Politetrafluoretilēns (PTFE), kas pazīstams arī kā “teflons” un “plastmasas karalis”, tiek plaši izmantots dažādās nozarēs, pateicoties tā augstajai izturībai, izturībai pret koroziju, izturību pret šķīdinātāju, augstu izolāciju, bioloģisko inertumu un citām īpašībām .} PTFE ir zarnas, kas nesatur polimēru, kas sastāv no tikai diviem elementiem, c un f, kas ir, kurā, kurai ir, kurai ir, kurā ir, kurā ir, kurā ir, kurā ir, kurā ir, kurā ir, kurā, kurai ir, kurā, kur ir pieejams zarīgs polimērs. atomi .
1. PTFE struktūra un īpašības
1. strukturālās īpašības
Politetrafluoretilēns ir tetrafluoretilēna homopolimērs, ko var sagatavot ar polimerizācijas metodēm, piemēram, suspensijas metodi, izkliedes metodi un emulsijas metodi .
Politetrafluoretilēns ir super spēcīgs materiāls un vienīgais fluoroplastisko veidu, ko var izmantot kā inženiertehniskos plastmasas .
2. Galvenie īpašumi
PTFE relatīvā molekulmasa ir ļoti liela, tāpēc relatīvajai molekulmasai nav acīmredzamas ietekmes uz stiprību, bet kristalitātei ir būtiska ietekme uz PTFE produktu stingrību, izturību, pagarinājumu un stiprumu .
The density of PTFE is about 2.2g/cm3, the surface is smooth and waxy, and the contact angle with water is 114℃-115℃. PTFE is usually milky white and opaque, but the quenched product has a certain℃of transparency, almost no water absorption, low permeability to water vapor and nitrogen, and decreases with pieaugošais blīvums.
Stiepes izturība, pagarinājums, elastības modulis, cietība, gaisa caurlaidība, dielektriskā izturība utt. Produkts, tādējādi uzlabojot tā mehānisko izturību . PTFE ir zems elastības modulis, un tas ir pakļauts šļūdes . šļūdes ir iemesls, kāpēc PTFE var izmantot blīvēšanai blīves, neapstrādātas lentes, elastīgas lentes utt.
PTFE cietība ir zema, bet to var uzlabot, pievienojot pildvielas .
PTFE berzes koeficients ir mazākais starp visiem cietajiem materiāliem un nemainās ar temperatūru . tā statiskā berzes koeficients ir mazāks nekā dinamiskās berzes koeficients . Tāpēc PTFE gultņi sāk gludi un ar zemu izturību ., ja tie var izmantot zemu ātrumu un ir zems.
PTFE siltumvadītspēja ir zema, ko var atbilstoši palielināt, pievienojot metāla pildvielas .
PTFE kausēšanas punkts ir 327 grāds, siltuma deformācijas temperatūra ir {50-60 pakāpe (ISO R75 A metode) vai 130-140 pakāpe (B metode), darbības temperatūra ir -200-260 pakāpe, un tā nav flammiska . ptfe, kas ir augstākā termiskā stimulācija starp termiņu, kas atrodas starp termiņu. 204-327 grāds, tāpēc nav nepieciešams sildīšanas stabilizators .
The relative molecular mass of polytetrafluoroethylene is relatively large, ranging from hundreds of thousands to more than 10 million, generally millions (the℃of polymerization is in the order of 104, while polyethylene is only 103). The general crystallinity is 90-95%, and the melting temperature is 327-342℃. The CF2 units in the polytetrafluoroethylene molecule are arranged in a zigzag shape. Since the radius of the fluorine atom is slightly larger than that of hydrogen, the adjacent CF2 units cannot be completely oriented in a trans-cross orientation, but form a spiral twisted chain, and the fluorine atoms almost cover the surface of the entire Polimēru ķēde . Šī molekulārā struktūra izskaidro dažādas politetrafluoretilēna īpašības .
2. PTFE lietojumprogrammu lauki
PTFE ir vislabākā ķīmiskās korozijas izturība, tāpēc to visvairāk izmanto pretkorozijas materiālos, un tam ir plašs pielietojums; PTFE ir lieliskas elektriskās īpašības, tāpēc to izmanto kā izolācijas materiālu elektroniskajā un elektriskajā rūpniecībā; PTFE ir neliels berzes koeficients un laba nodiluma izturība, tāpēc to izmanto, lai izgatavotu nodilumu izturīgus materiālus, bīdāmās detaļas un blīvējumus mašīnu nozarē .
PTFE tiek plaši izmantots tiltos un ēkās kā slodzes nesošs atbalsts {. Turklāt saskaņā ar PTFE plēves selektīvo caurlaidību pēc apstrādes to var izmantot kā atdalīšanas materiālu, lai selektīvi izietu caur gāzi vai šķidrumu . Tā poraino membrānu var izmantot arī gāzes atdalīšanai, un tas var izmantot, un tas var izmantot arī gāzes un šķidruma atdalīšanu un šķidruma atdalīšanu, un var izmantot arī gāzes un šķidruma atdalīšanai, un šķidruma atdalīšanai, un tas ir šķidrums, un šķidruma atdalīšana. Šķidrumi . Turklāt PTFE tiek plaši izmantots arī medicīnas, elektroniskās un celtniecības industrijas ., piemēram, PTFE membrānas var izmantot kā cilvēku orgānus, ieskaitot mākslīgos asinsvadus, sirds vārstus utt.
1. PTFE pielietojums 5G laukā
FR4 vara pārklāts lamināts, ko parasti izmanto sakaru nozarē, kā substrāta materiālu izmanto epoksīda sveķus, taču tā zaudējumi ir lieli un nav piemēroti augstfrekvences sakariem .
Prasības attiecībā uz augstfrekvences vara pārklājumu laminātiem 5G laukā ir zema dielektriskā konstante un zems dielektrisko zudumu koeficients, un 5G laukam ir savas īpašības (mikroviļņu un milimetru viļņu lietojumprogrammas), un tai ir augstākas prasības par vara plaķētiem laminātiem .}}}} prasības vara apšuvumam {.} prasības vari.
Polytetrafluoroethylene resin is currently the polymer material with the lowest dielectric constant, and its dielectric properties and dielectric loss can meet the requirements of communication base stations in the 5G field. Therefore, PTFE is gradually used in high-frequency communications such as 5G, aerospace, and military industry, and the copper-clad laminates made of it are called Augstas frekvences vara pārklāts lamināti .
Turklāt PTFE bieži izmanto arī 5G laukā, lai izgatavotu daļēji elastīgus koaksiālos kabeļus, RF koaksiālos kabeļus, radara antenas dēļus utt. .
2. PTFE pielietojums ūdeņraža enerģijas nozarē
Ūdeņraža enerģijas laukā PTFE galvenokārt izmanto sārmainu elektrolizeru blīvēšanai, kā arī protonu apmaiņas membrānu stiprināšanai PEM degvielas šūnās un ūdens elektrolīzē .
Sārmainos elektrolizeros blīvēšanas blīvējumi ir galvenie komponenti, kuriem ir gan blīvēšanas, gan izolācijas funkcijas . noplūde ir viens no svarīgiem faktoriem, kas ietekmē sārmaino elektrolizeru dzīvi un drošību {}}} Salīdzināšanas un šļūdes plecu relatīvi ir svarīgi giemu, kas ir svarīgas vietnes, kas mēra veido veidošanos {2. Sārmainas tvertnes blīvēšanas materiāli ir veikuši vairākas iterācijas un jauninājumus, piemēram, azbesta gumijas loksnes-"auduma spilventiņi vienā" diafragmas blīves-politetrafluoretilēnā (ptfe) tipa aizpildīšanas blīves . Pašlaik vispārīgi izmantotie elektrolizācijas blīvējumi} ir PTFE tipa aizpildīšanas veidi {6 ir piepildīta un modificēta ar pastiprinošām pildvielām, piemēram, stikla šķiedru, alumīnija oksīdu un grafītu, un pēc tam veidotas un saķepinātas, lai veidotu blīvējuma blīvējumus .
In fuel cells and PEM water electrolysis, proton exchange membranes are developing towards thinness, but the life of thin homogeneous perfluorosulfonic acid membranes cannot meet the requirements of fuel cells and PEM water electrolysis. At present, the fuel cell proton membranes on the market are often composite proton exchange membranes, using ePTFE as a composite material and perfluorosulfonic acid Membrāna . Paplašināta politetrafluoretilēna membrāna (EPTFE) ir poraina trīsdimensiju acs mikrostruktūra ar mikrometru vai submicrometra līmeni .
Pašlaik globālo EPTFE tirgu kontrolē daži ražotāji, piemēram, Gore, Nitto Denko un Donaldson Amerikas Savienotajās Valstīs . Vietējā panna Āzija Mikropors ir veiksmīgi sadalījis aizjūras monopolu, nepārtraukti izpētot un izlaužot EPTFE ražošanas tehnoloģiju ., bet gan vietējām, kas nav vietējās filmas, kurām ir kopīga vietējā filma, kas atrodas uz vietējām, kas nav pieejamas, un tās vietējās filmas, kas nav pieejamas. Liela daļa augstākās klases tirgus .
3. PTFE modifikācijas tehnoloģija
Politetrafluoretilēnam (PTFE) ir laba karstuma pretestība, izolācija, pašizblīvējošas īpašības, nelaime, nelipīga un citas izcilas īpašības, kas saistītas ar spēcīgajām fluora-oglekļa saitēm, kas atrodas tā sastāvā ., tajā pašā laikā, jo tā ir augstā temperatūrā un stabilām ķīmiskām īpašībām. "Plastmasas karalis" . reputācija to plaši izmanto aizsardzības, mehāniskos rūpniecībā un medicīniskos materiālos, it īpaši triboloģijas jomā . Tāpēc inženierzinātņu plastmasas jomā PTFE ir kļuvis par vienu no materiāliem, kurus dod priekšroka pētniekiem .}}}}}}. {7} {7} jomā.
Tomēr, ņemot vērā PTFE trūkumus, piemēram, zemu cietību, vieglu nodilumu un sliktu šļūdes pretestību, tas ir pakļauts noteiktiem ierobežojumiem faktiskajā pielietojumā un ražošanā . Tāpēc pētnieki ir apņēmušies atrast izcilu metodi, lai uzlabotu tā mehāniskās īpašības, nemainot PTFE priekšrocības, kas galvenokārt ir saistītas ar materiāliem. Pati PTFE defektiem, galvenokārt iekļaujot virsmas modifikāciju, sajaukšanas modifikāciju un aizpildīšanas modifikāciju ., starp tiem, sajaukšanas modifikācijas un aizpildīšanas modifikācijas galvenokārt izmanto kompozītmateriālu sagatavošanā, savukārt virsmas ķīmiskās modifikācijas galvenokārt ir paredzētas problēmas saistīšana .}}}}.
1. Virsmas modifikācija
PTFE ir ļoti zema virsmas aktivitāte un izcila neizvēle, kas samazina saķeres pakāpi ar citiem materiāliem {. Virsmas modifikācija var ne tikai uzlabot tā virsmas inertumu un savietojamību ar pildvielām, bet arī uzlabot matricas materiāla virsmas aktivitāti . Pašreizējā ķīmiskā modifikācija. Metodes ir noņemt virsmas fluorīdu jonus un transplantātu ļoti aktīvas funkcionālās grupas uz virsmas, lai sasniegtu matricas materiāla aktivitātes uzlabošanu .
Plazmas modifikācija bombardē parauga virsmu ar augstas enerģijas plazmu, pārnes enerģiju uz molekulām uz parauga virsmas, izraisa termisko kodināšanu, šķērssavienojumu, noārdīšanos un oksidācijas reakcijas paraugu un izraisa CF saiti un CC saiti uz parauga virsmas, lai sadalītu daudzus, kas ir daudzi, kas ir veiktspēja, kas nodrošina daudzus radikālus. Virsma . Materiāla virsmas modifikāciju ar zemas temperatūras plazmas apstrādi var iedalīt plazmas virsmas kodināšanā, plazmas savienošanai, plazmas tvaika nogulsnēšanai, plazmas šķidruma nogulsnēšanai un plazmas virsmas potēšanas . plazmas nogulsnēšanai un plazmas virsmas potēšanai .}}}}}}}}. plazmas.
Augstas enerģijas starojums var izraisīt transplantāta polimerizāciju un dot polimēram dažas unikālas īpašības, piemēram, uzlabot tā hidrofilitāti, bioloģisko savietojamību, vadītspēju utt. Polimērs, kuru ir viegli sasaistīt, padarot PTFE virsmas raupju un palielinot savienojošo laukumu {., parasti izmanto starojuma avotus starojuma potēšanā, ietver gamma starus, piemēram, kobaltu -60, cesium -137 un strontium -90, kā dažādi paātrinātāji, kā arī paātrinātāji, kā arī paātrinātāji, kā arī paātrinātāji, kā arī paātrinātāji, kā arī paātrinātāji, kā arī paātrinātāji, kā arī paātrinātāji, kā arī paātrinātāji. ciklotroni .
PTFE var apstrādāt ar ķīmiskām vielām, lai uzlabotu tās virsmas aktivitāti . Šīs ķīmiskās vielas ietver nātrija-naftalīna tetrahidrofurāna šķīdumu, metāliska nātrija amonjaka šķīdumu, sārmu metāla amalgamu, pentacarbonila dzelzs šķīdumu, utt. Naftalīns aktīvos ēteros, piemēram, tetrahidrofurāns un etilēnglikola dimetilēteris . nātrijs pārnes ārējos elektronus uz naftalīna tukšo orbītu, veidojot anjonu brīvos radikāļus, kas pēc tam veido jonu pārus ar nātriju un atbrīvo lielu daudzumu rezonanses enerģijas; 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 virsma .
2. sajaukšanas modifikācija
Sajaukšanas pamatprincips ir līdzīgu šķīdināšanas princips, tāpēc sajaukto materiālu šķīdības vērtībai un virsmas spraigumam jābūt līdzīgai . PTFE sajaukšana ar citu inženiertehnisko plastmasu var sasniegt papildinošo priekšrocību integrēšanu, vienlaikus izmantojot katra komponenta stiprumu, tādējādi paplašinot lietojumprogrammas lauku, izmantojot noteikta mēroga . blīvēšanas modifikācijas, kas ir ptfe. and a filler to reinforce other polymers. Here we mainly introduce polyphenylene ester (POB), polyphenylene sulfide (PPS) and polyetheretherketone (PEEK).
POB ir lieliska spiedes šļūdes pretestība un augsta cietība . Sajaukšana ar PTFE var kompensēt PTFE trūkumus un uzlabot ptfe . mehāniskās un triboloģiskās īpašības
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 Pašizblūmēšanas spēja . PPS sajaukšana ar PTFE ir ideāla izvēle, lai uzlabotu hidrofobisko pārklājumu triboloģiskās īpašības {.
PEEK un PTFE ir gan parastie matricas materiāli cietos, smēreļošos kompozītos {. Cai Zhenjie et al {. Sagatavoti PTFE modificēti PEEK kompozīti un izpētīti mehāniskās īpašības un nodiluma mehānisms ., kad PTFE mikropovera masa ir 5%. 0 . 35 līdz aptuveni 0 . 3, un skaļuma nodilums tiek samazināts līdz minimumam. Šo saliktu materiālu var izmantot ne tikai mehāniskajā laukā, bet arī medicīnas jomā.
Blending modification is simpler and pollution-free than surface chemical modification, but it is generally only modified with polymers, which limits the addition of inorganic fillers such as metals, ceramics, and fibers, resulting in limited performance in improving the strength, hardness, and thermal conductivity of composite materials. In addition, the high inertness of PTFE makes it less compatible with other Polimēri . Virsma jāārstē pirms modifikācijas vai arī modifikācijas procesā jāpievieno daži specifiski komponenti, lai uzlabotu saderību .
3. Aizpildot modifikāciju
Modificēta PTFE aizpildīšana ir vienkārša un efektīva metode . Pildvielu un piedevu pievienošana var ievērojami uzlabot PTFE mehāniskās īpašības, it īpaši šļūdes un nodiluma ātrumu .} Parasti izmantotie pildvielas ietver stikla šķiedru, oglekļa šķiedru, grafītu, molibdenum disulfide, bronzu, tēraudu utt.
Grafīts ir laba cieta smērviela . grafīta aizpildīšana PTFE var ievērojami samazināt PTFE kompozītu nodilumu, bet arī uzlabot siltumvadītspēju un sliktu kompresijas šļūdi PTFE .
Molibdēna disulfīdam (MOS2) ir zemāks berzes koeficients nekā grafītam, un tas ir stabils dabā, tāpēc to plaši izmanto ., tomēr MOS2 cena ir ļoti augsta .. Volunga disulfīda veiktspēja (WS2) nav daudz atšķirīga no WS2 var uzlabot kompozītmateriālu berzes stabilitāti un nodiluma pretestību, uzlabojot mehāniskās īpašības ., salīdzinot ar tīru PTFE, WS2 pildījuma berzes stabilitāti var uzlabot apmēram 33 {. 3% ., ja kompozīcijas piepildījums tiek izmantots. Nodrošināta izturība var būt uzlabota, salīdzinot ar 2.3%, salīdzinot ar vienotu.
Oglekļa šķiedrai (CF) ir augsta specifiska stiprība, augsts modulis, zems blīvums, lieliska nodiluma izturība un šļūdes īpašības . Oglekļa šķiedra ir būtiska, lai samazinātu šļūdi, palielinātu cietību, palielinātu elastību un saspiešanas moduli . Politetrafluoroetilēns, kas sajaukts ar oglekļa šķiedrām. Koeficients . Oglekļa šķiedra ir inerta līdz spēcīgai sārmiem un hidrofluorskābei (stikla šķiedra var pieļaut šīs divas skābes) . Šīs detaļas ir ļoti piemērotas automobiļu detaļu ražošanai, piemēram
GF vienmēr ir iecienīts rūpniecisko berzes materiālu ražošanā tā augstās stiprības, augstās moduļa un salīdzinoši zemās cenas dēļ, un to plašāk izmanto nekā CF polimēru piepildīšanas un modifikācijas jomā .
Kālija titanātam Whisker (PTW) ir daudz labākas mehāniskās īpašības nekā parasti izmantotajām GF, CF utt. Īpašums, upurējot citu, modificējot GF un CF, un tai ir stabilas ķīmiskas īpašības, laba siltuma izolācija un nodiluma pretestība . Lai gan PTW pildījuma un modifikācijas efekts ir labāks nekā GF un CF, PTW un matricas materiāla savietojamība ir vēl vairāk jāuzlabo .}}}}}}}}}}}}}}}}}} savietojamība}, kas īpašs,
PTFE, kas piepildīts ar bronzu, šim savienojumam ir lieliska siltumvadītspēja un elektriskā vadītspēja, padarot to ļoti piemērotu lietojumprogrammām ar ārkārtējām slodzēm un temperatūru .
IV . PTFE kopsavilkums
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 būtībā ir apguvis modificētās ptfe . veidošanas un apstrādes metodes, tomēr, salīdzinot ar ārvalstīm, joprojām pastāv liela nepilnība tehnoloģijā un produktu kvalitātē {.. Tāpēc modificētas pTFE pētījums, apstrāde un pielietošana ir jāizpēta.