Politetrafluoretilen (PTFE, TEFLON)- material z edinstvenimi lastnostmi proti trenju in zelo visokim temperaturnim območjem delovanja. Izdelki iz PTFE se lahko uporabljajo pri temperaturah od -269 C do +260 C in za kratek čas pri temperaturah do +300 C. Material ima edinstveno kemično odpornost; Teflon je odporen na skoraj vsa agresivna okolja, vključno s kislinami in alkalijami visoke koncentracije.
Odpornost na reagente se ohrani tudi pri segrevanju na +100C in več. Zaradi svoje kemične inertnosti se PTFE pogosto uporablja v medicinski in prehrambeni industriji. Vsakdo pozna posodo s teflonsko prevleko, na katero se nič ne prime in se ne sesede niti pri najvišjih temperaturah.
Zaradi odličnih dielektričnih lastnosti v širokem razponu frekvenc in temperatur je politetrafluoroetilen edinstven dielektrik. Izolacijska upornost iz njega je zelo visoka - presega 1016 Ohm x cm.
Pri negativnih temperaturah ima PTFE visoko trdnost, žilavost in odlične lastnosti proti trenju. Tudi pri izjemno nizkih temperaturah, do −260 C, PTFE ohrani svojo plastičnost in se ne zlomi ali poči. Pri segrevanju nad +327 °C se kristaliti stopijo, vendar polimer ne preide v stanje viskoznega toka, dokler se ne začne temperatura razgradnje (plus 415 °C).
Neprekosljive lastnosti PTFE in edinstvena kemična odpornost mu omogočajo uporabo v jedrski, kemični in naftni industriji, tudi na skrajnem severu.
Politetrafluoroetilen, teflon oz fluoroplast -4(-C 2 F 4 -) n je polimer tetrafluoroetilena (PTFE), plastike, ki ima redke fizikalne in kemijske lastnosti in se pogosto uporablja v tehnologiji in vsakdanjem življenju.
Beseda "Teflon" je registrirana blagovna znamka družbe DuPont Corporation. Nelastniško ime za snov je "politetrafluoroetilen" ali "fluoropolimer". V ZSSR in Rusiji je tradicionalno tehnično ime za ta material fluoroplastika.
Politetrafluoroetilen je aprila 1938 odkril 27-letni kemik Roy Plunkett iz podjetja Kinetic Chemicals, ki je po naključju odkril, da se plin tetrafluoroetilen, ki ga je črpal v jeklenke pod tlakom, spontano polimerizira v bel parafinu podoben prah. Leta 1941 je podjetje Kinetic Chemicals dobilo patent za teflon, leta 1949 pa je postalo oddelek ameriškega podjetja DuPont.
Lastnosti
Fizično
Teflon je bela, prozorna snov v tanki plasti, ki po videzu spominja na parafin ali polietilen. Gostota po GOST 10007-80 od 2,18 do 2,21 g / cm3. Ima visoko toplotno in zmrzali odpornost, ostane prožen in elastičen pri temperaturah od -70 do +270 °C, odličen izolacijski material. Teflon ima zelo nizko površinsko napetost in oprijem in se ne zmoči z vodo, maščobami ali večino organskih topil.
Fluoroplastika je mehak in tekoč material, zato ima omejeno uporabo v obremenjenih konstrukcijah. Ima zelo nizek oprijem (lepljivost).
DuPont določa temperaturo taljenja v skladu z ASTM D3418 za različne vrste teflona od 260 °C do 327 °C.
Kemični
Po svoji kemični odpornosti prekaša vse znane sintetične materiale in plemenite kovine. Ne uniči se pod vplivom alkalij, kislin in celo mešanice dušikove in klorovodikove kisline. Uničijo ga staljene alkalijske kovine, fluor in klorov trifluorid.
Proizvodnja
Proizvodnja politetrafluoroetilena obsega tri stopnje: v prvi stopnji se pridobiva klorodifluorometan z zamenjavo atomov klora s fluorom v prisotnosti antimonovih spojin (Swartsova reakcija) med triklorometanom (kloroform) in brezvodnim fluorovodikom; v drugi fazi se tetrafluoroetilen pridobiva s pirolizo klorodifluorometana; na tretji stopnji se izvede polimerizacija tetrafluoroetilena.
Izdelki iz f-4 so izdelani s hladnim stiskanjem, ki mu sledi pečenje pri temperaturi 365±5 °C. Postopek stiskanja poteka iz vodne PTFE emulzije v prisotnosti površinsko aktivne snovi (na primer perfluorooktana ali perfluorooktansulfonske kisline), ki stabilizira emulzijo in omogoča proizvodnjo v vodi dispergiranega politetrafluoroetilena.
Glavni proizvajalec fluoroplastike v Rusiji je kemična tovarna Kirovo-Chepetsk po imenu Konstantinov, Kirovo-Chepetsk, Kirovska regija.
Aplikacija
Industrija in tehnologija
Zaradi svoje kemične inertnosti, hidrofobnosti in fluidnosti se material pogosto uporablja za tesnjenje navojnih in prirobničnih povezav (trak FUM).
Mazanje
Fluoroplastika (teflon) je odličen material proti trenju s koeficientom drsnega trenja, ki je najnižji od vseh znanih razpoložljivih strukturnih materialov (celo manjši kot pri talečem se ledu). Zaradi svoje mehkobe in fluidnosti se drsni ležaji iz trdne fluoroplastike redko uporabljajo. V zelo obremenjenih enotah se uporabljajo kovinski fluoroplastični ležaji in podporni pasovi iz kovinske fluoroplastike. Takšen drsni element lahko prenese več deset kilogramov na kvadratni milimeter in je sestavljen iz kovinske podlage, na kateri je nanesen fluoroplastični premaz.
elektronika
Teflon se pogosto uporablja v visokofrekvenčni tehnologiji, ker ima za razliko od polietilena ali polipropilena s podobnimi lastnostmi dielektrično konstanto, ki se zelo malo spreminja s temperaturo, visoko prebojno napetost in izjemno nizke dielektrične izgube. Te lastnosti, skupaj s toplotno odpornostjo, določajo njegovo široko uporabo kot izolacijo žic, zlasti visokonapetostnih, vseh vrst električnih delov, pri izdelavi visokokakovostnih kondenzatorjev in tiskanih vezij.
V elektronski opremi za posebne namene se pogosto uporablja ožičenje s fluoroplastično izolacijo, odporno na agresivna okolja in visoke temperature - žice blagovnih znamk MGTF, MS in številnih drugih. Nemogoče je taliti žico v teflonski izolaciji s spajkalnikom. Pomanjkljivost fluoroplastike je njena visoka hladna fluidnost: če držite žico v fluoroplastični izolaciji pod mehansko obremenitvijo (na primer nanjo postavite nogo pohištva), se lahko žica čez nekaj časa razkrije.
Zdravilo
Politetrafluoretilen se zaradi biološke združljivosti s človeškim telesom uspešno uporablja za izdelavo vsadkov za kardiovaskularno in splošno kirurgijo, zobozdravstvo in oftalmologijo. Teflon velja za najprimernejši material za izdelavo umetnih žil in srčnih stimulatorjev. Leta 2011 so ga prvič uporabili za plastične operacije poškodovanega nosnega pretina in sten obnosnih votlin namesto titanovih mrežic. Po 12–15 mesecih se vsadek popolnoma raztopi in ga nadomesti pacientovo lastno tkivo.
Teflon se uporablja tudi pri izdelavi drugih gospodinjskih aparatov. Teflonska prevleka v obliki tankega filma je nanešena na britvice, kar znatno podaljša njihovo življenjsko dobo in olajša britje.
Skrb za posodo s teflonsko prevleko
Teflonska prevleka ni zelo obstojna, zato pri kuhanju v takšni posodi uporabljajte le mehke – lesene, plastične ali plastificirane pripomočke (lopatke, zajemalke ipd.). Teflonsko posodo pomivajte v topli vodi z mehko gobo, z dodatkom tekočega detergenta, brez uporabe abrazivnih gobic ali čistilnih past. Izogibajte se pregrevanju in cvrtju na močnem ognju.
Krpo
Pri izdelavi sodobnih visokotehnoloških oblačil se uporabljajo membranski materiali na osnovi ekspandiranega politetrafluoroetilena.
S fizično deformacijo teflona dobimo tanek porozen film, ki ga nanašamo na tkanine in uporabljamo pri šivanju oblačil. Membranski materiali imajo lahko, odvisno od proizvodnih značilnosti, tako vetro- kot vodoodporne lastnosti, medtem ko normalizirana velikost por politetrafluoretilenske membrane omogoča materialu učinkovito prenašanje izhlapevanja iz človeškega telesa.
Obstaja politetrafluoretilenska membrana na osnovi tkanine, ki prepušča zraku, vendar ne prepušča vetra.
- Gore-Tex je nepremočljiva, zračna membranska tkanina.
Drugi izdelki
Izdelki, v proizvodnji katerih se uporablja teflon:
|
|
Nevarnosti politetrafluoroetilena
O morebitnem negativnem vplivu politetrafluoroetilena na zdravje ljudi se že vrsto let pojavljajo kontroverzna mnenja. Sam polimer je v normalnih pogojih zelo stabilen in inerten. Politetrafluoroetilen ne reagira s hrano, vodo in gospodinjskimi kemikalijami.
Politetrafluoretilen je pri zaužitju neškodljiv. Svetovna zdravstvena organizacija je Mednarodno organizacijo za boj proti raku zaprosila za izvedbo poskusa na podganah. Izkušnje so pokazale, da ob zaužitju v hrani do 25% politetrafluoroetilena nima učinka. Ta študija je bila izvedena v šestdesetih letih prejšnjega stoletja in ponovno v osemdesetih letih prejšnjega stoletja na splošni populaciji podgan, ki so vsak dan zaužile 25 % skupnega vnosa PTFE s hrano.
Raziskave francoskih strokovnjakov, ki so v reviji 60 Millions de Consomateurs objavili rezultate laboratorijske raziskave 13 vzorcev ponv, potrjujejo varnost premaza proti prijemanju. Francoska revija poroča, da so testi dokazali, da so ponve popolnoma varne. Vsi vzorci so uspešno prestali test po tisočkratnem drgnjenju površin z abrazivnim materialom v dveh ciklih.
Fluoroplastika je potencialno biološko nevarna v dveh primerih: med proizvodnjo in ko se končni polimer pregreje. Pri proizvodnji polimerov se uporabljajo strupene in rakotvorne snovi, ki lahko pridejo v okolje tako skozi puščanje kot v obliki industrijske kontaminacije končnega izdelka. Pri pregrevanju fluoroplastike pride do termične razgradnje s sproščanjem strupenih snovi.
Industrijsko onesnaženje
Glavni vir bioloških tveganj pri proizvodnji fluoropolimerov je perfluorooktanska kislina (PFOA). Ta spojina se v ZDA uporablja že od 50. let 20. stoletja. Prve informacije o vplivu na zdravje so bile pridobljene v tovarnah 3M in DuPont v 60. letih. V 80. letih prejšnjega stoletja so se znanstvene skupine pridružile proučevanju bioloških učinkov. V poznih devetdesetih letih prejšnjega stoletja so ameriški regulatorni organi opozorili na problem, kar je povzročilo priznanje nevarnosti snovi in regulacijo najvišjih koncentracij. Postopki v Združenih državah so bili spremenjeni, da bi popolnoma odstranili PFOA. Začele so se obsežne kampanje za spremljanje koncentracij PFOA in razjasnitev njenega vpliva na zdravje ljudi.
DuPont je prejel na stotine milijonov dolarjev tožb delavcev podjetja in okoliških skupnosti zaradi zdravstvenih trditev in prikrivanja proizvodnih nevarnosti. Leta 2006 se je DuPont, do takrat edini proizvajalec PFOA v Združenih državah, strinjal, da bo do leta 2015 odstranil preostali reagent iz svojih obratov. Po uradnih podatkih podjetja DuPont od januarja 2012 ne uporablja PFOA v proizvodnji posode za kuhanje in pekače.
Znano je, da perfluorooktanojska kislina razpade pri temperaturi 190 ºС, medtem ko tehnološki proces sintranja dna ponve proti prijemanju poteka pri temperaturi 420 ºС. Zato se domneva, da postopek verjetno ne bo vseboval PFOA v končni posodi. Vendar pa je študija, izvedena leta 2005, ugotovila, da so ravni PFOA v prevlekah iz PTFE na novi kuhinjski posodi od 4 do 75 µg/kg (s folijo za živila do 1800 µg/kg in embalažo za pokovko do 290 µg/kg).
Neodvisne evropske študije so pokazale, da premazi proti prijemanju ne vsebujejo PFOA v količinah, ki presegajo sprejemljive varnostne meje. Kitajska akademija za kakovost, inšpekcijo in karanteno (GAQSIQ) in Danski inštitut za tehnologijo potrjujeta, da ni bila zaznana izpostavljenost PFOA, ki se uporablja v kuhinjski posodi. .
V Rusiji ni regulativnih dokumentov, ki omejujejo industrijsko kontaminacijo fluoroplastike, kar lahko negativno vpliva na kakovost izdelkov, ki vsebujejo fluoroplastiko.
Termična razgradnja politetrafluoroetilena
Hitrost teflonske pirolize je odvisna od stopnje polimerizacije. Znaki razkroja se zaznajo pri temperaturi 200 °C. Proces je razmeroma počasen do 420 °C. Pri temperaturah od 500 °C do 550 °C doseže izguba teže 5-10% na uro v inertnih okoljih in se močno pospeši v prisotnosti atmosferskega kisika. Pri temperaturah med 300 in 360 °C sta produkta razgradnje pretežno heksafluoroetan in oktafluorociklobutan. Nad 380 °C se pojavijo perfluoroizobutilen in drugi produkti pirolize.
Med produkti termičnega razpada politetrafluoroetilena velja za najnevarnejšega perfluoroizobutilen - izjemno strupen plin, ki je približno 10-krat bolj strupen kot fosgen.
Produkti termične razgradnje povzročijo sliko zastrupitve, ki spominja na livarsko mrzlico. Verjetno je tudi aerosol politetrafluoroetilena strupen in deluje pirogeno, zlasti če je sveže pridobljen, na katerem se sorbirajo produkti razpada. Pri vdihavanju hladnega politetrafluoretilenskega prahu so po 2-5 urah vsi delavci doživeli simptome, imenovane "teflonska vročica". Pri delu s politetrafluoretilenom, segretim na >350 °C, so opazili tipično teflonsko vročino. Ob pregledu 130 oseb in prisotnosti aerosola politetrafluoroetilena v zraku v koncentraciji 0,2-5,5 mg/m3 je bilo ugotovljeno, da ima večina delavcev ponavljajoče napade vročine. Iste osebe so imele fluor v urinu (0,098-2,19 mg/l). Izkazalo se je, da je izločanje fluora znatno večje z več izkušnjami in ponavljajočimi se napadi.
Ker se množično sproščanje strupenih snovi teflona začne pri temperaturah nad 450 °C, velja, da je posoda s prevleko proti prijemanju varna, saj takšnih temperatur med normalnim delovanjem ni mogoče doseči. Upoštevati je treba, da proizvajalci menijo, da je norma samo segrevanje z vodo ali oljem v ponvi. Voda preprečuje pregrevanje teflona, njeno popolno izhlapevanje pa signalizira močno segrevanje posode, ki se zdaj nikakor ne vidi in lahko postane kritično. Jedilna olja pri temperaturah do 200 °C razpadejo, pri čemer nastane dim, zaradi česar je lažje prepoznati pregretje. Segrevanje suhih posod na štedilniku velja za nenormalno in v tem primeru so temperature pirolize teflona zlahka dosegljive. Za poenostavitev delovanja so nekateri modeli teflonske posode opremljeni z vgrajenimi vizualnimi indikatorji temperature.
Za spajkanje žic s fluoroplastično izolacijo je potrebno izpušno prezračevanje.
Nevarnost produktov razgradnje teflona za ptice
Posebna struktura dihalnega sistema ptic jih naredi preobčutljive na strupene snovi v okolju. Ugotovljeno je bilo, da celo minimalna količina perfluorooktanojske kisline, ki vstopi v telo ptice z vdihanim zrakom, vpliva na njegov dihalni sistem, kar po določenem času (od nekaj minut do več deset ur) povzroči smrt. Majhne ptice so bolj občutljive na strupene snovi; traja le nekaj sekund, da vdihnejo teflonske hlape in poginejo v naslednjih 24 urah.
Sprva, ko so se prvič pojavile novice o smrtonosni nevarnosti teflona za ptice, je bilo splošno sprejeto, da se smrtonosni hlapi sproščajo le pri zelo visokih temperaturah. Do danes je zanesljivo zabeležen pogin 52 % ptic, ki so 3 dni vdihavale hlape teflonskih površin svetilnikov, segretih na 202 °C. Po drugih virih je za negativen učinek dovolj le približno 163 °C (325 °F) ali celo 140-149 °C (285-300 °F), vendar je treba te podatke dodatno preveriti.
Obstaja veliko informacij o poginu perutnine (na primer papagajev) zaradi hlapov teflonskih posod, ki so bile nenadzorovane in pregrete nad varno temperaturo.
Poglej tudi
Opombe
- Spolzka vrsta: teflon - revija Popular Mechanics
- Roy J. Plunkett - Chemical Heritage fundacija
- Naključni izum teflona
- Kakšna laboratorijska nesreča je ustvarila teflon
- Fluoropolimer Primerjava - Tipične lastnosti
- Utkin V.V. Tovarna blizu Mezopotamije. Kemična tovarna Kirovo-Chepetsk. - z barvo zavihki. - Kirov: OJSC "House of Printing - Vyatka", 2006. - T. 3. - 240 str. - 1000 izvodov. - ISBN 5-85271-250-7.
- Utkin V.V. 1 // Tovarna blizu Mezopotamije. Kemična tovarna Kirovo-Chepetsk poimenovana po
Fluoroplastika je razred polimerov in kopolimerov na osnovi fluora. Do odkritja materiala je prišlo po naključju leta 1938, ko je Američan Roy J. Plunkett preučeval lastnosti novega hladilnega sredstva, klorofluoroogljikovodika. Nekega dne je na stenah kanisterjev s plinom, ki so ga črpali pod visokim pritiskom, odkril neznan bel prah. Ker je bil to produkt polimerizacije, se je odločil raziskati lastnosti nove snovi. Te lastnosti so se izkazale za tako nenavadne, da jih je podjetje DuPont leta 1941 patentiralo pod imenom "teflon" in začelo iskati praktične aplikacije zanj.
Leta 1947 se je začelo delo na proizvodnji domačega analoga - fluoroplastike.
Lastnosti
Bel material, spolzek in gladek na dotik, po videzu podoben parafinu ali polietilenu. Ognjevarna, negorljiva, odporna na vročino in zmrzal, ohranja elastičnost v temperaturnem območju od -70 do +270 °C. Na voljo je tudi prozorna fluoroplastika, vendar je manj toplotno odporna, običajno prenese segrevanje do 120 ° C.
- Ima visoko električno upornost, odličen dielektrični in izolacijski material.
- Ima revolucionarno nizek oprijem - tako zelo, da je bilo treba razviti posebne tehnologije za zagotovitev zanesljivega lepljenja teflonskega premaza na druge površine.
- Koeficient trenja in zdrsa je izjemno nizek, zaradi česar je priljubljeno mazivo.
- Ne boji se svetlobe in ne prepušča UV sevanja, ne nabrekne v vodi in se ne zmoči s tekočinami, vključno z olji.
- Fluoroplastika je dobro obdelana, ulita, valjana, vrtana, brušena in stiskana.
- Inerten na človeško tkivo, zato primeren za izdelavo vsadkov, na primer srčnih zaklopk, protez, umetnih žil.
Fluoroplastika je odporna na najbolj koncentrirane kisline in alkalije, ne reagira z acetonom, alkoholom, etrom in ni dovzetna za uničujoče učinke encimov, plesni in gliv. Po kemični odpornosti prekašajo vse znane polimere in celo kovine, kot sta zlato in platina. Uničijo jih le fluor, fluorov fluorid in staljene alkalijske kovine.
Pri temperaturah nad 270 °C začnejo razpadati, pri čemer se poleg drugih snovi sprošča zelo strupen plin perfluoroizobutilen. Teflon in posoda s teflonsko prevleko je varna, če ni pregreta ali opečena. Delci obloge, ki pridejo v hrano, se ne prebavijo in se nespremenjeni izločijo skozi črevesje.
Pomanjkljivost fluoroplastike je njena tekočnost, zaradi katere je ni mogoče uporabiti v čisti obliki pod obremenitvijo in za velike strukturne oblike.
Aplikacija
Fluoroplastika je našla široko uporabo na različnih področjih. Proizvajajo se v obliki prahu, vodne raztopine (mešanica fluoroplastičnega prahu z vodo), tankega filma, stisnjenih surovcev, ki se z mehansko obdelavo pretvorijo v dele naprav in strojev.
Fluoroplastika se uporablja v vojski, letalstvu, vesoljski tehnologiji, elektrotehniki in radijski elektroniki ter strojništvu. V elektrotehniki in radijski elektroniki se uporabljajo za izdelavo izolacijskih materialov, v strojih in strojnih orodjih pa za ležaje, tesnila, podložke in druge torne enote ter dele kompleksnih konstrukcij. Fino dispergirana fluoroplastika je dodana mazivom. Številni deli in površine so prevlečeni s tanko plastjo snovi za zaščito pred korozijo.
V kemični industriji se uporablja za izdelavo posod, oblog za cevovode, cevi in delov, odpornih na agresivna okolja, nizke in visoke temperature ter visok pritisk.
Fluoroplastika se uporablja v tekstilni proizvodnji za izdelavo tkanin z lastnostmi, ki odbijajo umazanijo in vodo, so odporne na vročino, odporne proti obrabi in ne vpijajo vonjav.
V medicini iz tega polimera izdelujejo proteze in vsadke.
Uporablja se na tekočih trakovih za proizvodnjo penaste plastike v gradbeništvu.
V prehrambeni industriji so zelo priljubljeni pekači, kalupi, pečice, pekači za vaflje, žari, aparati za kavo in posoda s teflonsko prevleko.
Teflon najdemo v vsakdanjem življenju na posodah s prevleko proti sprijemanju in proti sprijemanju, na britvih (za podaljšanje njihove življenjske dobe), na ploščah za likalnike in na likalnih deskah, v pekomatih, lončkih za kavo in v grelnih napravah. .
Uporablja se v entomologiji pri zadrževanju neletečih žuželk - ne morejo plezati po gladkih fluoroplastičnih stenah hiše, torej ne morejo pobegniti.
Preko spletne trgovine Prime Chemicals Group lahko naročite fluoroplastično kemično steklovino, lijake in reaktorske posode iz visoko kakovostne fluoroplaste.
140.000-500.000 dobimo s polimerizacijo tetrafluoroetilena v prisotnosti peroksidnih iniciatorjev.
V ZSSR je bil proizveden pod blagovno znamko "fluoron". DuPont Corporation je imetnik avtorskih pravic za uporabo blagovne znamke Teflon.
Lastnosti in uporaba politetrafluoroetilena
Politetrafluoretilen (fluoroplastika-4) je bel prah z gostoto 2250-2270 kg/m 3 in nasipna gostota 400-500 kg/m3. Njegova molekulska masa je enaka 140 000- 500 000 .
Ftoroplast-4- kristalni polimer z 80-85% , tališče 327 °C in amorfni del o - 120 °C. Pri segrevanju politetrafluoroetilena se stopnja kristaliničnosti zmanjša; 370 °C spremeni se v amorfen polimer. Ko se politetrafluoretilen ohladi, se vrne v kristalno stanje; Ob tem se krči in povečuje svojo gostoto. Največjo stopnjo kristalizacije opazimo pri 310 °C.
Pri delovni temperaturi je stopnja kristaliničnosti fluoroplastike-4 50-70% , toplotna odpornost po Vicatu – 100-110 °C. Delovna temperatura - od 269 do 260 °C.
Pri segrevanju nad 415 °C politetrafluoroetilen počasi razpade brez taljenja, da nastane tetrafluoroetilen in drugi plinasti produkti.
Politetrafluoretilen ima zelo dobre dielektrične lastnosti, ki se znotraj ne spreminjajo od -60 do 200 °C, ima dobre mehanske in antifrikcijske lastnosti ter zelo nizek koeficient trenja.
Spodaj so glavni kazalniki fizikalnih, mehanskih in električnih lastnosti fluoroplastike-4:
| Prelomna napetost, MPa v napetosti | |
| neutrjen vzorec | 13,7-24,5 |
| utrjen vzorec | 15,7-30,9 |
| s statičnim upogibom | 10,8-13,7 |
| Modul elastičnosti pri upogibanju, MPa | |
| pri -60 °C | 1290-2720 |
| pri 20°С | 461-834 |
| Udarna moč, kJ/m 2 | 98,1 |
| Raztezek pri pretrganju, % | 250-500 |
| Trajni raztezek, % | 250-350 |
| Trdota po Brinellu, MPa | 29,4-39,2 |
| Specifična volumetrična električna upornost, Ohm m | 1015-1018 |
| Tangens dielektrične izgube pri 10 6 Hz | 0,0002-0,00025 |
| Dielektrična konstanta pri 10 6 Hz | 1,9-2,2 |
Kemična odpornost politetrafluoroetilena presega odpornost vseh drugih sintetičnih polimerov, posebnih zlitin, plemenitih kovin, protikorozijske keramike in drugih materialov.
Politetrafluoretilen se ne topi in ne nabrekne v nobenem od znanih organskih topil in mehčal (nabrekne le v fluoriranem kerozinu).
Voda ne vpliva na polimer pri nobeni temperaturi. V pogojih relativne vlažnosti, enake 65%, politetrafluoroetilen skoraj ne absorbira vode.
Pred temperaturo termičnega razpada politetrafluoroetilen ne preide v stanje viskoznega toka, zato ga predelajo v izdelke z metodami tabletiranje in sintranje obdelovancev(pri 360-380 °C).
Zahvaljujoč kombinaciji številnih verižnih kemičnih in fizikalno-mehanskih lastnosti je politetrafluoretilen našel široko uporabo v tehnologiji.
Proizvodnja politetrafluoroetilena
Politetrafluoroetilen dobimo v obliki sipkega vlaknastega prahu ali bele ali rumenkaste neprozorne vodne suspenzije, iz katere po potrebi izločimo fin polimerni prah z delci 0,1-0,3 mikronov.
Vlaknasti politetrafluoretilen
Polimerizacija tetrafluoroetilena običajno poteka v vodnem okolju, brez uporabe emulgatorjev. Postopek poteka v avtoklavu iz nerjavečega jekla, ki je zasnovan za tlak najmanj 9,81 MPa opremljen s sidrnim mešalom ter ogrevalnim in hladilnim sistemom.
Avtoklav predhodno prečistimo z dušikom brez kisika, nato pa vanj naložimo vodo in iniciator.
Spodaj je stopnja obremenitve komponent (v masnih delih):
- Tetrafluoroetilen – 30
- Destilirana voda – 100
- Amonijev persulfat – 0,2
- Boraks -0,5
Na koncu polimerizacije avtoklav ohladimo, nezreagirani monomer odpihnemo z dušikom in vsebino avtoklava pošljemo v centrifugo. Po ločitvi polimera od tekoče faze ga zdrobimo, večkrat speremo z vročo vodo in posušimo pri 120-150 °C.
Diagram tehnološkega poteka procesa proizvodnje politetrafluoroetilena je prikazan na sliki 1.
Tetrafluoroetilen iz merilnik uparjalnika 1 vstopi polimerizacijski reaktor 3, predhodno deoksigeniran in napolnjen do zahtevane prostornine z destilirano deaerirano vodo iz merilna skodelica 2. Pred dovajanjem monomera se iniciator raztopi v reaktorju - amonijev persulfat. Reaktor ohladimo s slanico na temperaturo - 2-4°C in pod pritiskom 1,47-1,96 MPa začne se polimerizacija. Če se po nalaganju monomera polimerizacija ne začne, se aktivator postopka postopoma vnaša v reaktor v majhnih delih - 1% klorovodikova kislina. Vnos aktivatorja se prekine, ko temperatura v reaktorju začne naraščati.
Polimerizacija je končana, ko je dosežena temperatura reakcijske zmesi 60-70 °C in ko se tlak v reaktorju zniža na atmosferski tlak. Nato teče reakcijska masa s pomočjo gravitacije sprejemnik vzmetenja 5, kjer matično lužnico odstranimo in suspenzijo politetrafluoroetilena z delom matične lužnice prenesemo v sprejemnik celuloze 6. Nato sistem začne delovati repulpator 7 - koloidni mlin 8, v katerem se izvaja nenehno ponavljajoče se pranje in mletje polimernih delcev v suspenziji. Razmerje trdne in tekoče faze v repulpatorju je 1: 5 . Vstopi moker izdelek pnevmatski sušilnik 9(temperatura sušenja polimera 120 °C). Suh politetrafluoretilen se dispergira v frakcije z različnimi stopnjami disperzije in prenese v embalažo.
Dispergiran politetrafluoretilen pridobljen s polimerizacijo tetrafluoroetilena v vodnem mediju v prisotnosti emulgatorji- soli perfluorokarboksilnih ali monohidroperfluorokarboksilnih kislin. Uporablja se kot iniciator peroksid jantarne kisline. Postopek poteka v avtoklavu z mešalom pri 55-70 °C in pritisk 0,34-2,45 MPa. Kot rezultat polimerizacije nastane polimer s sferičnimi delci. Nastalo vodno disperzijo koncentriramo ali iz nje izoliramo polimer v praškasti obliki. Po prejemu vodne suspenzije, ki vsebuje 50-60% polimera, se vbrizga 9-12% za preprečevanje koagulacije polimernih delcev.
Dispergiran politetrafluoretilen ( fluoroplast-4D, oz fluoron-4D) Na voljo v obliki finega prahu (od 0,1 do 1 mikrona), vodne suspenzije, ki vsebuje 50-60% polimera, in suspenzije, ki vsebuje 58-65% polimera (za izdelavo vlaken).
Bibliografija:
Korshak V. B. Napredek kemije polimerov. M., Nauka, 1965, 414 str.
Nikolaev A. F. Sintetični polimeri in plastične mase na njihovi osnovi. Ed. 2. M. - L., Kemija, 1966. 768 str.
Nikolaev A.F. Tehnologija plastike. L., Kemija, 1977. 367 str.
Kuznetsov E. V., Prokhorova I. P., Fayzulina D. A. Album tehnoloških shem za proizvodnjo polimerov in plastike na njihovi osnovi. Ed. 2. M., Kemija, 1976. 108 str.
Priprava in lastnosti polivinilklorida a/Ed. E. N. Zilberman. M., Kemija, 1968. 432 str.
Losev I. Ya., Trostyanskaya E. B. Kemija sintetičnih polimerov. Ed. 3. M., Kemija, 1971. 615 str.
Minsker K. S., Kolesov S. V., Zaikov G. E. Staranje in stabilizacija polimerov na osnovi vinil klorida. M., Kemija, 1982. 272 str.
Khrulev M.V. Polivinilklorid. M., Kemija, 1964. 263 str.
Minsker /S. S, Fedoseeva G. 7. Uničenje in stabilizacija polivinilklorida. M., Kemija, 1979. 271 str.
Shtarkman B. Ya. Plastifikacija polivinilklorida. M., Kemija, 1975. 248 str.
Fluoropolimeri/Per. iz angleščine Ed. I. L. Knunyants in B. A. Ponomarenko. M., Mir, 1975. 448 str.
Chegodaev D. D., Naumova Z. K., Dunaevskaya S. Fluoroplastics. M.-L., Goskhimizdat, 1960. 190 str.
Med sodobnimi sintetičnimi materiali je veliko takih, katerih edinstvene lastnosti prispevajo k njihovi uporabi na najrazličnejših področjih človeške dejavnosti. Eden takih vsestranskih materialov je teflon, ki ga odlikuje neverjetna vzdržljivost in kemična nevtralnost. Teflonski materiali se pogosto uporabljajo v tehnologiji, medicini in vsakdanjem življenju. Ena pogosta uporaba zanje je teflonska tkanina, ki jo je skoraj nemogoče strgati ali umazati.
Kaj je teflon?
Ime "Teflon" je blagovna znamka za polimeriziran tetrafluoroetilen (PTFE), ki je v lasti DuPonta. Pri nas se je ta snov imenovala "fluoroplastika", ki se še vedno uporablja v industrijski proizvodnji. Glavne značilnosti tega polimera so:
- odpornost na temperature v območju -70 – +270 stopinj;
- pomanjkanje vlaženja z vodo, maščobami, organskimi topili;
- inertnost na delovanje skoraj vseh kemičnih spojin, razen fluora, fluorovega triklorida in talin alkalijskih kovin;
- "drsna" površina;
- električne izolacijske lastnosti;
- biološka nevtralnost.
Seznam možnosti uporabe teflona v proizvodnji in transportu, v izdelavi instrumentov, v industriji barv in lakov bi bil predolg. Uspešno se uporablja kot vsadki različnih vrst, ki se po približno enem letu raztopijo in jih nadomestijo obnovljena telesna tkiva. Veliko se uporabljajo kuhinjski pripomočki, britvice in razni gospodinjski aparati, prevlečeni s teflonom. In seveda se vsi dobro zavedajo visokotehnoloških tkanin, ki uporabljajo ta polimer.
Vrste teflonskih tkanin
Odvisno od debeline in načina nanosa teflonske plasti lahko tekstil pridobi najrazličnejše lastnosti. Ta material se uporablja povsod, kjer je potrebna odpornost na zunanje okolje in visoke ali nizke temperature ter visok zdrs - v živilski, letalski, kemični in drugih industrijah. Za izdelavo oblačil in gospodinjskih predmetov se uporabljajo tako znani materiali, kot so bombaž, viskoza, sintetična vlakna, pa tudi njihove mešanice, na katere je nanesen tanek teflonski film, skoraj neopazen tudi na dotik.
Antivandalna tkanina s teflonsko prevleko se pogosto uporablja za oblazinjenje pohištva, ki izgleda zelo lepo in ne zahteva posebne nege, saj je odporna na:
- onesnaženje;
- zmočiti se;
- ureznine in praske;
- odrgnina;
- razvoj mikroflore.
Da bi takšno pohištvo izgledalo "kot novo", je dovolj, da ga obrišete z gobo in milnico. Enako velja za prte s teflonsko prevleko. 
Druga priljubljena vrsta teflonskih materialov so membranske tkanine, na primer Gore-Tex.
Za njihovo pridobitev se na tekstilno podlago nanese tanek polimerni sloj s številnimi mikroporami, ki ne prepušča padavin in sunkov vetra od zunaj, vendar ne moti odstranjevanja segretega zraka in vodne pare s kože.
Za takšne edinstvene lastnosti so si membrane prislužile ime »pametni materiali«, povpraševanje po njih pa nenehno narašča.
