Преимущества политетрафторэтилена (ПТФЭ)

Политетрафторэтилен (ПТФЭ), также известный как тефлон, часто называют «королем пластмасс». Это высокомолекулярное соединение, образующееся при полимеризации тетрафторэтилена. ПТФЭ обладает превосходной химической стабильностью, коррозионной стойкостью (один из лучших материалов по коррозионной стойкости, за исключением расплавленного натрия и жидкого фтора, без изменений выдерживает все остальные химические вещества, даже при кипячении в царской водке), герметизирующими свойствами, высокой смазывающей способностью, антипригарные свойства, электроизоляция, хорошая устойчивость к старению и температуре (долговременно работает при температуре от -180°C до +250°C). Сам ПТФЭ не токсичен для человека, но считается, что одно из сырьевых материалов, используемых при его производстве, перфтороктановая кислота (ПФОК), обладает потенциальным канцерогенным действием.

Температура: от -20°C до 250°C (от -4°F до +482°F), что позволяет быстро менять температуру или чередовать горячие и холодные операции.

Давление: от -0,1 до 6,4 МПа (полный вакуум до 64 кгс/см2).

Разработка ПТФЭ решила многие проблемы в химической, нефтяной и фармацевтической промышленности Китая. Уплотнения, прокладки и шайбы из ПТФЭ изготавливаются путем формования суспензионной полимеризованной смолы ПТФЭ. По сравнению с другими пластиками ПТФЭ обладает превосходной химической стойкостью. Широко используется в качестве пломбировочного и пломбировочного материала.

ПТФЭ используется в качестве конструкционного пластика, из него можно изготавливать трубы, стержни, ленты, листы и пленки. Он широко используется в коррозионностойких трубопроводах, емкостях, насосах, арматуре, а также в радиолокационном оборудовании, устройствах высокочастотной связи и радиоаппаратуре. Дисперсии ПТФЭ могут использоваться в качестве изоляционных пропиточных жидкостей для различных материалов, а также в качестве антикоррозионных покрытий для металла, стекла и керамики. Различные кольца, прокладки и уплотнения из ПТФЭ широко используются в различных типах коррозионностойких фланцевых уплотнений трубопроводов. Кроме того, ПТФЭ можно использовать для волочения проволоки, а волокна ПТФЭ, также известные как фторуглеродные волокна или тефлоновые волокна, используются в различных областях.

В настоящее время различные продукты из ПТФЭ играют решающую роль в национальной экономике Китая, включая химическую, машиностроительную, электронную, электроприборную, военную, аэрокосмическую, охрану окружающей среды и мостовую отрасли.

ПТФЭ используется в таких отраслях, как химическая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая, хлор-щелочная, производство кислот, фосфорных удобрений, фармацевтических препаратов, пестицидов, химических волокон, крашения и отделки, коксования, газа, органического синтеза, цветной металлургии, стали, атомной промышленности. энергетика и производство продуктов высокой чистоты (например, ионно-мембранный электролиз). Он также используется при транспортировке и обработке вязких материалов, а также в пищевой промышленности и производстве напитков со строгими санитарными требованиями.

Преимущества ПТФЭ:

• Высокая термостойкость: Может работать при температуре до 250°C.
• Устойчивость к низким температурам: сохраняет хорошую механическую прочность даже при температуре -196°C со степенью удлинения 5%.
• Коррозионная стойкость: устойчив к большинству химикатов и растворителей, проявляет инертность и устойчивость к сильным кислотам, сильным основаниям, воде и различным органическим растворителям.
• Устойчивость к атмосферным воздействиям: Обладает лучшей устойчивостью к старению среди пластиков.
• Высокая смазывающая способность: самый низкий коэффициент трения среди твердых материалов.
• Неклейкий: самое низкое поверхностное натяжение среди твердых материалов, не прилипает ни к каким веществам.
• Нетоксичен: Физиологически инертен, может быть имплантирован в организм человека в качестве искусственных кровеносных сосудов и органов без побочных реакций.

Политетрафторэтилен имеет относительно большую молекулярную массу: от нескольких сотен тысяч до более десяти миллионов (по сравнению с полиэтиленом, который находится в диапазоне тысяч). Имеет кристалличность 90-95% и температуру плавления 327-342°С. Звенья CF2 в молекуле ПТФЭ расположены зигзагообразно. Из-за несколько большего по сравнению с размером атомов фтора соседние звенья CF2 не могут быть полностью трансориентированы, а образуют скрученную цепь, при этом атомы фтора покрывают почти всю поверхность полимерной цепи. Эта молекулярная структура объясняет различные свойства ПТФЭ. При температуре ниже 19°С он образует спираль 13/6, а при 19°С претерпевает фазовый переход, слегка раскрывая молекулы и образуя спираль 15/7.

Хотя для разрыва связей углерод-углерод и углерод-фтор в перфторуглеродах требуется поглощение энергии 346,94 и 484,88 кДж/моль соответственно, для деполимеризации одного моля ПТФЭ в тетрафторэтилен требуется всего 171,38 кДж энергии. При высокотемпературном разложении ПТФЭ преимущественно деполимеризуется в тетрафторэтилен. Скорость потери массы ПТФЭ при 260, 370 и 420°С составляет 1×10-4, 4×10-3 и 9×10-2 в час соответственно. Таким образом, ПТФЭ можно использовать при температуре до 260°C в течение длительного периода времени. Однако следует соблюдать осторожность из-за токсичных побочных продуктов, таких как газообразный фтор и перфторизобутен, образующихся при высокотемпературном разложении, и следует избегать прямого контакта с открытым огнем.