramik, Metalle), um Leistung und Kosten auszugleichen.
Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wird PTFE in vielen Bereichen wie der chemischen Industrie, Maschinen, medizinischer Behandlung usw. häufig verwendet High-End-Material mit seiner umfassenden Leistung. Es sollte beachtet werden, dass seine Verarbeitungsschwierigkeit hoch ist (z. B. die Notwendigkeit des Sintern-Formens), und die Zersetzung von Hochtemperatur kann giftige Gase freisetzen, die Verwendung der Temperatur sollte gesteuert werden.
