Le polytétrafluoroéthylène (téflon ou PTFE) présente une excellente stabilité chimique, une résistance à la corrosion, une étanchéité, une lubrification et une non-adhérence élevées, une isolation électrique et une bonne endurance anti-vieillissement. Principalement utilisé dans les tuyaux, conteneurs, pompes, vannes, radars, équipements de communication haute fréquence, équipements radio, etc. résistants à la corrosion avec des exigences de performance élevées.
Propriétés matérielles
Densité 2,2 g/cm3
Module d'Young 0,5 Gpa
Limite d'élasticité 23 MPa
Point de fusion ~327 degrés
Le polytétrafluoroéthylène [PTFE, F4] est aujourd'hui l'un des matériaux résistants à la corrosion dans le monde, c'est pourquoi il est connu comme le « roi des plastiques ». Il peut être utilisé pendant longtemps dans tout type de milieu chimique et sa production a résolu de nombreux problèmes dans les domaines de l'industrie chimique, pétrolière, pharmaceutique et autres de mon pays. Joints, joints et joints en PTFE. Les joints, joints et joints en PTFE sont moulés à partir de résine PTFE polymérisée en suspension. Comparé à d'autres plastiques, le PTFE présente une excellente résistance à la corrosion chimique et à la température. Il a été largement utilisé comme matériau d’étanchéité et matériau de remplissage. Le PTFE est un polymère de tétrafluoroéthylène. L'abréviation anglaise est PTFE. Le nom commercial est « Téflon ». Connu comme le « roi des plastiques ». La structure de base du polytétrafluoroéthylène est la suivante. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 -CF2 -. Le polytétrafluoroéthylène est largement utilisé dans diverses applications nécessitant une résistance aux acides, aux alcalis et aux solvants organiques. Il n'est pas toxique pour l'homme, mais le perfluorooctanoate (PFOA), l'une des matières premières utilisées dans le processus de production, est considéré comme potentiellement cancérigène.
Le polytétrafluoroéthylène (téflon ou PTFE), communément appelé « roi des plastiques », porte des noms commerciaux chinois tels que « Téflon », « Téflon », « Téflon », « Téflon », etc. Il s'agit d'un composé polymère composé de tétrafluoroéthylène et a une excellente stabilité chimique, une résistance à la corrosion, une étanchéité, une lubrification élevée et une non-adhérence, une isolation électrique et une bonne endurance anti-vieillissement. Il peut fonctionner longtemps à des températures allant de +250 degrés à -180 degrés. À l’exception du sodium métallique fondu et du fluor liquide, il résiste à tous les autres produits chimiques et ne change pas lorsqu’il est bouilli dans l’eau régale.
Utilisé comme plastique technique, il peut être transformé en tubes, tiges, bandes, plaques, films, etc. PTFE. Il est généralement utilisé dans les tuyaux, conteneurs, pompes, vannes, radars, équipements de communication haute fréquence, équipements radio, etc. etc. qui nécessitent des performances élevées. La dispersion peut être utilisée comme liquide d'imprégnation isolant pour divers matériaux et comme revêtement anticorrosion sur les surfaces du métal, du verre et de la céramique. Divers anneaux en PTFE, joints en PTFE, garnitures en PTFE, etc. sont largement utilisés dans divers types de joints de bride de pipeline anticorrosion. De plus, il peut également être utilisé pour filer des fibres de polytétrafluoroéthylène - fluoronon (le nom commercial étranger est Téflon).
À l'heure actuelle, divers types de produits en PTFE ont joué un rôle décisif dans les domaines économiques nationaux tels que l'industrie chimique, les machines, l'électronique, les appareils électriques, l'industrie militaire, l'aérospatiale, la protection de l'environnement et les ponts.
Conditions d'utilisation du polytétrafluoroéthylène (PTFE) industrie chimique, pétrochimique, raffinage du pétrole, chlore-alcali, production d'acide, engrais phosphatés, produits pharmaceutiques, pesticides, fibres chimiques, teinture, cokéfaction, gaz, synthèse organique, fusion de non-ferreux, acier, énergie atomique et production de produits de haute pureté (comme l'électrolyse à membrane ionique), transport et exploitation de matériaux visqueux, aliments, boissons et autres départements de transformation et de production avec des exigences d'hygiène très strictes.
Moyen Acide fluorhydrique, acide phosphorique, acide sulfurique, acide nitrique, acide chlorhydrique, divers acides organiques, solvants organiques, oxydants forts et autres milieux chimiques hautement corrosifs.
Température -20~250 degrés, permettant un refroidissement et un chauffage soudains, ou un fonctionnement alterné entre chaud et froid. -20-250 degré (-4-+482 degré F)
Pression -0.1-6.4Mpa (Vide total à 64kgf/cm2) -0.1-6.4Mpa (Vide total à 64kgf/cm2) Résistance à haute température - la température de fonctionnement atteint 250 degrés.
Résistance aux basses températures - bonne ténacité mécanique ; même si la température descend à -196 degrés, elle peut maintenir un allongement de 5 %. Résistance à la corrosion - inerte à la plupart des produits chimiques et solvants, résistant aux acides et alcalis forts, à l'eau et à divers solvants organiques. Résistant aux intempéries – A la durée de vie des plastiques. Lubrification élevée - possède le coefficient de frottement le plus bas parmi les matériaux solides.
Antiadhésif : c'est la plus petite tension superficielle dans un matériau solide et ne colle à rien.
Non toxique - implantation physiologiquement inerte et à long terme dans le corps sous forme de vaisseaux sanguins et d'organes artificiels sans effets indésirables.
Le poids moléculaire relatif du polytétrafluoroéthylène est relativement important, allant de centaines de milliers à plus de 10 millions, et généralement des millions (le degré de polymérisation est de l'ordre de 104, alors que le polyéthylène n'est que de 103). Généralement, la cristallinité est de 90 à 95 % et la température de fusion est de 327 à 342 degrés. Les unités CF2 de la molécule de polytétrafluoroéthylène sont disposées en forme de zigzag. Étant donné que le rayon de l'atome de fluor est légèrement plus grand que celui de l'hydrogène, les unités CF2 adjacentes ne peuvent pas être complètement orientées trans-cross, mais forment une chaîne torsadée en spirale, qui est presque recouverte par les atomes de fluor. à la surface de toute la chaîne polymère. Cette structure moléculaire explique les différentes propriétés du PTFE. Lorsque la température est inférieure à 19 degrés, une hélice 13/6 se forme ; à 19 degrés, un changement de phase se produit et les molécules se déroulent légèrement pour former une hélice 15/7.
Bien que le clivage des liaisons carbone-carbone et des liaisons carbone-fluor dans les perfluorocarbures nécessite une absorption d'énergie de 346,94 et 484,88 kJ/mol respectivement, la dépolymérisation du polytétrafluoroéthylène pour générer 1 mole de tétrafluoroéthylène ne nécessite que 171,38 kJ d'énergie. Par conséquent, lors du craquage à haute température, le polytétrafluoroéthylène est principalement dépolymérisé en tétrafluoroéthylène. Les taux de perte de poids (%) du polytétrafluoroéthylène à 260, 370 et 420 degrés sont respectivement de 1×10-4, 4×10-3 et 9×10-2 par heure. On peut voir que le PTFE peut être utilisé pendant longtemps à 260 degrés. Étant donné que des sous-produits hautement toxiques tels que le fluorophosgène et le perfluoroisobutylène sont également produits lors du craquage à haute température, une attention particulière doit être accordée à la protection de sécurité et à empêcher le polytétrafluoroéthylène d'entrer en contact avec des flammes nues.
Propriétés mécaniques Son coefficient de frottement est extrêmement faible, seulement 1/5 de celui du polyéthylène, ce qui est une caractéristique importante de la surface en perfluorocarbone. Et comme la force intermoléculaire entre le fluor et les chaînes carbonées est extrêmement faible, le polytétrafluoroéthylène n’est pas collant.
Il ne fond pas à une température de 250 degrés et ne devient pas cassant à une température ultra-basse de -260 degrés. Le PTFE est extrêmement lisse, même la glace ne peut pas lui être comparée ; ses propriétés isolantes sont particulièrement bonnes, un film aussi épais qu'un journal suffit à supporter une haute tension de 1500V.
Le PTFE conserve d'excellentes propriétés mécaniques dans une large plage de températures allant de -196 à 260 degrés. L'une des caractéristiques des polymères perfluorocarbonés est qu'ils ne sont pas cassants à basse température.
Résistance chimique et résistance aux intempéries À l'exception des métaux alcalins fondus, le PTFE n'est pratiquement corrodé par aucun agent chimique. Par exemple, lorsqu’il est bouilli dans de l’acide sulfurique concentré, de l’acide nitrique, de l’acide chlorhydrique ou même de l’eau régale, son poids et ses performances restent inchangés. Il est également presque insoluble dans tous les solvants et n'est que légèrement soluble dans tous les alcanes au-dessus de 300 degrés (environ 0,1 g/100 g). Le PTFE n’absorbe pas l’humidité, est ininflammable et est extrêmement stable à l’oxygène et aux rayons ultraviolets, ce qui lui confère une excellente résistance aux intempéries. Propriétés électriques Le PTFE a une faible constante diélectrique et une faible perte diélectrique sur une large plage de fréquences, ainsi qu'une tension de claquage, une résistivité volumique et une résistance à l'arc élevées.
Résistance aux radiations : La résistance aux radiations du polytétrafluoroéthylène est faible (104 rad). Il se dégrade après avoir été exposé à un rayonnement à haute énergie et les propriétés électriques et mécaniques du polymère sont considérablement réduites.
Polymérisation Le polytétrafluoroéthylène est produit par polymérisation radicalaire du tétrafluoroéthylène. Les réactions industrielles de polymérisation sont réalisées sous agitation en présence d'une grande quantité d'eau pour disperser la chaleur de réaction et faciliter le contrôle de la température. La polymérisation est généralement réalisée entre 40 et 80 degrés et une pression de 3 à 26 kgf/cm2. Des persulfates inorganiques et des peroxydes organiques peuvent être utilisés comme initiateurs, ou un système initiateur redox peut être utilisé. Chaque mole de tétrafluoroéthylène libère une chaleur de 171,38 kJ lors de la polymérisation. La polymérisation par dispersion nécessite l'ajout de tensioactifs perfluorés, tels que l'acide perfluorooctanoïque ou ses sels.
Applications Le PTFE peut être formé par compression ou extrusion ; il peut également être transformé en dispersions aqueuses pour l'enduction, l'imprégnation ou la fabrication de fibres. Le PTFE est largement utilisé comme matériaux résistants aux hautes et basses températures, à la corrosion, matériaux d'isolation, revêtements antiadhésifs, etc. dans l'énergie atomique, l'aérospatiale, l'électronique, l'électricité, l'industrie chimique, les machines, les instruments, les compteurs, la construction, le textile, l'alimentation et d'autres industries.
Résistance au vieillissement atmosphérique : résistance aux radiations et faible perméabilité : la surface et les performances restent inchangées après une exposition prolongée à l'atmosphère. Ininflammabilité : l’indice limite d’oxygène est inférieur à 90.
Résistance aux acides et aux alcalis : insoluble dans les acides forts, les alcalis forts et les solvants organiques. Résistance à l’oxydation : Résistant à la corrosion par des oxydants puissants. Acidité et alcalinité : neutre.
Le PTFE est mécaniquement mou. A une très faible énergie de surface.
Le polytétrafluoroéthylène (F4, PTFE) possède une série d'excellentes propriétés de performance : résistance à haute température - température d'utilisation à long terme de 200~260 degrés, résistance à basse température - toujours souple à -100 degrés ; résistance à la corrosion - résistant à l'eau régale et à tous les solvants organiques ; Résistance aux intempéries – la plus longue durée de vie des plastiques ; lubrification élevée - possède le plus petit coefficient de frottement des plastiques (0,04); antiadhésif - a la plus petite tension superficielle dans les matériaux solides sans adhérer à rien ; non toxique - a une inertie physiologique; Excellentes propriétés électriques, c'est un matériau isolant idéal de classe C.
Objectif : le matériau PTFE est largement utilisé dans des secteurs importants tels que l’industrie de la défense nationale, l’énergie atomique, le pétrole, la radio, les machines électriques, l’industrie chimique, etc. Produits : tiges, tuyaux, plaques, plaques tournées en PTFE. Le PTFE est un polymère de tétrafluoroéthylène. L'abréviation anglaise est PTFE. La formule développée est . Il a été découvert à la fin des années 1930 et mis en production industrielle dans les années 1940.
Propriétés : Le poids moléculaire relatif du polytétrafluoroéthylène est relativement important, allant de centaines de milliers à plus de 10 millions, et généralement des millions (le degré de polymérisation est de l'ordre de 104, alors que le polyéthylène n'est que de 103). Généralement, la cristallinité est de 90 à 95 % et la température de fusion est de 327 à 342 degrés. Les unités CF2 de la molécule de polytétrafluoroéthylène sont disposées en forme de zigzag. Étant donné que le rayon de l'atome de fluor est légèrement plus grand que celui de l'hydrogène, les unités CF2 adjacentes ne peuvent pas être complètement orientées trans-cross, mais forment une chaîne torsadée en spirale, qui est presque recouverte par les atomes de fluor. à la surface de toute la chaîne polymère. Cette structure moléculaire explique les différentes propriétés du PTFE. Lorsque la température est inférieure à 19 degrés, une hélice 13/6 se forme ; à 19 degrés, un changement de phase se produit et les molécules se déroulent légèrement pour former une hélice 15/7.
Bien que le clivage des liaisons carbone-carbone et des liaisons carbone-fluor dans les perfluorocarbures nécessite une absorption d'énergie de 346,94 et 484,88 kJ/mol respectivement, la dépolymérisation du polytétrafluoroéthylène pour générer 1 mole de tétrafluoroéthylène ne nécessite que 171,38 kJ d'énergie. Par conséquent, lors du craquage à haute température, le polytétrafluoroéthylène est principalement dépolymérisé en tétrafluoroéthylène. Les taux de perte de poids (%) du polytétrafluoroéthylène à 260, 370 et 420 degrés sont respectivement de 1×10-4, 4×10-3 et 9×10-2 par heure. On peut voir que le PTFE peut être utilisé pendant longtemps à 260 degrés. Étant donné que des sous-produits hautement toxiques tels que le fluorophosgène et le perfluoroisobutylène sont également produits lors du craquage à haute température, une attention particulière doit être accordée à la protection de sécurité et à empêcher le polytétrafluoroéthylène d'entrer en contact avec des flammes nues. Propriétés mécaniques Son coefficient de frottement est extrêmement faible, seulement 1/5 de celui du polyéthylène, ce qui est une caractéristique importante de la surface en perfluorocarbone. Et comme la force intermoléculaire entre le fluor et les chaînes carbonées est extrêmement faible, le polytétrafluoroéthylène n’est pas collant.
Le PTFE conserve d'excellentes propriétés mécaniques dans une large plage de températures allant de -196 à 260 degrés. L'une des caractéristiques des polymères perfluorocarbonés est qu'ils ne sont pas cassants à basse température.
Résistance chimique et résistance aux intempéries À l'exception des métaux alcalins fondus, le PTFE n'est pratiquement corrodé par aucun agent chimique. Par exemple, lorsqu’il est bouilli dans de l’acide sulfurique concentré, de l’acide nitrique, de l’acide chlorhydrique ou même de l’eau régale, son poids et ses performances restent inchangés. Il est également presque insoluble dans tous les solvants et n'est que légèrement soluble dans tous les alcanes au-dessus de 300 degrés (environ 0,1 g/100 g). Le PTFE n’absorbe pas l’humidité, est ininflammable et est extrêmement stable à l’oxygène et aux rayons ultraviolets, ce qui lui confère une excellente résistance aux intempéries. Propriétés électriques Le PTFE a une faible constante diélectrique et une faible perte diélectrique sur une large plage de fréquences, ainsi qu'une tension de claquage, une résistivité volumique et une résistance à l'arc élevées.
Résistance aux radiations : La résistance aux radiations du polytétrafluoroéthylène est faible (104 rad). Il se dégrade après avoir été exposé à un rayonnement à haute énergie et les propriétés électriques et mécaniques du polymère sont considérablement réduites.
Polymérisation Le polytétrafluoroéthylène est produit par polymérisation radicalaire du tétrafluoroéthylène. Les réactions industrielles de polymérisation sont réalisées sous agitation en présence d'une grande quantité d'eau pour disperser la chaleur de réaction et faciliter le contrôle de la température. La polymérisation est généralement réalisée entre 40 et 80 degrés et une pression de 3 à 26 kgf/cm2. Des persulfates inorganiques et des peroxydes organiques peuvent être utilisés comme initiateurs, ou un système initiateur redox peut être utilisé. Chaque mole de tétrafluoroéthylène libère une chaleur de 171,38 kJ lors de la polymérisation. La polymérisation par dispersion nécessite l'ajout de tensioactifs perfluorés, tels que l'acide perfluorooctanoïque ou ses sels. Coefficient de dilatation (25~250 degrés) 10~12×10-5/degré.