Características do material PTFE. Materiais de polímero para produção de tubos

de outros tipos de POM-S, POM-G

PTFE TFM

O PTFE TFM é o chamado Teflon de segunda geração, obtido por modificação com uma pequena adição de PPVE, que afeta a formação da fase cristalina do polímero. Cadeias moleculares significativamente mais curtas do que o PTFE padrão e uma estrutura cristalina modificada tornaram possível combinar certas propriedades termoplásticas desta modificação com as boas propriedades mecânicas gerais da forma principal de PTFE. A modificação do PPVE leva à formação de cristalitos menores, distribuídos de maneira mais uniforme e densa, o que afeta uma estrutura polimérica mais uniforme, que se manifesta, em particular, por uma maior transparência do PTFE TFM em relação à forma básica. Isso melhora as propriedades dos termoplásticos, como condutividade, fluidez e porosidade reduzida do plástico.

PTFE TFM também apresenta:

melhores propriedades mecânicas, como tração / alongamento de ruptura, rigidez - especialmente em altas temperaturas
significativamente menos deformação sob carga e uma maior capacidade de retornar à sua forma original após o término da carga
menos fluência, especialmente na faixa de altas temperaturas e / ou cargas
maior transparência e superfície muito lisa
possibilidade de soldagem

Aplicações de PTFE TFM
O PTFE TFM é usado na construção de elementos de máquinas e equipamentos que requerem alta capacidade de sobrevivência dos elementos, por exemplo, em elementos que operam com interrupções curtas ou elementos de serviço por longos intervalos de tempo. É utilizado em dispositivos para os quais se espera alta confiabilidade e disponibilidade, bem como em elementos que requerem juntas soldadas.

PTFE + GF

PTFE + GF- é uma modificação que contém 15 ou 25% de aditivos de fibra de vidro

PTFE + GF diferente

maior resistência à compressão (menos flexibilidade à fluência)
maior estabilidade dimensional
maior resistência ao desgaste abrasivo (a adição de GF, entretanto, provoca um desgaste mais rápido do elemento interagindo no vapor).
melhor condutividade térmica
resistência química condicional em contato com alcanais, ácidos e solventes orgânicos
boas propriedades dielétricas

Aplicativos PTFE + GF
A modificação é utilizada na fabricação de conexões para a fabricação de válvulas cônicas, a superfície de suporte da válvula, na engenharia elétrica, são feitos isoladores elétricos a partir dela, em pares deslizantes é utilizada como elemento de apoio.

PTFE + C

PTFE + C - é uma modificação que contém a adição de 25% de carbono.

PTFE + C é diferente

dureza e resistência muito altas a cargas compressivas
boas propriedades de deslizamento e resistência à abrasão, também no caso de atrito seco
boa condutividade térmica
baixa resistência à ruptura elétrica e baixa resistência ativa de superfície
menor resistência química em contato com fluidos de trabalho com propriedades oxidantes

PTFE + CF

PTFE + CF- é uma modificação de carbono de 25%.

PTFE + CF é diferente

arrepio muito leve
boa resistência à abrasão, também em ambientes aquosos
resistência elétrica significativamente reduzida
muito boa resistência química
maior condutividade térmica e menor alongamento térmico (também em comparação com a versão com fibra de vidro)

Aplicativos PTFE + CF
A modificação é usada na produção de elementos de máquina dos quais a descarga eletrostática é necessária. No projeto de dispositivos químicos, é usado para fazer rolamentos deslizantes, corpos de válvula e sedes. Outras aplicações incluem guias de pistão secos e apertados, uma variedade de vedações, funcionamento a seco abrasivo de anéis deslizantes e o-rings. A modificação é usada principalmente para a produção de rolamentos lisos e outros elementos que operam com fricção.

PTFE + grafite

PTFE + grafite - é uma modificação contendo 15% de aditivo de grafite.

PTFE + grafite é diferente

boas propriedades de deslizamento e baixo coeficiente de atrito (menos do que no caso de PTFE + C)
melhor condutividade térmica e elétrica
menor resistência química em contato com oxidantes
desgaste abrasivo relativamente alto ao trabalhar em conjunto com elementos feitos de metal

Área de aplicação PTFE + grafite
A modificação é usada principalmente para a produção de filmes slip, permitindo a remoção de cargas eletrostáticas.

PTFE + bronze

PTFE + bronze - é uma modificação que contém a adição de 60% de bronze.

PTFE + bronze é diferente

boas propriedades de deslizamento e alta resistência à abrasão - praticamente o menor desgaste entre todas as modificações de PTFE
leve arrepio
boa condutividade térmica, permitindo que você abaixe a temperatura dos elementos de interação e, assim, aumente sua capacidade de sobrevivência
resistência química limitada em contato com ácidos e água

Área de aplicação PTFE + bronze:
A modificação é utilizada em projetos de máquinas para fabricação de rolamentos e guias de deslizamento submetidos a altas cargas mecânicas e anéis-guia em cilindros hidráulicos.

Os especialistas do Grupo de Plásticos fornecem informações detalhadas sobre modificações fora do padrão.

ARMAZENAR
O melhor de tudo em caixas ou em paletes, prestando atenção ao nivelamento da superfície de armazenamento - superfícies irregulares podem causar deformação irreversível (curvatura) dos semi-produtos armazenados.
Ao armazenar (por exemplo, placas) em pilhas, deve-se prestar atenção à tendência de fluxo do PTFE - o armazenamento deve ser evitado um grande número lajes em uma pilha ( peso pesado) e outras ameaças possíveis que podem causar a deformação de semi-produtos.

Os fluoroplásticos são uma classe de polímeros e copolímeros à base de flúor. A descoberta do material aconteceu por acaso em 1938, quando o americano Roy J. Plunkett estudava as propriedades do novo refrigerante clorofluorocarbono. Um dia, ele descobriu um pó branco desconhecido nas paredes de botijões com gás bombeado sob alta pressão. Raciocinando que se trata de um produto de polimerização, ele decidiu investigar as propriedades da nova substância. Essas propriedades revelaram-se tão extraordinárias que em 1941 a DuPont patenteou-o com o nome de "Teflon" e começou a procurar aplicações práticas para ele.

Em 1947, iniciou-se a produção de um análogo doméstico - o fluoroplástico.

Propriedades

- Material branco, escorregadio e macio ao toque, parece parafina ou polietileno. Refratário, não inflamável, resistente ao calor e ao gelo, mantém a elasticidade na faixa de temperatura de -70 a +270 ° C. Também é produzido um fluoroplástico transparente, porém menos resistente ao calor, geralmente resiste ao aquecimento de até 120 ° C.
- Possui alta resistência elétrica, excelente material dielétrico e isolante.
- Difere na revolucionária baixa adesão (adesão) - tanto que foi necessário desenvolver tecnologias especiais para garantir a adesão confiável do revestimento de Teflon a outras superfícies.
- Coeficiente de fricção e deslizamento extremamente baixo, o que o torna um lubrificante popular.
- Não tem medo de luz e não transmite radiação ultravioleta, não incha na água, não é umedecido por líquidos, inclusive óleos.
- Os fluoroplásticos são bem processados, são fundidos, laminados, furados, polidos, prensados por pressão.
- Inerte em relação aos tecidos humanos, portanto é adequado para a fabricação de implantes, por exemplo, válvulas cardíacas, próteses, vasos artificiais.

Os fluoroplásticos são resistentes aos ácidos e álcalis mais concentrados, não reagem com acetona, álcool, éter, não sucumbem aos efeitos destrutivos de enzimas, mofo e fungos. Em termos de resistência química, superam todos os polímeros conhecidos e até metais como ouro e platina. Eles são destruídos apenas pelo flúor, trifluoreto de flúor e fundidos de metais alcalinos.

Em temperaturas acima de 270 ° C, começam a se decompor, liberando, entre outras substâncias, um gás muito tóxico, o perfluoroisobutileno. Os pratos revestidos com Teflon e Teflon são seguros se não forem superaquecidos ou queimados. As partículas do revestimento que são ingeridas não são digeridas e são excretadas inalteradas pelos intestinos.

A desvantagem do fluoroplástico é a sua fluidez, devido à qual não pode ser usado em sua forma pura sob carga e para grandes formas estruturais.

Aplicativo

Os fluoroplásticos são amplamente utilizados em vários campos. São produzidos na forma de pó, solução aquosa (mistura de pó fluoroplástico com água), película delgada, blanks prensados, que são transformados em partes de aparelhos e máquinas por processamento mecânico.

O fluoroplástico é utilizado nas áreas militar, aviação, tecnologia espacial, engenharia elétrica e rádio eletrônica, na engenharia mecânica. Na engenharia elétrica e na radioeletrônica, os materiais isolantes são feitos a partir deles, em máquinas e máquinas-ferramentas - rolamentos, gaxetas, arruelas e outras unidades de fricção, bem como peças de design complexo. Fluoroplástico de dispersão fina é adicionado aos lubrificantes. Muitas peças e superfícies são revestidas com uma fina camada de um agente de proteção contra corrosão.

Na indústria química, é utilizado para a produção de contêineres, revestimentos para dutos, mangueiras e peças resistentes a ambientes agressivos, altas e baixas temperaturas e alta pressão.

Os fluoroplásticos são utilizados na indústria têxtil para a produção de tecidos com propriedades repelentes de sujeira e água, resistentes ao calor, resistentes ao desgaste e inodoros.

Na medicina, próteses e implantes são feitos desse polímero.

É utilizado em correias transportadoras para a produção de espuma na indústria de construção.

Na indústria de alimentos, assadeiras, formas, fornos, máquinas de waffles, churrasqueiras, cafeteiras e pratos revestidos de teflon são muito populares.

O teflon pode ser encontrado no dia a dia em pratos com revestimento antiaderente e antiaderente, em lâminas de barbear (para aumentar sua vida útil), em pratos de ferro e tábua de passar, em máquinas de pão, cafeteiras e aparelhos de aquecimento.

É usado em entomologia para manter insetos que não voam - eles não conseguem escalar as paredes lisas de PTFE da casa, ou seja, não conseguem escapar.

Através da loja online "PrimeChemicalsGroup" você pode solicitar utensílios químicos fluoroplásticos, funis e recipientes para reatores feitos de fluoroplástico de alta qualidade.

O nome comum "fluoroplástico" para a linha de polímeros fluorados surgiu em meados do século passado na URSS. O termo ainda é usado na indústria russa com índices numerados de Ftoroplast-2 a Ftoroplast-4, mas não é uma marca registrada ou patenteada.

Principais propriedades e aplicações industriais

Não só o nome técnico dos polímeros "Fluoroplasto" é semelhante, mas também as propriedades e características básicas de todos os seus tipos:

infusibilidade;
inércia;
constante dielétrica do fluoroplástico.

Em diferentes marcas de fluoroplásticos, essas características são quantitativamente diferentes, o que leva a diferentes possibilidades de utilização do material.

Três marcas principais de fluoroplástico:

A fabricação de peças de fluoroplástico é realizada de uma das quatro maneiras:

prensagem a frio com posterior cozimento de produtos fluoroplásticos e usinagem de acabamento;
extrusão;
pulverização;
refluxo.

O uso de "dois" na indústria decorre de vários parâmetros pelos quais este tipo de fluoroplástico é superior aos outros:

alta dureza, resistência e rigidez (em temperaturas de até 120 ° C);
resistência à água, solventes, radiação de qualquer tipo;
inércia biológica - não reage com alimentos e materiais orgânicos vivos;
praticamente não inflamável;
material quimicamente puro (não há impurezas que apareçam durante a produção de fluoropolímeros).

Para fluoroplástico-2, a temperatura de operação é de até = 150 ° C; o ponto de fusão do fluoroplástico-2 = 170 ° C.

É considerado um material universal, utilizado em todas as áreas de atividade, sujeito a aquecimento limitado.

Processo de fabricação de PVDF

Como resultado de pesquisas de laboratório, vários processos tecnológicos para obter fluoroplástico-2. De acordo com os critérios de lucratividade e de saída do produto acabado, a indústria utiliza três cadeias, que se diferenciam nos iniciadores e equilibram "custo / qualidade"

Propriedades das fases cristalinas de PVDF

O fluoroplasto-2 possui quatro tipos de fase cristalina, capazes de passar de uma para outra sob influências externas:

fase α. Formado a partir de uma fusão sem o uso de pressão ou de outras variedades durante o recozimento.
fase β. Formado a partir de uma fusão sob uma pressão de 350 MPa. É de particular interesse, uma vez que nesta fase o material exibe efeitos piezo e piro.
fase γ. Formado a partir de uma fusão superaquecida. Instável. Sob ação mecânica (deformação da amostra), passa para a fase β.
fase δ. Formado a partir da fase α quando exposto a um campo elétrico. Recozimento da amostra na fase δ, enquanto observa certas condições, você pode obter qualquer uma das outras três variedades.

Fabricantes e aplicação

Atualmente, o fluoroplástico-2 não é produzido na Rússia. Principais fornecedores estrangeiros: Agru (Áustria), FIP Spa (Itália), Georg Fischer (Suíça), Simona (Alemanha), Glynwed Pipe SYSTEMS LTD.

Tubos e conjuntos de dutos (torneiras, conexões) para bombeamento de meios agressivos ou para a produção de materiais de alta pureza - isso é feito de fluoroplástico-2.

A folha F-2 é usada para revestir tanques e paredes de instalações.

Eles importam para a Rússia produtos acabados feitos de fluoroplástico-2, bem como hastes ou folhas.

Sanções ocidentais em vigor em Ultimamente oportunidades de compra reduzidas.

Fluoroplasto-3 (F-3, F-3B, PCTFE)

Possui dupla característica - em temperaturas de até 50 ° C é uma massa amorfa, quando aquecida, cristaliza e se transforma em um cristal polimérico com propriedades físicas e químicas que diferem da fase amorfa, dependendo da percentagem substância cristalina e amorfa. Após aquecimento adicional a 200 ° C, o cristal funde, a 300 ° C, o fundido é carbonizado e decomposto.

A faixa de temperatura de trabalho é de -200 a +125 ° C. O material é inerte a todos os solventes e ambientes químicos, mas é instável à radiação e tem propriedades de isolamento elétrico relativamente baixas.

As características listadas determinaram o uso de fluoroplástico-3 em unidades que operam em um ambiente agressivo, mas com baixa atividade física.

Filmes feitos de politrifluorocloretileno são usados para proteger as superfícies dos mecanismos de trabalho do contato com produtos processados na indústria alimentícia, farmacêutica e médica. As propriedades deslizantes permitem que essas unidades sejam usadas sem lubrificação adicional.

Processo de criação de PCTFE

Método de radiação. Tecnologicamente complexo, requer conformidade regime de temperatura... Dignidade - realizada à temperatura ambiente.

Método de suspensão. Produto simples, de baixo custo, mas de qualidade média.

Método de emulsão. Mais caro do que a suspensão, mas a qualidade do polímero é superior.

Na literatura popular, a tecnologia para a produção industrial de PCTFE é mal descrita.

Propriedades de PCTFE

O polímero é utilizado principalmente na fase cristalina que passou pelo processo de endurecimento.

O polímero endurecido é transparente, pode ser usado como janelas de visualização para tanques com meios agressivos. Quando aquecido a 200 ° C, o fluoroplástico-3 extinto perde a têmpera, cristaliza e se torna turvo. A desvantagem é que a baixa condutividade térmica do fluoroplástico torna possível revenir peças com espessura não superior a 3-4 mm.

Vantagem - a absorção de vapor d'água e difusão de quaisquer outros gases através do PCTFE é zero.

O tipo F-3B difere do F-3 em melhor transparência nas faixas de luz e infravermelho.

Produção de PCTFE

Na Rússia, o fluoroplástico-3 é produzido por fábricas nacionais de acordo com GOST-13744 de 1987. Disponível no mercado na forma de pós:

grau "A" - para composições;
marca “B” - universal;
grau "B" - para extrusão de produtos de composições.

Com base na marca “B”, as suspensões são produzidas à base de álcool (tipo “C”), que são instabilizadas (tipo “SK”) e estabilizadas (tipo “SV”).

Fluoroplástico-4 (PTFE)

O fluoroplástico-4, ou material PTFE, é o produto mais versátil da linha. A importância do material para a indústria e o uso generalizado do polímero levaram à adoção em 1980 de um GOST 10007-80 "Fluoroplast-4 separado. Especificações (com alterações N 1, 2) ".

Funciona em uma ampla faixa de temperatura, mantendo suas propriedades. Não é umedecido com água, solventes ou gorduras. Possui baixos coeficientes de atrito e adesão (adesão). A resistência química do politetrafluoroetileno é superior à do ouro.

Este tipo de fluoroplástico pode suportar temperaturas de -200 a +270 ° C. O ponto de fusão do fluoroplástico-4 é 320 ° C.

A limitação de uso é a maciez relativa do polímero, por isso é usado em nós com esforço físico mínimo.

A resistência a altas temperaturas do fluoroplástico-4 é usada em dutos de alta temperatura, é usado para isolamento de fios de alta tensão, tecidos técnicos e filtros para diversos fins. As juntas F-4 com enchimentos são instaladas em rolamentos projetados para trabalhar em ambientes agressivos ou sem a possibilidade de lubrificação.

No dia a dia, é conhecido pelos encanadores e trabalhadores do gás como FUM-tape, e as donas de casa usam panelas com revestimento antiaderente de fluoroplástico-4, no caso denominado "Teflon".

Teflon

Este é o nome patenteado do fluoroplástico-4 e as propriedades do Teflon são as mesmas do polímero F-4. A alta dureza do material e sua inércia levaram ao uso de matérias-primas em utensílios de cozinha.

A distribuição em massa na vida cotidiana torna o Teflon altamente higiênico. Estudos em animais para descobrir porque o Teflon é prejudicial, identificaram um componente agressivo e provaram que o material é seguro durante o uso normal de produtos com revestimento antiaderente. Falar que o Teflon é prejudicial à saúde surgiu de uma violação dos termos de uso. De fato, quando a louça superaquece, por exemplo, se você deixar uma frigideira no fogo sem vigilância, o produto aquece a temperaturas perigosas, e o revestimento de Teflon se desfaz, liberando componentes tóxicos. Esses vapores são especialmente venenosos para as aves, que morrem quase instantaneamente.

O principal concorrente das panelas revestidas com teflon são as panelas de cerâmica. Para a maioria dos parâmetros comparados, a cerâmica é melhor do que o Teflon. Exceto por um, mas importante - seu preço é muito mais alto.

O processo de fabricação de PTFE

Na Rússia, na produção do fluoroplástico-4, é utilizada uma tecnologia de dois estágios. Na primeira etapa, os átomos de cloro são substituídos por átomos de flúor na substância de base, na segunda etapa é realizado o tratamento térmico e, na etapa final, o produto acabado é polimerizado.

Especificações PTFE

Os parâmetros de viscosidade do PTFE-4 excluem a estampagem a quente dos produtos. A parte futura é formada a frio e depois cozida.

O polímero "fluoroplasto-4" especificações comece com o epíteto "excepcional":

propriedades dielétricas excepcionais;
resistência excepcional ao arco volt;
tangente extremamente baixa do ângulo de perda dielétrica em ampla variedade frequências;
alta resistência química;
resistência absoluta às condições tropicais e névoa salina;
coeficiente de fricção extremamente baixo.

A densidade do PTFE fluoroplástico depende da porcentagem de cristalização e varia de 2,12 a 2,28 g / cm 3.

Outro fator externo que afeta a densidade do fluoroplástico é a temperatura. Com o seu aumento, a densidade diminui para um valor de 1,53 g / cm 3.

Para comparação, em condições normais, a densidade do caprolon = 1,14 g / cm 3.

As desvantagens do PTFE são baixa resistência, baixa transparência e degradabilidade por radiação.

Aplicação de PTFE

É usado sempre que as propriedades anticorrosão, inércia das unidades são necessárias, mas ao mesmo tempo não há grande carga mecânica. Na medicina, são fabricados equipamentos e elementos de próteses, incluindo vasos artificiais, implantes e recipientes para coleta de sangue.

Variedades de fluoroplástico-4

F-4A e F-4T em pó são usados para a fabricação de peças por prensagem.

F-4D na forma de um pó extrafino com propriedades aprimoradas de resistência química.

Na notação internacional, o F-4 é chamado de "Teflon". O uso de Teflon como um material de revestimento antiaderente para utensílios de cozinha é o uso mais famoso do Teflon-4 com esse nome.

Fluoroplásticos compostos

Estes são polímeros aos quais um enchimento foi adicionado durante a fabricação.

Vários enchimentos são usados, dependendo de quais propriedades do polímero de base precisam ser aprimoradas. As condições técnicas prevêem a utilização de carvão (coque), fibra de carbono, molibdênio, cobalto em aditivos.

Imagem aditiva

O fluoroplástico com coque, ou fluoroplástico preto, possui uma resistência ao desgaste única, 600 vezes maior que a do polímero base F-4. O material composto de fluoroplástico preenchido com grafite (preto) é usado em unidades com condições críticas de atrito e difícil acesso para manutenção.

Problemas de união de peças fluoroplásticas

As excelentes propriedades do fluoroplástico em termos de resistência a meios agressivos, baixa molhabilidade e difusão zero criam problemas quando é necessário colar as peças. Métodos têm sido propostos com pré-tratamento de superfície, enxágue, secagem e colagem com epóxi. Os testes mostraram a baixa resistência de tal linha de cola, a cola caiu da superfície sob carga.

Uma solução para colar PTFE com PTFE foi encontrada e patenteada na URSS em 1977.

O método consiste em processar a superfície preparada com ouro líquido e aquecer a peça a uma temperatura em que o ouro é restaurado e se difunde no polímero a uma profundidade de 1 mícron. A superfície dourada é colada com um composto em outra parte.

É permitido usar platina ou prata em vez de ouro, mas a platina reduz a resistência da costura e a prata não é suficientemente resistente aos efeitos de um ambiente agressivo.

O problema de como colar fluoroplástico ao metal, ou polímero ao fluoroplástico, não foi resolvido de forma satisfatória até agora. Tecnologias modernas eles oferecem adesivos especiais, por exemplo, FRAM-30, mas a superfície a ser colada deve ser pré-condicionada com sódio líquido e a qualidade da costura é baixa.

Agenda de entrega

Os fluoroplásticos destinados a processamento posterior são fornecidos na forma de barras, folhas, filmes, pós e suspensões. Os sites da maioria dos revendedores possuem calculadoras on-line integradas que calculam a massa do sortimento pedido, tomando como base a densidade específica do fluoroplástico. Aproximadamente, pode-se determinar o peso da folha de fluoroplástico na taxa de 2200 kg / 1 m 3, ou seja, uma folha de 1000 mm x 1000 mm x 10 mm pesará 22 kg. Para efeito de comparação, uma folha semelhante de caprolon pesará cerca de 15 kg.

O peso de uma haste de PTFE de 1000 mm de comprimento e 100 mm de diâmetro será de cerca de 18 kg.

Comparação de fluoroplástico e caprolon

Caprolon, ou poliamida-6, é semelhante em características ao fluoroplástico. A diferença entre caprolon e fluoroplastic nas propriedades mecânicas, mas é impossível responder inequivocamente qual é mais forte - fluoroplastic ou caprolon. Este último é ligeiramente mais duro, menos deformado e danificado sob cargas iguais. Mas, ao mesmo tempo, sua resistência ao desgaste durante a operação de longo prazo é menor do que a do fluoroplástico.

A fabricação de peças de caprolon requer uma precisão maior, mas tecnologicamente é mais fácil e barato fazer uma peça usando o método de fundição do que prensar e cozer em fluoroplástico.

Os pontos de fusão do caprolon e do fluoroplástico diferem quase duas vezes. O primeiro funde a 220 ° C, e o segundo é a temperatura de operação.

Se for necessária uma operação de longo prazo com baixas cargas mecânicas, é aconselhável instalar uma peça fluoroplástica; se as cargas mecânicas forem significativas, o caprolon é melhor do que o fluoroplástico. Ao comparar o que é melhor - fluoroplástico e caprolon, na fabricação de buchas, os parâmetros de fabricabilidade e resistência são levados em consideração.

As buchas de PTFE são feitas com uma tolerância, ligeiramente maior no tamanho externo e ligeiramente menor no tamanho interno, pressionando o eixo contra ela. Sob carga de choque no eixo, a luva perde sua forma e deve ser substituída.

As buchas Caprolon são rígidas, suportam perfeitamente a carga de choque, não perdem a forma, mas se desgastam rapidamente. A precisão de fabricação precisa e amortecimento adicional do conjunto são necessários.

Substituição de fluoroplástico

As características elevadas tornam difícil substituir o fluoroplástico por outros materiais. É possível tomar uma decisão sobre como substituir o fluoroplástico se houver limitações nos parâmetros operacionais da unidade. Por exemplo, baixas temperaturas de operação tornam possível substituir o fluoroplástico por caprolon sem perda de confiabilidade. O material importado TECAPET (polietileno tereftalato) apareceu recentemente no mercado, substituindo o caprolon. Ainda não é produzido na Rússia.

140.000-500.000 são obtidos por polimerização de tetrafluoroetileno na presença de iniciadores de peróxido.

Na URSS, foi produzido sob a marca comercial "Fluorlon"... DuPont Corporation é a proprietária da marca teflon.

Propriedades e aplicações do politetrafluoroetileno

Politetrafluoroetileno (PTFE-4)é um pó branco com densidade 2250-2270 kg / m 3 e densidade aparente 400-500 kg / m 3... Seu peso molecular é 140 000- 500 000 .

Fluoroplasto-4- polímero cristalino com 80-85% , ponto de fusão 327 ° C e a parte amorfa sobre - 120 ° C... Quando o politetrafluoroetileno é aquecido, o grau de cristalinidade diminui; quando 370 ° C ele se transforma em um polímero amorfo. No resfriamento, o politetrafluoroetileno é novamente transformado em um estado cristalino; ao mesmo tempo, ele encolhe e aumenta sua densidade. A maior taxa de cristalização é observada em 310 ° C.

Na temperatura de operação, o grau de cristalinidade do PTFE-4 é 50-70% , Resistência ao calor Vicat - 100-110 ° C Temperatura de trabalho - de 269 a 260 ° C.

Quando aquecido acima 415 ° C O PTFE se decompõe lentamente sem derreter para formar tetrafluoroetileno e outros produtos gasosos.

O politetrafluoroetileno tem propriedades dielétricas muito boas que não mudam dentro de -60 a 200 ° С, tem boas propriedades mecânicas e anti-fricção e um coeficiente de fricção muito baixo.

Abaixo estão os principais indicadores das propriedades físicas, mecânicas e elétricas do PTFE-4:

Quebra de estresse, MPa em tensão
amostra não endurecida	13,7-24,5
amostra endurecida	15,7-30,9
sob flexão estática	10,8-13,7
Módulo de flexão, MPa
a - 60 ° С	1290-2720
a 20 ° C	461-834
Força de impacto, kJ / m 2	98,1
Alongamento na ruptura, %	250-500
Alongamento permanente, %	250-350
Dureza Brinell, MPa	29,4-39,2
Resistência elétrica volumétrica específica, Ohm m	1015-1018
Tangente de perda dielétrica em 10 6 Hz	0,0002-0,00025
Constante dielétrica em 10 6 Hz	1,9-2,2

Resistência química do politetrafluoroetileno supera a resistência de todos os outros polímeros sintéticos de ligas especiais, metais preciosos, cerâmicas resistentes à corrosão e outros materiais.

O politetrafluoroetileno não se dissolve ou incha em nenhum dos solventes orgânicos e plastificantes conhecidos (ele incha apenas em querosene fluorado).

A água não afeta o polímero em nenhuma temperatura. Com umidade relativa de 65%, o PTFE dificilmente absorve água.

Até a temperatura de decomposição térmica, o politetrafluoroetileno não passa para um estado de fluxo viscoso, portanto, é processado em produtos por métodos tabletting e sinterização de peças(a 360-380 ° C).

Devido à combinação de várias propriedades químicas e físico-mecânicas da cadeia, o politetrafluoroetileno encontrou ampla aplicação em tecnologia.

Produção de politetrafluoroetileno

O politetrafluoroetileno é obtido na forma de um pó fibroso solto ou uma suspensão aquosa opaca branca ou amarelada, a partir da qual, se necessário, um pó de polímero finamente disperso com um tamanho de partícula de 0,1-0,3 μm.

Politetrafluoroetileno fibroso

A polimerização do tetrafluoroetileno é normalmente realizada em meio aquoso, sem a utilização de emulsionantes. O processo é realizado em autoclave de aço inoxidável, projetada para uma pressão de pelo menos 9,81 MPa equipado com um agitador de âncora, sistema de aquecimento e resfriamento.

A autoclave é pré-purgada com nitrogênio livre de oxigênio e, em seguida, água e um iniciador são carregados nela.

Abaixo está a taxa de carregamento do componente (em peças de massa):

Tetrafluoroetileno – 30
Água destilada – 100
Persulfato de amônio – 0,2
Bura -0,5

No final da polimerização, a autoclave é resfriada, o monômero que não reagiu é soprado com nitrogênio e o conteúdo da autoclave é enviado para uma centrífuga. Após a separação do polímero da fase líquida, ele é triturado e lavado várias vezes. água quente e seco a 120-150 ° C.

O esquema tecnológico do processo de produção do politetrafluoroetileno é mostrado na Figura 1.

Tetrafluoroetileno de tanque de medição evaporador 1 vai para reator de polimerização 3, previamente desoxigenado e preenchido até o volume necessário com água destilada desarejada de medidor 2... Antes de alimentar o monômero, o iniciador é dissolvido no reator - persulfato de amônio... O reator é resfriado com salmoura a uma temperatura - 2-4 ° C e sob pressão 1,47-1,96 MPa iniciar a polimerização. Se, após o carregamento do monômero, a polimerização não começar, então o ativador do processo é gradualmente introduzido no reator em pequenas porções - Ácido clorídrico a 1%... A introdução do ativador é interrompida após o início da elevação da temperatura no reator.

A polimerização é concluída quando a temperatura da mistura de reação é atingida 60-70 ° C e quando a pressão no reator é reduzida à atmosférica. Então, a massa de reação flui por gravidade para receptor de suspensão 5, onde o licor-mãe é removido, e a suspensão de politetrafluoroetileno com uma parte do licor-mãe é transferida para receptor de polpa 6... Então o sistema é ligado repulpator 7 - moinho coloidal 8, em que são realizadas múltiplas lavagens e trituração contínuas de partículas de polímero em suspensão. A proporção da fase sólida para a fase líquida no repulpador é 1: 5 ... O produto úmido entra secador pneumático 9(temperatura de secagem do polímero 120 ° C). O politetrafluoroetileno seco é disperso em frações com diferentes graus de dispersão e transferido para a embalagem.

Politetrafluoroetileno disperso obtido por polimerização de tetrafluoroetileno em meio aquoso na presença de emulsificantes- sais de ácidos perfluorocarboxílicos ou mono-hidroperfluorocarboxílicos. Usado como iniciador peróxido de ácido succínico... O processo é realizado em autoclave com agitador em 55- 70 ° C e pressão 0,34-2,45 MPa... Como resultado da polimerização, um polímero com partículas esféricas é formado. A dispersão aquosa resultante é concentrada ou o polímero é recuperado na forma de um pó. Ao receber uma suspensão aquosa contendo 50-60% polímero, é introduzido 9-12% para evitar a coagulação de partículas de polímero.

Politetrafluoroetileno disperso ( fluoroplasto-4D, ou fluorlon-4D)é produzido na forma de um pó fino (de 0,1 a 1 mícron), uma suspensão aquosa contendo 50-60% de polímero e uma suspensão contendo 58-65% de polímero (para fazer fibras).

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Descrição

O politetrafluoroetileno (PTFE, fluoroplástico 4) é um material com propriedades mecânicas suficientemente altas. Em baixas temperaturas, exibe alta resistência, tenacidade e propriedades autolubrificantes; em temperaturas negativas de até -80 ° C, o PTFE (PTFE, F4) permanece flexível. Sob a ação de uma carga externa, o politetrafluoretileno tem a capacidade de fluir a frio (pseudo- ou cold-flow). O politetrafluoroetileno (fluoroplástico 4), em comparação com outros polímeros, tem o menor coeficiente de atrito no aço (cerca de 0,04)

Quando aquecido acima de mais 327 ° C, os cristalitos derretem, mas o polímero não entra em um estado de fluxo viscoso até a temperatura do início da decomposição (mais 415 ° C).

Os produtos feitos de PTFE (PTFE, F4) podem ser usados em temperaturas de menos 269 a mais 260 ° С e por um curto período de tempo em temperaturas de até mais 300 ° С. Devido às suas excelentes propriedades dielétricas em uma ampla faixa de frequência e temperatura, o PTFE (PTFE, F4) é um dielétrico exclusivo. A resistência de isolamento feita a partir dele é muito alta - excede 1016 OhmxSm.

Graças ao seu propriedades quimicas, O polímero PTFE tem uma resistência muito alta ao ambiente quimicamente agressivo e uma lista de outras propriedades não menos distintas que eliminam favoravelmente este material no contexto de outras pessoas. O Teflon fluoroplástico é muito resistente a quase todos os ácidos e álcalis. Em particular, este material pode suportar os efeitos de solventes orgânicos e inorgânicos, produtos de petróleo em amplas faixas de temperatura, de menos 269 graus a mais 260 graus. As únicas exceções são metais alcalinos fundidos, flúor elementar e trifluoreto de cloro. As características insuperáveis de resistência química do PTFE permitem que ele seja usado na indústria química pesada para a fabricação de peças necessárias em equipamentos químicos, vários recipientes, diafragmas, dutos, vedações, gaxetas e bombas.

Vários empanques, vedações de rosca, juntas de flange, peças de vedações mecânicas, impregnações são produzidos a partir de PTFE. de vários tipos para melhorar o desempenho do revestimento. O politetrafluoroetileno pode ser usado na engenharia elétrica e de rádio como material para isolar fios e cabos. A folha de Teflon tem um coeficiente de fricção muito baixo, é quase impossível molhá-la com água ou qualquer outro líquido orgânico, o que está perfeitamente combinado com um amplo desempenho de temperatura. O baixo coeficiente de atrito específico torna o PTFE indispensável na engenharia mecânica como um material de vedação com altas propriedades antifricção.