Polytetrafluoroethylene (PTFE) ، همچنین به عنوان "Teflon" و "Plastic King" شناخته می شود ، به دلیل مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر خوردگی ، مقاومت در برابر حلال ، عایق حلال ، بی تحرک بیولوژیکی و سایر خصوصیات {0} ptfe جایگزین یک اتمسله و عایق بندی شده است که فقط یک پلیمر بدون شاخه است که فقط از دو عنصر تشکیل شده است. اتمها .
1. ساختار و خصوصیات PTFE
ویژگی های ساختاری1.
Polytetrafluoroethylene یک هموپلیمر Tetrafluoroethylene است ، که می تواند با روش های پلیمریزاسیون مانند روش تعلیق ، روش پراکندگی و روش امولسیون . تهیه شود
Polytetrafluoroethylene یک ماده فوق العاده قوی و تنها نوع فلوروپلاستیک است که می تواند به عنوان پلاستیک مهندسی استفاده شود.
2. ویژگی های اصلی
وزن مولکولی نسبی PTFE بسیار زیاد است ، بنابراین وزن مولکولی نسبی هیچ تأثیر واضحی بر قدرت ندارد ، اما تبلور تأثیر معنی داری بر استحکام ، چقرمگی ، کشیدگی و استحکام محصولات PTFE دارد .
چگالی PTFE در حدود 2. 2g/cm3 ، سطح صاف و مومی است و زاویه تماس با آب 114 درجه است-115 درجه}} ptfe معمولاً به رنگ سفید و مات است ، اما کاهش یافته محصول دارای میزان مشخصی از آب است. تراکم
The tensile strength, elongation, elastic modulus, hardness, air permeability, dielectric strength, etc. of PTFE are all related to processing conditions such as molding pressure, sintering temperature and time, and cooling rate, because the processing conditions affect the porosity and crystallinity of the product. High molding pressure, sintering in the mold and cooling under pressure can reduce the voids in the product, بدین ترتیب قدرت مکانیکی آن را بهبود می بخشد . ptfe دارای یک مدول الاستیک کم است و مستعد Creep. خزش است به همین دلیل است که می توان از PTFE برای آب بندی در واشر ، نوارهای خام ، نوارهای الاستیک و غیره استفاده کرد.
سختی PTFE کم است ، اما با اضافه کردن پرکننده ها می توان آن را بهبود بخشید.
ضریب اصطکاک PTFE در بین تمام مواد جامد کوچکترین است و با دما تغییر نمی کند . ضریب اصطکاک استاتیک آن کوچکتر از ضریب اصطکاک پویا است. بنابراین ، یاتاقان های PTFE یکنواخت شروع می شوند و مقاومت کم دارند . آنها می توانند از آن استفاده کنند که از آن استفاده می کنند و No Lownise Lace Ladans هستند. سرعت .
هدایت حرارتی PTFE کم است ، که می تواند با اضافه کردن پرکننده های فلزی {{0} افزایش یابد
نقطه ذوب PTFE 327 درجه است ، دمای تغییر شکل گرما50-60 درجه است (روش iso r75 A) یا درجه130-140 درجه (روش b) ، درجه حرارت عمل-200-260 درجه است و غیر قابل قبول است. درجه204-327 درجه ، بنابراین هیچ تثبیت کننده گرمایشی لازم نیست .
جرم مولکولی نسبی پلی تترا فلورو اتیلن نسبتاً بزرگ است ، از صدها هزار تا بیش از 10 میلیون ، به طور کلی میلیون ها نفر (درجه پلیمریزاسیون به ترتیب 104 است ، در حالی که پلی اتیلن فقط 103 است).}}}}}}}}} 5 ٪ ، و درجه حرارت واحدهای CF2 در مولکول Polytetrafluoroethylene به شکل زیگزاگ تنظیم شده اند.} از آنجا که شعاع اتم فلورین کمی بزرگتر از هیدروژن است ، واحدهای CF2 مجاور نمی توانند کاملاً در جهت گیری ترانس خرد شده ، اما یک زنجیره پیچ خورده را تشکیل دهند ، و تقریباً یک زنجیره پیچشی را تشکیل می دهند ، و تقریباً یک زنجیره پیچ خورده است. زنجیره . این ساختار مولکولی خصوصیات مختلف Polytetrafluoroethylene. را توضیح می دهد
2. زمینه های برنامه PTFE
PTFE بهترین مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی را دارد ، بنابراین بیشتر در مواد ضد خوردگی مورد استفاده قرار می گیرد و دارای طیف گسترده ای از برنامه ها است. PTFE دارای خواص الکتریکی عالی است ، بنابراین به عنوان یک ماده عایق در صنعت الکترونیکی و برقی استفاده می شود. PTFE دارای ضریب اصطکاک کوچک و مقاومت در برابر سایش خوب است ، بنابراین از آن برای تهیه مواد مقاوم در برابر سایش ، قطعات کشویی و مهر و موم در صنعت ماشین آلات استفاده می شود.
PTFE به طور گسترده ای در پل ها و ساختمانها به عنوان یک پشتیبانی از بار استفاده می شود . علاوه بر این ، با توجه به نفوذپذیری انتخابی فیلم PTFE پس از درمان ، می توان از آن به عنوان یک ماده جداگانه استفاده کرد تا از طریق گاز یا مایع عبور کند. مایعات. علاوه بر این ، PTFE نیز به طور گسترده در صنایع پزشکی ، الکترونیکی و ساختمانی استفاده می شود {7 {}} به عنوان مثال ، می توان از غشاهای PTFE به عنوان اندام های انسانی استفاده کرد ، از جمله رگ های خونی مصنوعی ، دریچه های قلب و غیره {8.
1. برنامه PTFE در قسمت 5G
لمینت مس پوشیده از FR4 که معمولاً در صنعت ارتباطات مورد استفاده قرار می گیرد از رزین اپوکسی به عنوان ماده بستر استفاده می کند ، اما ضرر آن بزرگ است و برای ارتباطات با فرکانس بالا مناسب نیست.
الزامات لمینت های مس با فرکانس بالا در میدان 5G فاکتور کم دی الکتریک دی الکتریک کم و ضریب دی الکتریک کم است و میدان 5G دارای ویژگی های خاص خود (مایکروویو و برنامه های موج میلی متر) است و نیازهای بالاتری برای لمینت های مس با روکش مس 5.} دارد
رزین Polytrafluoroethylene در حال حاضر ماده پلیمری با کمترین ثابت دی الکتریک است و خصوصیات دی الکتریک آن و از دست دادن دی الکتریک می تواند نیازهای ایستگاه های پایه ارتباطی را در میدان 5G .}} reciation ، به تدریج در ارتباطات با فرکانس بالا مانند Lammins Lams مانند 5G ، AeroSpace و ارتش و ارتش استفاده می کند. لمینت های مس با روکش.}
علاوه بر این ، PTFE نیز اغلب در زمینه 5G برای تهیه کابلهای کواکسیال نیمه انعطاف پذیر ، کابل های کابین RF ، تابلوهای آنتن رادار و غیره استفاده می شود.
2. کاربرد PTFE در صنعت انرژی هیدروژن
در زمینه انرژی هیدروژن ، PTFE عمدتاً برای آب بندی الکترولیزهای قلیایی و همچنین برای تقویت غشاهای تبادل پروتون در سلولهای سوخت PEM و الکترولیز آب.} استفاده می شود.
در الکترولیزرهای قلیایی ، واشر آب بندی اجزای اصلی هستند که دارای توابع آب بندی و عایق بندی هستند. نشت یکی از عوامل مهم تأثیرگذار بر زندگی و ایمنی الکترولیزرهای قلیایی.} rection Resilience و آرامش خلاقیت از GASKETS مهر و موم های مهر و موم شده است. alkaline tank sealing materials have undergone multiple iterations and upgrades such as asbestos rubber sheets-"cloth pads in one" diaphragm gaskets-polytetrafluoroethylene (PTFE) type filling gaskets. At present, the commonly used electrolyzer sealing gaskets in China are mainly PTFE type filling gaskets. PTFE پر شده و با پرکننده های تقویت کننده مانند فیبر شیشه ای ، آلومینا و گرافیت اصلاح شده و سپس قالب ریزی شده و سینت شده برای تشکیل واشر مهر و موم شده.}
در سلولهای سوخت و الکترولیز آب PEM ، غشاهای تبادل پروتون به سمت نازک شدن در حال رشد هستند ، اما عمر غشای اسید پرفلوروسولفونیک همگن نازک نمی تواند نیازهای سلول های سوخت و الکترولیز آب PEM را برآورده کند. غشای . گسترش غشای پلی تترا فلورو اتیلن (EPTFE) یک ریزساختار مش متخلخل متخلخل سه بعدی با میکرومتر یا سطح زیر میکرومتر {3.
در حال حاضر ، بازار جهانی EPTFE توسط چند تولید کننده مانند Gore ، Nitto Denko و Donaldson در ایالات متحده کنترل می شود. بخش بزرگی از بازار بالا .
3. فناوری اصلاح PTFE
Polytetrafluoroethylene (PTFE) از مقاومت در برابر حرارت ، عایق ، خواص خودآزاری ، عدم انعطاف پذیری ، غیر استیک و سایر خواص عالی به دلیل پیوندهای قوی فلورین-کربن موجود در ترکیب آن.} در همان زمان ، به دلیل مقاومت در برابر دمای بالا و ویژگی های شیمیایی محکم ، در برابر استفاده از آن استفاده می کند. "پادشاه پلاستیک".} به طور گسترده ای در دفاع ، صنعت مکانیکی و مواد پزشکی ، به ویژه در زمینه تریبولوژی.} استفاده می شود ، بنابراین ، در زمینه پلاستیک های مهندسی ، PTFE به یکی از مواد مورد علاقه محققان تبدیل شده است.
با این حال ، با توجه به کاستی های PTFE مانند سختی کم ، سایش آسان و مقاومت در برابر خزش ضعیف ، در معرض محدودیت های خاصی در کاربرد و تولید واقعی است . بنابراین ، محققان متعهد شده اند که یک روش عالی برای بهبود خصوصیات مکانیکی خود را پیدا کنند بدون اینکه مزایای PTFE خود را تغییر دهند ، از این طریق اصلاحات اصلی آن از PFE} PLE} PLE {1 {1 {1 {1 {1 {1 {1 {1}. {{{1} {{{{1} intial جبران نقص خود PTFE ، به طور عمده شامل اصلاح سطح ، ترکیب و اصلاح و اصلاح . در میان آنها ، ترکیب و اصلاح اصلاحات عمدتاً در تهیه مواد کامپوزیت استفاده می شود ، در حالی که اصلاح شیمیایی سطح عمدتا در مشکلات پیوند.}} انجام می شود.
1. اصلاح سطح
PTFE has very low surface activity and outstanding non-stickiness, which reduces the℃of adhesion with other materials. Surface modification can not only improve its surface inertness and compatibility with fillers, but also improve the surface activity of the matrix material. The current chemical modification of PTFE surface is mainly plasma treatment, radiation treatment and chemical solution treatment. These methods برای دستیابی به هدف بهبود فعالیت مواد ماتریس .}}}}}}}}}}}
اصلاح پلاسما سطح نمونه را با پلاسما با انرژی بالا بمباران می کند ، انرژی را به مولکول های موجود در سطح نمونه منتقل می کند ، باعث ایجاد اچینگ حرارتی ، اتصال متقابل ، تخریب و اکسیداسیون نمونه می شود و باعث پیوند CF و پیوند CC بر روی سطح نمونه می شود ، از این طریق تعداد زیادی از ترکیبات را بهینه می کند و از این طریق گروههای رادیکال آزاد را معرفی می کند و یا گروههای قطعی را معرفی می کند. سطح . اصلاح سطح مواد با درمان پلاسما با دمای پایین می تواند به اچینگ سطح پلاسما ، پیوند پلاسما ، رسوب بخار پلاسما ، رسوب مایع پلاسما و پیوند سطح پلاسما.}}}}}}}}}}}}}} تقسیم شود.
پرتوهای پر انرژی می تواند باعث ایجاد پلیمریزاسیون پیوند شود و برخی از خواص منحصر به فرد ، مانند بهبود آبگریز ، زیست سازگاری ، هدایت و غیره را به پلیمر بدهد. پیوند آسان ، ساختن سطح PTFE خشن و افزایش ناحیه پیوند.} که معمولاً از منابع تابش استفاده شده در پیوند تابش استفاده می شود شامل پرتوهای گاما مانند -60 ، سزیم-137}}}} {{6-90}}} و همچنین انواع شتاب دهنده های لوله کشی مانند شتاب دهنده ها. cyclotrons.
PTFE را می توان با مواد شیمیایی درمان کرد تا فعالیت سطح آن را بهبود بخشد .} این مواد شیمیایی شامل محلول سدیم نفتالن تتراهیدروفوران ، محلول آمونیاک سدیم فلزی ، آمالگام فلزی قلیایی ، محلول آهن پنتاکاربونیل ، و غیره.} با استفاده از محلول سدیم-نصفلین به دست می آید. در اترهای فعال مانند تتراهیدروفوران و اتیلن گلیکول دی متیل اتر. سدیم سدیم بیرونی ترین الکترون ها را به مدار خالی نفتالین منتقل می کند تا رادیکال های آزاد آنیون را تشکیل دهد ، که سپس جفت های یونی را با سدیم تشکیل می دهند و مقدار زیادی از انرژی رزونانس را آزاد می کنند. then the naphthalene anions are transferred to PTFE, destroying the CF bond and removing some fluorine atoms on the surface, thus forming a carbonized layer and some polar groups on the PT-FE surface. There are active groups such as hydroxyl, carbonyl and carboxyl on the surface of the treated PTFE, which improves the bonding properties of the PTFE surface.
2. تغییر ترکیب
اصل اساسی ترکیب اصل مانند حل کردن مانند است ، بنابراین مقدار حلالیت و تنش سطحی مواد ترکیبی باید مشابه باشد . مخلوط کردن PTFE با سایر پلاستیک های مهندسی می تواند در حالی که ادغام نقاط قوت هر مؤلفه می تواند به هدف مزایای مکمل دست یابد ، در نتیجه می تواند در قسمت POLT PRISTION به یک قسمت از برنامه های مختلف تبدیل شود. مواد ماتریس و یک پرکننده برای تقویت سایر پلیمرها . در اینجا ما به طور عمده پلی فنیلن استر (POB) ، پلی فنیلن سولفید (PPS) و پلی آترکتون (PEEK) {3. را معرفی می کنیم.
POB دارای مقاومت در برابر خزش فشاری عالی و سختی بالا . ترکیب با PTFE می تواند کاستی های PTFE را جبران کند و خصوصیات مکانیکی و تریبولوژیکی PTFE. را بهبود بخشد
Unlike POB, PPS has excellent wear resistance, solvent resistance, heat resistance and easy manufacturing. It is widely used in aerospace and other fields. It can also be used as a matrix for super hydrophobic coatings. PTFE has the advantages of potential biodensity, high thermal stability, high chemical inertness, low surface energy and good توانایی خودآزمایی . ترکیب PPS با PTFE یک انتخاب ایده آل برای بهبود خصوصیات تریبولوژیک پوشش های آبگریز است.
Peek و Ptfe هر دو ماده ماتریس متداول در کامپوزیت های روان کننده جامد هستند . cai Zhenjie و همکاران. آماده سازی کامپوزیت های PEEK اصلاح شده PTFE و مطالعه خواص مکانیکی و مکانیسم سایش. وقتی که کسری از انبوه از Micropowder PTFE 5 ٪ است. 0.} 35 تا حدود 0. 3 ، و سایش حجم به حداقل می رسد. این ماده کامپوزیت نه تنها در زمینه مکانیکی بلکه در زمینه پزشکی نیز قابل استفاده است.
اصلاح ترکیب ساده تر و بدون آلودگی از اصلاح شیمیایی سطح است ، اما به طور کلی فقط با پلیمرها اصلاح می شود ، که اضافه کردن پرکننده های معدنی مانند فلزات ، سرامیک ها و الیاف را محدود می کند و در نتیجه عملکرد محدود در بهبود قدرت ، سختی و هدایت حرارتی مواد کامپوزیت. در interty intertenshy از PTFE ایجاد می کند. پلیمرها . باید قبل از اصلاح سطح درمان شود یا برخی از اجزای خاص در طی فرآیند اصلاح باید اضافه شوند تا سازگاری {3 3}}}}
3. اصلاح پر کردن
Filling modified PTFE is a simple and effective method. Adding fillers and additives can significantly improve the mechanical properties of PTFE, especially creep and wear rate. Commonly used fillers include glass fiber, carbon fiber, graphite, molybdenum disulfide, bronze, steel, etc.
گرافیت یک روان کننده جامد خوب است . پر کردن گرافیت در PTFE نه تنها می تواند سایش کامپوزیت های PTFE را به شدت کاهش دهد ، بلکه باعث بهبود هدایت حرارتی و خزش فشرده سازی ضعیف PTFE.
Disulfide Molybdenum (MOS2) از ضریب اصطکاک پایین تر از گرافیت برخوردار است و از نظر طبیعت پایدار است ، بنابراین به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد . با این حال ، قیمت MOS2 بسیار بالا است {{3} عملکرد تونگستن دیولفید (ws2)) 7 سال متفاوت نیست. WS2 هم می تواند پایداری اصطکاک و هم مقاومت سایش مواد کامپوزیت را بهبود بخشد در حالی که ویژگی های مکانیکی را بهبود می بخشد. در مقایسه با PTFE خالص ، پایداری اصطکاک پر کردن WS2 می تواند با حدود 33 {13. 3 ٪.}}}}}}}}} chearing استفاده می کند.
فیبر کربن (CF) دارای استحکام خاص ، مدول بالا ، چگالی کم ، مقاومت در برابر سایش عالی و خصوصیات خزنده . فیبر کربن برای کاهش خزش ، افزایش سختی ، افزایش انعطاف پذیری و مدول کمتری است .} 2 مخلوط 2 مخلوط شده با ترکیبات فیبر کربن} Expannivity Expannivity کم مصرف فیبر به قلیایی قوی و اسید هیدروفلوئوریک بی اثر است (فیبر شیشه ای می تواند این دو اسید را تحمل کند) . این قطعات برای تولید قطعات خودرو مانند کمک فنر {4 {}} بسیار مناسب هستند
GF همیشه به دلیل استحکام بالا ، مدول بالا و قیمت نسبتاً کم در تولید مواد اصطکاک صنعتی مورد علاقه قرار گرفته است و در زمینه پر کردن و اصلاح پلیمر به طور گسترده تر از CF مورد استفاده قرار می گیرد.
Potassium titanate whisker (PTW) has much better mechanical properties than commonly used GF, CF, etc. due to its unique highly ordered crystal structure. The addition of PTW can greatly improve the strength and wear resistance of the composite material, while improving the stiffness and toughness of the composite material, both strengthening and toughening, changing the previous phenomenon of improving one property در حالی که در هنگام اصلاح GF و CF ، دیگری را قربانی می کنید و دارای خواص شیمیایی پایدار ، عایق حرارتی خوب و مقاومت در برابر سایش. اگرچه اثر پر کردن و اصلاح PTW بهتر از GF و CF است ، سازگاری بین PTW و مواد ماتریکس باید بیشتر بهبود یابد.}}}}}}}}}}}}
PTFE پر از برنز ، این ترکیب دارای هدایت حرارتی عالی و هدایت الکتریکی است ، و آن را برای برنامه های کاربردی با بارهای شدید و درجه حرارت بسیار مناسب می کند.
IV . خلاصه PTFE
PTFE has excellent comprehensive properties and is the most widely used variety among fluoroplastics, playing an increasingly important role. With the advancement of science and technology, pure PTFE can no longer meet market demand, so it has become an inevitable trend to modify PTFE, mainly surface modification, blending modification and filling modification. At present, China has become a major producer of PTFE, and اساساً روشهای قالب ریزی و پردازش PTFE . را تسلط داده است ، اما در مقایسه با کشورهای خارجی ، در مقایسه با کشورهای خارجی ، هنوز شکاف بزرگی در فناوری و کیفیت محصول وجود دارد. بنابراین ، تحقیق ، پردازش و کاربرد PTFE اصلاح شده و رفتار و مکانیسم قبیله ای تحت شرایط مختلف کار باید بیشتر مورد مطالعه قرار گیرد {4 4}}
