Apa itu PTFE (Polytetrafluoroethylene)

Apa itu PTFE (Polytetrafluoroethylene)?

PTFE Polytetrafluoroethylene adalah fluoropolimer multifungsi berkinerja tinggi yang terdiri dari atom karbon dan atom fluor. Fluoropolimer adalah sekelompok plastik dengan berbagai sifat dan manfaat. PTFE adalah salah satu fluoropolymer yang penemuannya selamanya merevolusi kelompok fluoropolymer dan membuka jalan bagi berbagai aplikasi.

Salah satu aplikasi umum dari bahan PTFE termasuk pelapis non-stick untuk peralatan masak dapur. Karena non-reaktivitasnya, sebagian karena kekuatan ikatan karbon-fluorin, sering digunakan untuk membuat pipa dan wadah untuk bahan kimia reaktif dan korosif.

Bagaimana PTFE dibuat?

PTFE diproduksi seperti polimer lainnya. Ini diproduksi dengan teknologi polimerisasi radikal bebas menggunakan polimerisasi penambahan TFE dalam proses batch dalam media berair.

Struktur kimia PTFE sama dengan polietilen; Satu -satunya perbedaan utama adalah bahwa atom hidrogen sepenuhnya digantikan oleh fluor. Namun, PE dan PTFE disiapkan dengan cara yang sangat berbeda.

Ukuran besar atom fluor membentuk selubung yang seragam dan kontinu di sekitar ikatan karbon-karbon, memberikan molekul dengan ketahanan kimia yang baik, inertness listrik, dan stabilitas.

Karakteristik dan kinerja PTFE

PTFE hadir dalam tiga bentuk granula utama, dispersi berbasis air, dan bubuk halus.

Bahan PTFE granular diproduksi oleh polimerisasi suspensi dalam media berair menggunakan sedikit atau tidak ada dispersan. Bahan PTFE granular terutama digunakan dalam kompresi, metode penekanan isostatik dan plunger.

Dispersi PTFE berbasis air menggunakan polimerisasi berbasis air yang sama dengan lebih dispersan dan agitasi. Dispersi berbasis air terutama digunakan dalam pelapis dan metode casting film.

PTFE bubuk halus adalah partikel putih kecil yang diproduksi oleh polimerisasi emulsi terkontrol. Bubuk PTFE halus dapat diproses menjadi serpihan melalui ekstrusi pasta atau aditif untuk meningkatkan ketahanan aus.

Sifat penting lainnya dari PTFE termasuk resistensi suhu tinggi dan rendah yang sangat baik, sifat isolasi listrik, inertness kimia, koefisien gesekan rendah (statis 0,08 dan dinamis 0,01), dan sifat non-stick pada kisaran suhu yang luas (-260 hingga 260 ° C) .

PTFE adalah salah satu bahan yang paling dapat diandalkan dalam hal ketahanan kimia. Ini hanya diserang oleh logam alkali cair, halida organik seperti klorin trifluorida (CLF3) dan oksigen difluorida (OF2), dan gas fluor pada suhu tinggi.

Sifat mekanik PTFE juga mengesankan, tetapi tidak sebagus plastik teknik lainnya pada suhu kamar. Menambahkan pengisi telah terbukti menjadi metode yang sukses untuk mengatasi hambatan ini. Dalam kisaran suhu normal, PTFE menunjukkan beberapa sifat mekanik yang berguna. Sifat -sifat ini juga terhambat oleh variabel pemrosesan seperti suhu sintering, tekanan preform, laju pendinginan, dll. Sifat polimer seperti ukuran partikel massa molar dan distribusi ukuran partikel dapat berdampak negatif terhadap sifat mekanik.

PTFE memiliki sifat isolasi listrik yang luar biasa, konstanta dielektrik rendah dan isolasi bertahan tegangan. Konstanta dielektrik yang sangat rendah (2.0) adalah hasil dari struktur simetris kompleks makromolekul.

Bahan PTFE juga menunjukkan sifat termal yang baik, tanpa degradasi yang signifikan di bawah 440 ° C.

Ini juga diserang oleh degradasi dan radiasi di udara, mulai dari dosis 0,02 MRAD.

Kerugian bahan PTFE

Bahan PTFE tradisional bukan tanpa kekurangan. mereka:

Merayap dan memakai sensitif

Itu tidak dapat diproses dengan metode pemrosesan keadaan cair, dan metode yang sesuai seringkali tidak konvensional dan dapat diskalakan.

Kesulitan bergabung

Perubahan dimensi tinggi di dekat suhu transisi kaca.

Resistensi radiasi rendah

Ini korosif dan dapat dengan mudah menghasilkan asap beracun.

Pentingnya Pengisi dan Aditif ke PTFE

Penambahan pengisi dan aditif dapat secara signifikan meningkatkan sifat mekanik PTFE, terutama tingkat creep dan keausan. Pengisi yang umum digunakan termasuk baja, karbon, serat kaca, serat karbon, grafit, perunggu, baja, dll.

Glass Fiber : Penambahannya akan meningkatkan sifat creep dan keausan PTFE dengan mempengaruhi suhu rendah dan tinggi. Selain itu, senyawa yang dipenuhi kaca berkinerja sangat baik dalam lingkungan pengoksidasi.

Serat Karbon: Serat karbon sangat penting untuk mengurangi creep, meningkatkan kekakuan, meningkatkan fleksibilitas dan modulus tekan. PTFE dicampur dengan senyawa serat karbon memiliki konduktivitas termal yang tinggi dan koefisien ekspansi termal yang rendah. Serat karbon lembam terhadap alkalis yang kuat dan asam hidrofluorat (serat kaca tahan terhadap kedua asam). Bagian -bagian ini sangat ideal untuk pembuatan suku cadang otomotif seperti peredam kejut.

Karbon: Karbon sebagai aditif akan membantu mengurangi creep, meningkatkan kekerasan, dan meningkatkan konduktivitas termal PTFE. Hasil yang sama dapat dicapai dengan mencampur PTFE dan grafit dan meningkatkan ketahanan aus dari senyawa yang diisi karbon. Campuran ini sangat ideal untuk aplikasi yang tidak dilumasi seperti cincin piston di silinder kompresi.

PTFE yang dipenuhi perunggu: Senyawa ini memiliki konduktivitas termal dan listrik yang sangat baik, menjadikannya ideal untuk aplikasi yang tunduk pada beban dan suhu ekstrem.

Keuntungan menambahkan pengisi

Pengisi/aditif sangat penting untuk meningkatkan porositas senyawa PTFE dan karenanya mempengaruhi sifat listrik - ia mengurangi kekuatan dielektrik sambil meningkatkan faktor konstan dan disipasi dielektrik.

Pengisi dapat secara signifikan meningkatkan kinerja PTFE pada suhu tinggi dan rendah.

Namun, perubahan sifat kimia sangat bergantung pada jenis aditif yang digunakan. Secara umum, ia juga meninggalkan hasil yang positif.

Aplikasi PTFE

Biasanya, termoplastik berfluorinasi digunakan dalam aplikasi kinerja tinggi dengan ketahanan suhu tinggi, kemurnian tinggi, suhu rendah, inertness kimia, sifat non-stick dan pelumasan diri. Berikut adalah beberapa kegunaan paling umum untuk PTFE:

Teknik - bantalan, permukaan antilengket, kursi katup, colokan, alat kelengkapan, katup dan bagian pompa.

Patch Medis - Jantung, cangkok kardiovaskular, penggantian ligamen.

Industri Kimia - Pelapisan pompa, diafragma, impeler, penukar panas, autoklaf, kapal reaksi, tangki penyimpanan, kapal, dll.

Otomotif -Segel batang, segel poros, gasket, cincin-O, liner selang bahan bakar, power steering, transmisi, dan banyak lagi.

Listrik dan Elektronik - Papan sirkuit cetak fleksibel, isolasi listrik, dll.

Teknologi terbaik untuk memproses PTFE

Struktur rantai polimer kaku PTFE membuatnya sangat sulit untuk diproses menggunakan metode tradisional seperti cetakan injeksi dan ekstrusi. Namun, viskositas leleh yang sangat tinggi dan suhu leleh yang tinggi tidak membantu. Teknologi pemrosesan yang ideal untuk menangani metalurgi bubuk sangat cocok untuk PTFE.

Sintering, cetakan kompresi, penekanan, stamping atau tempel ekstrusi, stamping panas, pemesinan, ekstrusi bubuk pra-sinter pada mesin khusus.

Tempel ekstrusi memadukan PTFE dengan hidrokarbon, yang digunakan untuk membuatnya menjadi insulasi pita, pipa, dan kawat. Hidrokarbon menguap sebelum bagian disinter.

Rentang operasi -200 ° C hingga 260 ° C.

FAQ

1. Apakah Polytetrafluoroethylene menyebabkan kanker?

menjawab. PTFE telah terbukti beracun bagi kesehatan manusia karena mengandung karsinogen yang disebut PFOA. Namun, tidak perlu khawatir karena pelapis non-stick PTFE tidak lagi mengandung zat ini.

2. Untuk apa pipa PTFE digunakan?

menjawab. Tubing PTFE paling umum digunakan sebagai tabung laboratorium, di mana ketahanan kimia dan kemurnian paling penting. PTFE memiliki koefisien gesekan yang sangat rendah dan dikenal sebagai salah satu zat "paling licin" yang diketahui.

3. Jenis plastik apa PTFE?

menjawab. PTFE adalah polimer termoplastik yang merupakan fluoropolimer yang terdiri dari atom karbon dan atom fluor.

4. Apa gunanya papan PTFE?

menjawab. Lembar PTFE digunakan dalam berbagai aplikasi seperti gasket yang dienkapsulasi PTFE dan pengemasan PTFE. Ini memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap gas, air, bahan kimia, bahan bakar dan minyak.