El politetrafluoroetileno (teflón o PTFE) tiene una excelente estabilidad química, resistencia a la corrosión, sellado, alta lubricación y no pegajosidad, aislamiento eléctrico y buena resistencia al envejecimiento. Se utiliza principalmente en tuberías, contenedores, bombas, válvulas, radares, equipos de comunicación de alta frecuencia, equipos de radio, etc. resistentes a la corrosión con requisitos de alto rendimiento.
Propiedades materiales
Densidad 2,2 g/cm3
Módulo de Young 0.5 Gpa
Límite elástico 23 MPa
Punto de fusión ~327 grados
El politetrafluoroetileno [PTFE, F4] es uno de los materiales resistentes a la corrosión del mundo actual, por lo que se le conoce como el "Rey de los plásticos". Se puede utilizar en cualquier tipo de medio químico durante mucho tiempo y su producción ha resuelto muchos problemas en la industria química, petrolera, farmacéutica y otros campos de mi país. Sellos, juntas y empaquetaduras de PTFE. Los sellos, juntas y juntas de PTFE están moldeados a partir de resina de PTFE polimerizada en suspensión. En comparación con otros plásticos, el PTFE tiene una excelente resistencia a la corrosión química y a la temperatura. Ha sido ampliamente utilizado como material de sellado y material de relleno. El PTFE es un polímero de tetrafluoroetileno. La abreviatura en inglés es PTFE. El nombre comercial es "Teflón". Conocido como el "Rey de los Plásticos". La estructura básica del politetrafluoroetileno es. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 -CF2 -. El politetrafluoroetileno se usa ampliamente en diversas aplicaciones que requieren resistencia a ácidos, álcalis y solventes orgánicos. No es tóxico para los humanos, pero el perfluorooctanoato (PFOA), una de las materias primas utilizadas en el proceso de producción, se considera potencialmente cancerígeno.
El politetrafluoroetileno (Teflón o PTFE), comúnmente conocido como el "Rey de los Plásticos", tiene nombres comerciales chinos como "Teflón", "Teflón", "Teflón", "Teflón", etc. Es un compuesto polimérico hecho de tetrafluoroetileno y tiene excelente estabilidad química, resistencia a la corrosión, sellado, alta lubricación y no pegajosidad, aislamiento eléctrico y buena resistencia al envejecimiento. Puede funcionar durante mucho tiempo a temperaturas de +250 grados a -180 grados. A excepción del sodio metálico fundido y el flúor líquido, es resistente a todos los demás productos químicos y no cambia cuando se hierve en agua regia.
Utilizado como plástico de ingeniería, se puede convertir en tubos, varillas, tiras, placas, películas, etc. de PTFE. Generalmente se utiliza en tuberías, contenedores, bombas, válvulas, radares, equipos de comunicación de alta frecuencia, equipos de radio resistentes a la corrosión. etc. que requieren un alto rendimiento. La dispersión se puede utilizar como líquido de impregnación aislante para diversos materiales y como revestimiento anticorrosión en superficies de metal, vidrio y cerámica. Varios anillos de PTFE, juntas de PTFE, empaquetaduras de PTFE, etc. se utilizan ampliamente en varios tipos de sellos anticorrosión para bridas de tuberías. Además, también se puede utilizar para hilar fibra de politetrafluoroetileno - fluoronon (el nombre comercial extranjero es Teflón).
En la actualidad, varios tipos de productos de PTFE han desempeñado un papel decisivo en los campos económicos nacionales, como la industria química, maquinaria, electrónica, electrodomésticos, industria militar, aeroespacial, protección ambiental y puentes.
Condiciones de uso del politetrafluoroetileno (PTFE) industria química, petroquímica, refinación de petróleo, cloro-álcali, producción de ácido, fertilizantes fosfatados, productos farmacéuticos, pesticidas, fibras químicas, teñido, coquización, gas, síntesis orgánica, fundición de no ferrosos, acero, energía atómica y producción de productos de alta pureza (como electrólisis de membrana iónica), transporte y operación de materiales viscosos, alimentos, bebidas y otros departamentos de procesamiento y producción con requisitos de higiene altamente estrictos.
Medio Ácido fluorhídrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorhídrico, diversos ácidos orgánicos, disolventes orgánicos, oxidantes fuertes y otros medios químicos altamente corrosivos.
Temperatura -20~250 grados, lo que permite enfriamiento y calentamiento repentinos, o alternar funcionamiento en frío y calor. -20-250 grado (-4-+482 grado F)
Presión -0.1-6.4Mpa (vacío total a 64 kgf/cm2) -0.1-6.4Mpa (vacío total a 64 kgf/cm2) Resistencia a altas temperaturas: la temperatura de funcionamiento alcanza los 250 grados.
Resistencia a bajas temperaturas: tiene buena tenacidad mecánica; Incluso si la temperatura desciende a -196 grados, puede mantener un alargamiento del 5%. Resistencia a la corrosión: inerte a la mayoría de los productos químicos y disolventes, resistente a ácidos y álcalis fuertes, agua y diversos disolventes orgánicos. Resistente a la intemperie: tiene la vida útil de los plásticos. Alta lubricación: tiene el coeficiente de fricción más bajo entre los materiales sólidos.
Antiadherente: es la tensión superficial más pequeña en un material sólido y no se pega a nada.
No tóxico: implantación a largo plazo fisiológicamente inerte en el cuerpo como vasos sanguíneos y órganos artificiales sin reacciones adversas.
El peso molecular relativo del politetrafluoroetileno es relativamente grande, desde cientos de miles hasta más de 10 millones, y generalmente millones (el grado de polimerización es del orden de 104, mientras que el polietileno es sólo 103). Generalmente, la cristalinidad es del 90 al 95% y la temperatura de fusión es de 327 a 342 grados. Las unidades de CF2 en la molécula de politetrafluoroetileno están dispuestas en forma de zigzag. Dado que el radio del átomo de flúor es ligeramente mayor que el del hidrógeno, las unidades CF2 adyacentes no pueden estar completamente orientadas en cruz, sino que forman una cadena retorcida en espiral, que está casi cubierta por los átomos de flúor. en la superficie de toda la cadena polimérica. Esta estructura molecular explica las diversas propiedades del PTFE. Cuando la temperatura es inferior a 19 grados, se forma una hélice de 13/6; a 19 grados, se produce un cambio de fase y las moléculas se desenrollan ligeramente para formar una hélice de 15/7.
Aunque la escisión de los enlaces carbono-carbono y de los enlaces carbono-flúor en los perfluorocarbonos requiere una absorción de energía de 346,94 y 484,88 kJ/mol respectivamente, la despolimerización del politetrafluoroetileno para generar 1 mol de tetrafluoroetileno requiere sólo 171,38 kJ de energía. Por lo tanto, durante el craqueo a alta temperatura, el politetrafluoroetileno se despolimeriza principalmente en tetrafluoroetileno. Las tasas de pérdida de peso (%) del politetrafluoroetileno a 260, 370 y 420 grados son 1×10-4, 4×10-3 y 9×10-2 por hora respectivamente. Se puede ver que el PTFE se puede utilizar durante mucho tiempo a 260 grados. Dado que durante el craqueo a alta temperatura también se producen subproductos altamente tóxicos como el fluorofosgeno y el perfluoroisobutileno, se debe prestar especial atención a la protección de seguridad y a evitar que el politetrafluoroetileno entre en contacto con llamas abiertas.
Propiedades mecánicas Su coeficiente de fricción es extremadamente pequeño, sólo 1/5 del polietileno, que es una característica importante de la superficie de perfluorocarbono. Y debido a que la fuerza intermolecular entre las cadenas de flúor y carbono es extremadamente baja, el politetrafluoroetileno no es pegajoso.
No se derrite a una temperatura de 250 grados y no se vuelve quebradizo a una temperatura ultrabaja de -260 grado. El PTFE es extremadamente suave, ni siquiera el hielo se puede comparar con él; sus propiedades de aislamiento son particularmente buenas; una película del grosor de un periódico es suficiente para soportar un alto voltaje de 1500 V.
El PTFE mantiene excelentes propiedades mecánicas en un amplio rango de temperaturas de -196 a 260 grados. Una de las características de los polímeros de perfluorocarbono es que no son quebradizos a bajas temperaturas.
Resistencia química y resistencia a la intemperie A excepción de los metales alcalinos fundidos, el PTFE casi no se corroe por ningún agente químico. Por ejemplo, cuando se hierve en ácido sulfúrico concentrado, ácido nítrico, ácido clorhídrico o incluso agua regia, su peso y rendimiento permanecen sin cambios. También es casi insoluble en todos los disolventes y sólo ligeramente soluble en todos los alcanos por encima de 300 grados (aproximadamente 0,1 g/100 g). El PTFE no absorbe la humedad, no es inflamable y es extremadamente estable al oxígeno y a los rayos ultravioleta, por lo que tiene una excelente resistencia a la intemperie. Propiedades eléctricas El PTFE tiene una constante dieléctrica y una pérdida dieléctrica bajas en un amplio rango de frecuencia, y tiene un alto voltaje de ruptura, resistividad de volumen y resistencia al arco.
Resistencia a la radiación: La resistencia a la radiación del politetrafluoroetileno es pobre (104 rad). Se degrada después de exponerse a radiación de alta energía y las propiedades eléctricas y mecánicas del polímero se reducen significativamente.
Polimerización El politetrafluoroetileno se produce mediante polimerización por radicales libres de tetrafluoroetileno. Las reacciones de polimerización industrial se llevan a cabo con agitación en presencia de una gran cantidad de agua para dispersar el calor de reacción y facilitar el control de la temperatura. La polimerización generalmente se lleva a cabo entre 40 y 80 grados y una presión de 3 a 26 kgf/cm2. Como iniciadores se pueden utilizar persulfatos inorgánicos y peróxidos orgánicos, o se puede utilizar un sistema iniciador redox. Cada mol de tetrafluoroetileno libera un calor de 171,38 kJ durante la polimerización. La polimerización en dispersión requiere la adición de tensioactivos perfluorados, como el ácido perfluorooctanoico o sus sales.
Aplicaciones El PTFE se puede formar por compresión o extrusión; también se puede convertir en dispersiones acuosas para recubrimiento, impregnación o fabricación de fibras. El PTFE se utiliza ampliamente como materiales resistentes a altas y bajas temperaturas, materiales resistentes a la corrosión, materiales aislantes, revestimientos antiadherentes, etc. en energía atómica, aeroespacial, electrónica, industria eléctrica, química, maquinaria, instrumentos, medidores, construcción, textiles, alimentos y otras industrias.
Resistencia al envejecimiento atmosférico: resistencia a la radiación y baja permeabilidad: la superficie y el rendimiento permanecen sin cambios después de una exposición prolongada a la atmósfera. No inflamabilidad: el índice limitante de oxígeno es inferior a 90.
Resistencia a ácidos y álcalis: insoluble en ácidos fuertes, álcalis fuertes y disolventes orgánicos. Resistencia a la oxidación: Resistente a la corrosión por oxidantes fuertes. Acidez y alcalinidad: neutra.
El PTFE es mecánicamente blando. Tiene muy baja energía superficial.
El politetrafluoroetileno (F4, PTFE) tiene una serie de excelentes propiedades de rendimiento: resistencia a altas temperaturas - temperatura de uso a largo plazo de 200~260 grados, resistencia a bajas temperaturas - todavía suave a -100 grados; resistencia a la corrosión: resistente al agua regia y a todos los disolventes orgánicos; Resistencia a la intemperie: la mayor vida útil de los plásticos; alta lubricación: tiene el coeficiente de fricción más pequeño de los plásticos (0,04); antiadherente: tiene la tensión superficial más pequeña en materiales sólidos sin adherirse a nada; no tóxico: tiene inercia fisiológica; Excelentes propiedades eléctricas, es un material aislante Clase C ideal.
Propósito: El material de PTFE se usa ampliamente en sectores importantes como la industria de defensa nacional, energía atómica, petróleo, radio, maquinaria eléctrica, industria química, etc. Productos: varillas, tuberías, placas, placas torneadas de PTFE. El PTFE es un polímero de tetrafluoroetileno. La abreviatura en inglés es PTFE. La fórmula estructural es. Fue descubierto a finales de los años 1930 y puesto en producción industrial en los años 1940.
Propiedades: El peso molecular relativo del politetrafluoroetileno es relativamente grande, desde cientos de miles hasta más de 10 millones, y generalmente millones (el grado de polimerización es del orden de 104, mientras que el polietileno es solo 103). Generalmente, la cristalinidad es del 90 al 95% y la temperatura de fusión es de 327 a 342 grados. Las unidades de CF2 en la molécula de politetrafluoroetileno están dispuestas en forma de zigzag. Dado que el radio del átomo de flúor es ligeramente mayor que el del hidrógeno, las unidades CF2 adyacentes no pueden estar completamente orientadas en cruz, sino que forman una cadena retorcida en espiral, que está casi cubierta por los átomos de flúor. en la superficie de toda la cadena polimérica. Esta estructura molecular explica las diversas propiedades del PTFE. Cuando la temperatura es inferior a 19 grados, se forma una hélice de 13/6; a 19 grados, se produce un cambio de fase y las moléculas se desenrollan ligeramente para formar una hélice de 15/7.
Aunque la escisión de los enlaces carbono-carbono y de los enlaces carbono-flúor en los perfluorocarbonos requiere una absorción de energía de 346,94 y 484,88 kJ/mol respectivamente, la despolimerización del politetrafluoroetileno para generar 1 mol de tetrafluoroetileno requiere sólo 171,38 kJ de energía. Por lo tanto, durante el craqueo a alta temperatura, el politetrafluoroetileno se despolimeriza principalmente en tetrafluoroetileno. Las tasas de pérdida de peso (%) del politetrafluoroetileno a 260, 370 y 420 grados son 1×10-4, 4×10-3 y 9×10-2 por hora respectivamente. Se puede ver que el PTFE se puede utilizar durante mucho tiempo a 260 grados. Dado que durante el craqueo a alta temperatura también se producen subproductos altamente tóxicos como el fluorofosgeno y el perfluoroisobutileno, se debe prestar especial atención a la protección de seguridad y a evitar que el politetrafluoroetileno entre en contacto con llamas abiertas. Propiedades mecánicas Su coeficiente de fricción es extremadamente pequeño, sólo 1/5 del polietileno, que es una característica importante de la superficie de perfluorocarbono. Y debido a que la fuerza intermolecular entre las cadenas de flúor y carbono es extremadamente baja, el politetrafluoroetileno no es pegajoso.
El PTFE mantiene excelentes propiedades mecánicas en un amplio rango de temperaturas de -196 a 260 grados. Una de las características de los polímeros de perfluorocarbono es que no son quebradizos a bajas temperaturas.
Resistencia química y resistencia a la intemperie A excepción de los metales alcalinos fundidos, el PTFE casi no se corroe por ningún agente químico. Por ejemplo, cuando se hierve en ácido sulfúrico concentrado, ácido nítrico, ácido clorhídrico o incluso agua regia, su peso y rendimiento permanecen sin cambios. También es casi insoluble en todos los disolventes y sólo ligeramente soluble en todos los alcanos por encima de 300 grados (aproximadamente 0,1 g/100 g). El PTFE no absorbe la humedad, no es inflamable y es extremadamente estable al oxígeno y a los rayos ultravioleta, por lo que tiene una excelente resistencia a la intemperie. Propiedades eléctricas El PTFE tiene una constante dieléctrica y una pérdida dieléctrica bajas en un amplio rango de frecuencia, y tiene un alto voltaje de ruptura, resistividad de volumen y resistencia al arco.
Resistencia a la radiación: La resistencia a la radiación del politetrafluoroetileno es pobre (104 rad). Se degrada después de exponerse a radiación de alta energía y las propiedades eléctricas y mecánicas del polímero se reducen significativamente.
Polimerización El politetrafluoroetileno se produce mediante polimerización por radicales libres de tetrafluoroetileno. Las reacciones de polimerización industrial se llevan a cabo con agitación en presencia de una gran cantidad de agua para dispersar el calor de reacción y facilitar el control de la temperatura. La polimerización generalmente se lleva a cabo entre 40 y 80 grados y una presión de 3 a 26 kgf/cm2. Como iniciadores se pueden utilizar persulfatos inorgánicos y peróxidos orgánicos, o se puede utilizar un sistema iniciador redox. Cada mol de tetrafluoroetileno libera un calor de 171,38 kJ durante la polimerización. La polimerización en dispersión requiere la adición de tensioactivos perfluorados, como el ácido perfluorooctanoico o sus sales. Coeficiente de expansión (25~250 grados) 10~12×10-5/grado.
