폴리테트라플루오로에틸렌의 기계적 및 화학적 특성

폴리테트라플루오로에틸렌(테플론 또는 PTFE)은 탁월한 화학적 안정성, 내식성, 밀봉성, 높은 윤활성 및 비점착성, 전기 절연성 및 우수한 노화 방지 내구성을 가지고 있습니다. 고성능 요구 사항이 있는 내식성 파이프, 컨테이너, 펌프, 밸브, 레이더, 고주파 통신 장비, 무선 장비 등에 주로 사용됩니다.

재료 특성
밀도 2.2g/cm3
영률 0.5 Gpa
항복강도 23MPa
녹는점 ~327도

폴리테트라플루오로에틸렌[PTFE, F4]은 오늘날 전 세계적으로 부식 방지 소재 중 하나로 "플라스틱의 왕"으로 알려져 있습니다. 그것은 오랫동안 모든 종류의 화학 매체에 사용될 수 있으며, 그 생산은 우리 나라의 화학 산업, 석유, 제약 및 기타 분야의 많은 문제를 해결했습니다. PTFE 씰, 개스킷 및 개스킷. PTFE 씰, 개스킷 및 개스킷은 현탁 중합 PTFE 수지로 성형됩니다. 다른 플라스틱과 비교하여 PTFE는 화학적 내식성과 내열성이 우수합니다. 밀봉재, 충진재로 널리 사용되어 왔습니다. PTFE는 테트라플루오로에틸렌의 중합체입니다. 영어 약어는 PTFE입니다. 상품명은 "테프론"이다. "플라스틱의 왕"으로 알려져 있습니다. 폴리테트라플루오로에틸렌의 기본 구조는 다음과 같습니다. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 - CF2 -. 폴리테트라플루오로에틸렌은 산, 알칼리 및 유기 용매에 대한 내성이 요구되는 다양한 응용 분야에 널리 사용됩니다. 인체에 독성은 없으나, 생산 과정에서 사용되는 원료 중 하나인 퍼플루오로옥타노에이트(PFOA)는 발암 가능성이 있는 것으로 간주됩니다.

일반적으로 "플라스틱의 왕"으로 알려진 폴리테트라플루오로에틸렌(테플론 또는 PTFE)은 "테플론", "테플론", "테플론", "테플론" 등과 같은 중국 상표명을 가지고 있습니다. 우수한 화학적 안정성, 내식성, 밀봉성, 높은 윤활성 및 비점착성, 전기 절연성 및 우수한 노화 방지 내구성을 가지고 있습니다. +250도에서 -180도 사이의 온도에서 오랫동안 작동할 수 있습니다. 용융 금속 나트륨과 액체 불소를 제외하고 다른 모든 화학 물질에 내성이 있으며 왕수에 삶아도 변하지 않습니다.

엔지니어링 플라스틱으로 사용되며 PTFE 튜브, 막대, 스트립, 플레이트, 필름 등으로 만들 수 있습니다. 일반적으로 부식 방지 파이프, 용기, 펌프, 밸브, 레이더, 고주파 통신 장비, 무선 장비, 등 고성능이 요구되는 제품입니다. 분산액은 다양한 재료의 절연 함침액으로 사용될 수 있으며, 금속, 유리, 세라믹 표면의 부식 방지 코팅제로 사용될 수 있습니다. 다양한 PTFE 링, PTFE 가스켓, PTFE 패킹 등이 다양한 유형의 부식 방지 파이프라인 플랜지 씰에 널리 사용됩니다. 또한 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유인 플루오로논(외국상품명은 테프론)의 방사에도 사용할 수 있다.

현재 다양한 유형의 PTFE 제품이 화학 공업, 기계, 전자, 전기 제품, 군수 공업, 항공 우주, 환경 보호, 교량 등 국가 경제 분야에서 결정적인 역할을 담당하고 있습니다.
폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 사용 조건 산업 화학, 석유화학, 정유, 염소-알칼리, 산 생산, 인산 비료, 의약품, 살충제, 화학 섬유, 염색, 코킹, 가스, 유기 합성, 비철 제련, 철강, 원자력 및 고순도 제품 생산(예: 이온막 전기분해), 점성 물질 운송 및 운영, 식품, 음료 및 매우 엄격한 위생 요건을 갖춘 기타 가공 및 생산 부서.

매체 불화수소산, 인산, 황산, 질산, 염산, 각종 유기산, 유기용매, 강산화제 및 기타 부식성이 강한 화학 매체.

온도 -20~250도, 급격한 냉방과 난방 또는 냉온 운전을 교대로 수행할 수 있습니다. -20-250도(-4-+482F)

압력 -0.1-6.4Mpa(완전 진공 ~ 64kgf/cm2) -0.1-6.4Mpa(완전 진공 ~ 64kgf/cm2) 고온 저항 - 작동 온도 250도에 도달합니다.

낮은 온도 저항 - 기계적 인성이 우수합니다. 온도가 -196도까지 떨어지더라도 5%의 신율을 유지할 수 있습니다. 부식 저항성 - 대부분의 화학 물질 및 용제에 대해 불활성이며 강산 및 알칼리, 물 및 다양한 유기 용제에 대한 저항력이 있습니다. 내후성 - 플라스틱의 노화 수명을 가집니다. 높은 윤활성 - 고체 재료 중에서 마찰 계수가 가장 낮습니다.

논스틱(Non-stick) - 고체 물질의 표면 장력이 가장 작으며 어떤 것에도 달라붙지 않습니다.

무독성 - 생리학적으로 불활성이며 부작용 없이 인공 혈관 및 장기로 체내에 장기간 이식됩니다.

폴리테트라플루오로에틸렌의 상대적 분자량은 수십만에서 천만 이상, 일반적으로 수백만에 이르기까지 상대적으로 큽니다(중합도는 104 정도인 반면 폴리에틸렌은 103에 불과합니다). 일반적으로 결정화도는 90~95%이고, 용융온도는 327~342도이다. 폴리테트라플루오로에틸렌 분자의 CF2 단위는 지그재그 모양으로 배열됩니다. 불소 원자의 반경은 수소의 반경보다 약간 크기 때문에 인접한 CF2 단위는 완전히 교차 배향될 수 없으며 불소 원자로 거의 덮이는 나선형 꼬인 사슬을 형성합니다. 전체 폴리머 사슬의 표면에. 이 분자 구조는 PTFE의 다양한 특성을 설명합니다. 온도가 19도보다 낮으면 13/6 나선이 형성됩니다. 19도에서 상 변화가 일어나고 분자가 약간 풀리면서 15/7 나선을 형성합니다.

퍼플루오로카본의 탄소-탄소 결합과 탄소-불소 결합의 절단에는 각각 346.94 및 484.88kJ/mol의 에너지 흡수가 필요하지만, 폴리테트라플루오로에틸렌을 해중합하여 1mol의 테트라플루오로에틸렌을 생성하는 데는 171.38kJ의 에너지만 필요합니다. 따라서 고온 분해 중에 폴리테트라플루오로에틸렌은 주로 테트라플루오로에틸렌으로 해중합됩니다. 폴리테트라플루오로에틸렌의 260도, 370도 및 420도에서의 중량 감소율(%)은 각각 시간당 1×10-4, 4×10-3 및 9×10-2입니다. PTFE는 260도에서도 오랫동안 사용할 수 있음을 알 수 있다. 고온 분해 중에 플루오로포스겐, 퍼플루오로이소부틸렌과 같은 독성이 강한 부산물도 생성되므로 안전 보호와 폴리테트라플루오로에틸렌이 화염에 닿는 것을 방지하기 위해 특별한 주의를 기울여야 합니다.

기계적 성질 마찰 계수는 폴리에틸렌의 1/5에 불과할 정도로 매우 작으며 이는 과불화탄소 표면의 중요한 특징입니다. 그리고 불소와 탄소 사슬 사이의 분자간 힘이 극히 낮기 때문에 폴리테트라플루오로에틸렌은 끈적거리지 않습니다.

250도에서도 녹지 않으며, -260도의 초저온에서도 깨지지 않습니다. PTFE는 극도로 매끄러우며 얼음조차도 비교할 수 없습니다. 특히 절연성이 뛰어나 신문지만큼 두꺼운 필름이면 1500V의 고전압을 견딜 수 있습니다.

PTFE는 -196 ~ 260도의 넓은 온도 범위에서 우수한 기계적 특성을 유지합니다. 퍼플루오로카본 폴리머의 특징 중 하나는 저온에서도 부서지기 쉽지 않다는 것입니다.

내약품성 및 내후성 PTFE는 용융된 알칼리 금속을 제외하고 어떠한 화학약품에도 거의 부식되지 않습니다. 예를 들어, 진한 황산, 질산, 염산 또는 심지어 왕수를 넣고 끓이면 무게와 성능이 변하지 않습니다. 또한 모든 용매에 거의 녹지 않으며 300도 이상의 모든 알칸에는 약간만 녹습니다(약 0.1g/100g). PTFE는 수분을 흡수하지 않고, 불연성이며, 산소와 자외선에 매우 안정하여 내후성이 뛰어납니다. 전기적 특성 PTFE는 넓은 주파수 범위에 걸쳐 유전상수와 유전손실이 낮고, 항복전압, 체적 저항률, 내아크 저항이 높습니다.

방사선 저항성: 폴리테트라플루오로에틸렌의 방사선 저항성은 낮습니다(104rad). 고에너지 방사선에 노출되면 분해되어 폴리머의 전기적, 기계적 특성이 크게 감소합니다.

중합 폴리테트라플루오로에틸렌은 테트라플루오로에틸렌의 자유 라디칼 중합에 의해 생산됩니다. 산업적 중합 반응은 반응열을 분산시키고 온도 조절을 용이하게 하기 위해 다량의 물이 있는 상태에서 교반하면서 수행됩니다. 중합은 일반적으로 40~80도, 압력 3~26kgf/cm2에서 진행됩니다. 무기 과황산염과 유기 과산화물을 개시제로 사용하거나 산화환원 개시 시스템을 사용할 수 있습니다. 테트라플루오로에틸렌 1몰은 중합 중에 171.38kJ의 열을 방출합니다. 분산 중합에는 퍼플루오로옥탄산 또는 그 염과 같은 퍼플루오르화 계면활성제를 첨가해야 합니다.

용도 PTFE는 압축이나 압출로 성형할 수 있습니다. 코팅, 함침 또는 섬유 제조를 위한 수성 분산액으로 만들 수도 있습니다. PTFE는 원자력, 항공우주, 전자, 전기, 화학 산업, 기계, 계측기, 계량기, 건설, 섬유, 식품 및 산업 분야에서 고온 및 저온 내성, 내식성 재료, 절연 재료, 접착 방지 코팅 등으로 널리 사용됩니다. 다른 산업.

대기 노화 저항성: 방사선 저항성 및 낮은 투과성: 대기에 장기간 노출된 후에도 표면과 성능이 변하지 않습니다. 불연성: 산소 제한 지수가 90 미만입니다.

산 및 알칼리 저항성: 강산, 강알칼리 및 유기 용매에 불용성입니다. 내산화성 : 강한 산화제에 의한 부식에 강합니다. 산도와 알칼리도: 중성.

PTFE는 기계적으로 부드럽습니다. 표면 에너지가 매우 낮습니다.

폴리테트라플루오로에틸렌(F4, PTFE)은 일련의 우수한 성능 특성을 가지고 있습니다. 고온 저항 - 200~260도의 장기 사용 온도, 저온 저항 - -100도에서 여전히 부드럽습니다. 내식성 - 왕수 및 모든 유기 용매에 대한 내성; 내후성 - 플라스틱에서 가장 긴 노화 수명; 높은 윤활성 - 플라스틱에서 가장 작은 마찰 계수(0.04)를 갖습니다. 달라붙지 않음 - 아무것도 달라붙지 않고 고체 물질에서 표면 장력이 가장 작습니다. 무독성 - 생리적 불활성이 있습니다. 우수한 전기적 특성으로 이상적인 Class C 절연재입니다.
목적: PTFE 재료는 국방 산업, 원자력, 석유, 라디오, 전기 기계, 화학 산업 등과 같은 중요한 분야에서 널리 사용됩니다. 제품: PTFE 막대, 파이프, 플레이트, 회전 플레이트. PTFE는 테트라플루오로에틸렌의 중합체입니다. 영어 약어는 PTFE입니다. 구조식은 이다. 1930년대 후반에 발견되어 1940년대에 산업 생산에 투입되었습니다.
특성: 폴리테트라플루오로에틸렌의 상대적 분자량은 수십만에서 천만 이상, 일반적으로 수백만에 이르기까지 상대적으로 큽니다(중합도는 104 정도인 반면 폴리에틸렌은 103에 불과합니다). 일반적으로 결정화도는 90~95%이고, 용융온도는 327~342도이다. 폴리테트라플루오로에틸렌 분자의 CF2 단위는 지그재그 모양으로 배열됩니다. 불소 원자의 반경은 수소의 반경보다 약간 크기 때문에 인접한 CF2 단위는 완전히 교차 배향될 수 없으며 불소 원자로 거의 덮이는 나선형 꼬인 사슬을 형성합니다. 전체 폴리머 사슬의 표면에. 이 분자 구조는 PTFE의 다양한 특성을 설명합니다. 온도가 19도보다 낮으면 13/6 나선이 형성됩니다. 19도에서 상 변화가 일어나고 분자가 약간 풀리면서 15/7 나선을 형성합니다.
퍼플루오로카본의 탄소-탄소 결합과 탄소-불소 결합의 절단에는 각각 346.94 및 484.88kJ/mol의 에너지 흡수가 필요하지만, 폴리테트라플루오로에틸렌을 해중합하여 1mol의 테트라플루오로에틸렌을 생성하는 데는 171.38kJ의 에너지만 필요합니다. 따라서 고온 분해 중에 폴리테트라플루오로에틸렌은 주로 테트라플루오로에틸렌으로 해중합됩니다. 폴리테트라플루오로에틸렌의 260도, 370도 및 420도에서의 중량 감소율(%)은 각각 시간당 1×10-4, 4×10-3 및 9×10-2입니다. PTFE는 260도에서도 오랫동안 사용할 수 있음을 알 수 있다. 고온 분해 중에 플루오로포스겐, 퍼플루오로이소부틸렌과 같은 독성이 강한 부산물도 생성되므로 안전 보호와 폴리테트라플루오로에틸렌이 화염에 닿는 것을 방지하기 위해 특별한 주의를 기울여야 합니다. 기계적 성질 마찰 계수는 폴리에틸렌의 1/5에 불과할 정도로 매우 작으며 이는 과불화탄소 표면의 중요한 특징입니다. 그리고 불소와 탄소 사슬 사이의 분자간 힘이 극히 낮기 때문에 폴리테트라플루오로에틸렌은 끈적거리지 않습니다.

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