폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 그 용도란 무엇인가요?

폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)은 Fmur4라고도 하며, 이 단계에서 세계에서 가장 이상적인 내식성 소재 중 하나이며 일반적으로 "플라스틱 왕"으로 알려져 있습니다. 이 소재는 일반적으로 현탁 폴리테트라플루오로에틸렌과 분산 폴리테트라플루오로에틸렌의 두 가지 범주로 나뉩니다.

서스펜션 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 수지는 일반적으로 흰색이고 입자 크기가 비교적 크며 특정 처리를 통해 모든 종류의 입자 크기 분말을 얻을 수 있습니다. 수지는 성형에 매우 이상적인 효과를 발휘할 수 있으며 원통형 빌릿으로 잘 소결 된 다음 다양한 사양의 씰로 추가 가공 할 수 있습니다.

분산 폴리 테트라 플루오로 에틸렌은 분말과 농축 분산액의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 현재 시장에서 일반적인 PTFE 원료 벨트는 분산 수지로 밀고 압출되며 분산 수지로 가공 된 미세 다공성 필름, 섬유 및 파이프는 국가 경제의 다양한 산업에서 고급 재료로 사용됩니다. 예를 들어, 필름은 방수 및 통기성 역할을 할 수 있으며 미세 기공 직경은 여과 및 분리 분야에서 널리 사용되는 나노 미터 수준에 도달 할 수 있으며 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 섬유는 포장, 필터 펠트 기반 천 등의 생산에 사용될 수 있으며 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 파이프는 부식성 액체 운송 및 열교환 분야에서 사용될 수 있습니다. 농축 분산액은 주로 다양한 코팅에 사용되며 일반적으로 사용되는 논 스틱 냄비는 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 분산액으로 코팅 및 소결하여 만들어지며 전자 인쇄 산업에서 사용되는 테플론 함침 유리 섬유 천도 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 농축 분산액을 사용합니다.

폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 구조적 특성은 무엇인가요?

폴리테트라플루오로에틸렌은 테트라플루오로에틸렌에서 중합되며, 해당 분자 구조는 그림 1에 나와 있습니다.

또한 폴리 테트라 플루오로 에틸렌의 화학 구조는 폴리에틸렌의 모든 수소 원자를 불소 원자로 대체하는 것입니다. 불소는 모든 원소 중 가장 활동적이고 전기 음성 원소이므로 불소가 수소를 대체하면 제품의 성능이 분명하게 변합니다. 주된 이유는 Cmurl F 결합과 Cmure H 결합의 차이 때문입니다.

탄소 원자의 전기 음성도가 수소 원자의 전기 음성도보다 분명히 높고 불소 원자의 전기 음성도가 탄소 원자보다 높기 때문에 CmurF 결합과 Cmurh H 결합을 비교하면 Cmure F 결합의 극성은 Cmure H 결합의 극성과 반대이며 Cmure F 결합의 극성은 훨씬 더 큽니다. 즉, Cmurf 결합의 경우 F 원자는 더 많은 공유 전자 쌍을 끌어당기는 반면 C-H 결합의 공유 전자 쌍은 탄소 원자쪽으로 편향되어 있습니다. 불소 원자의 양성자 반경은 수소 원자의 양성자 반경보다 훨씬 크고, Cmurf 결합의 길이는 Cmure H 결합보다 분명히 더 크며, Cmure F 결합의 결합 에너지도 Cmure H 결합보다 훨씬 높습니다.

객관적인 관점에서 볼 때 Cmurf 결합은 안정성이 우수한 결합의 일종이며 결합 에너지를 460kJ / mol까지 증가시킬 수 있으며 주 탄소 결합의 부착은 많은 불소 원자 그룹으로 둘러싸여있어 Cmure C 결합이 다른 분자의 영향을받지 않습니다. 또한 불소 원자의 전체 부피가 상대적으로 크고 서로 반발하고 거대 분자 사슬은 주로 나선형이며 주쇄에 존재하는 불소 원자는 대칭성이 좋기 때문에 일반적으로 전기 중화입니다.

2. 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)의 성능 특성은 무엇인가요?

2.1 폴리테트라플루오로에틸렌의 화학적 특성은 알려진 유기 화합물입니다.

가장 불활성인 폴리머 소재에 대해 알아보세요. 특수한 분자 구조로 인해 거의 모든 강산, 염기 및 유기 용제에 저항할 수 있으며 "아쿠아 레지아"도 아무것도 할 수 없으며 고온에서도 이러한 특성을 유지할 수 있으므로 이 소재는 "플라스틱 왕"이라고도 불립니다.

예외는 용융 나트륨과 같은 용융 알칼리 금속이 폴리 테트라 플루오로 에틸렌의 표면을 부식시켜 탄소 사슬 주변의 불소가 반응하여 불소가 반응 할 수 있다는 것입니다. 업계에서 일반적인 방법은 나프탈렌 나트륨 용액을 사용하여 질소 보호 또는 산소 격리 조건에서 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 필름 또는 플레이트의 표면을 수정하여 필름 또는 플레이트 표면의 폴리 테트라 플루오로 에틸렌을 탈 불소화하거나 산화시켜 비 점착성을 잃고 다른 재료와 쉽게 화합 할 수 있도록하는 것입니다.

2.2 PTFE의 열적 특성

폴리테트라플루오로에틸렌은 고온에서 잘 작동합니다.
작동 온도는 일반적으로 -190°C ~ 260°C입니다. 해당 소재의 녹는점 온도는 327°C, 열분해 온도는 420°C로 기존 엔지니어링 플라스틱에서 매우 높은 사용 온도입니다. 폴리테트라플루오로에틸렌은 420°C 미만의 조건에서는 열분해가 거의 없지만 420°C를 초과하면 크게 분해될 수 있으며 시간당 총 질량 손실은 약 0.01%입니다. 분해되면 불소화 포스겐, 퍼플 루오로 이소 부텐 및 기타 독성이 강한 물질이 생성되므로 폴리 테트라 플루오로 에틸렌의 고온 가공시 특정 위험 요소의 형성을 방지하기 위해 400 ° C 이상의 가공 온도를 피할 필요가 있습니다. 폴리테트라플루오로에틸렌을 280°C에서 72시간 동안 지속적으로 가열하면 실온으로 회복된 후 인장 강도가 약 10% 감소합니다. 또한 폴리테트라플루오로에틸렌을 260°C에서 장시간 사용한 후 상온으로 옮기면 인장 강도는 주어진 값으로 유지됩니다. 따라서 열분해 측면에서 이 소재는 280°C에서 단시간, 260°C에서 지속적으로 사용할 수 있습니다. 또한 열 변형 측면에서 이 소재는 상대적으로 낮은 부하에서 260°C에서 장시간 사용할 수 있으며, 부하가 높은 수준일 경우 열 변형이 매우 뚜렷하여 사용 시간이 크게 단축됩니다.

2.3 내방사선성

전자빔을 받으면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)에서 많은 수의 분자 분해가 발생합니다. 고에너지 방사선의 작용으로 Cmurc 결합과 Cmurf 결합이 동시에 끊어져 분자량과 PTFE 성능이 저하됩니다. 또한 진공에서 불활성 가스의 보호하에 PTFE 분자 간의 방사선 가교 반응이 PTFE의 분해 반응과 함께 발생하기 때문에 진공에서의 방사선 안정성은 공기보다 분명히 더 좋습니다. 적절한 조사 온도와 방사선 량을 제어하면 처리 된 PTFE 재료가 반투명 해지고 재료의 내 방사선 저항, 고온 및 저온 저항, 공기 투과성 및 액체 투과성이 크게 향상됩니다.

3. 폴리테트라플루오로에틸렌의 변형에 관한 연구.

폴리테트라플루오로에틸렌의 분자간 인력이 매우 작고 특수한 나선형 분자 사슬 구조를 가지고 있어 표면 에너지가 매우 낮기 때문에 폴리테트라플루오로에틸렌은 소수성도 매우 우수합니다.
현재 일반적으로 사용되는 표면 수정 기술에는 표면 수정과 충전 수정이라는 두 가지가 있습니다.

3.1 폴리테트라플루오로에틸렌의 표면 개질.

폴리테트라플루오로에틸렌의 표면 개질 방법에는 세 가지가 있습니다. 첫 번째는 방사선에 의해 지속적으로 불소화 된 다음 특정 조건에서 불소화되고 다른 재료와 접목 될 수있는 표면 활성화 기술을 사용하는 것입니다. 또한 불활성 가스로 처리하여 일부 주요 결합을 끊고 많은 자유 라디칼을 형성하여 덮힌 표면 자유 에너지를 개선하고 최종적으로 습윤성을 최적화 할 수 있습니다. 또한 PTFE는 코로나로 처리하여 접착 할 수있는 활성화 된 층을 생성 할 수 있습니다.

두 번째 유형은 화학적 부식 개질을 통한 것으로, 이 방법은 표면 활성을 최적화할 수 있으며 암모니아 용액, 펜타카보닐 철 용액 등 선택할 수 있는 시약이 다양합니다.

세 번째 유형은 표면 증착 개질을 통한 것으로, 특히 PTFE를 특정 콜로이드 용액에 함침시켜 콜로이드 입자가 표면에 계속 침착되고 습윤성을 개선하고 마지막으로 표면 활성을 최적화하여 다른 재료와 결합 할 때 너무 많은 장애물에 부딪히지 않도록합니다.

3.2 폴리테트라플루오로에틸렌의 충전 수정.

일반적으로 무기, 폴리머 등을 포함한 다양한 필러가 PTFE 수지에 추가되어 성능을 최적화 할 수 있습니다. 또한 기존 제품에 비해 충전 된 제품의 내압성은 약 5 ~ 10 배, 내마모성은 약 1000 배 증가했으며 해당 선형 팽창 계수는 80% 감소했으며 열전도도는 약 5 배 증가했습니다. 따라서 무급유 윤활 샤프트, 피스톤 링 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. PTFE 베어링과 같이 주로 유리 섬유, 구리 분말 등 다양한 재료로 채워져 다양한 특성이 크게 최적화됩니다. 또한 가이드 벨트는 유리 섬유, MoS2 및 기타 재료로 채워진 매우 일반적인 종류의 복합 충진 제품입니다. 이 단계에서 PTFE 충진 탐구를 위해 관련 학자들은 새로운 응용 분야를 시작하고 설계된 모든 종류의 제품을 직렬화하는 경향이 더 큽니다.

폴리테트라플루오로에틸렌의 4가지 주요 응용 분야.

2018년 중국의 PTFE 총 소비량은 약 70,000톤입니다. PTFE는 우수한 내열성, 비교적 넓은 작동 온도 범위, 우수한 전기적 특성 및 일정한 온도를 가지고 있습니다.
게이지 소재는 화학적 내식성이 비교할 수 없을 정도로 뛰어나고 난연성도 매우 이상적이어서 전자, 전기, 석유화학, 항공우주 및 기타 사각 영역 등 많은 분야에 적용되고 있습니다.

석유화학 산업은 PTFE의 가장 중요한 소비 분야입니다. 우수한 성능으로 인해 장비, 파이프 피팅 및 기타 장치를 준비하는 데 사용할 수 있습니다. 동시에 건설, 경공업 및 기타 장치에서 PTFE에 대한 수요도 크게 증가했습니다.

4.1 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 적용에 관한 데이터

에 따르면 부식으로 인해 미국에서 폐기되는 장비는 매년 약 40%의 철강 생산량으로 총 $75억 달러의 손실이 발생하고 있습니다. 우리나라의 부식으로 인한 경제적 손실도 점차적으로 현재 150억 위안으로 증가했습니다. 분명히 부식으로 인한 손실은 현재 매우 두드러진 문제이므로 우리는이를 매우 중요하게 생각해야합니다.

고무, 금속 및 기타 재료는 내식성이 좋지 않고 열악한 환경 조건에서 오랫동안 사용할 수 없기 때문에 그 결과 손실은 매우 놀랍습니다. PTFE 소재는 우수한 내식성으로 인해 석유, 섬유 및 기타 산업에서 널리 사용되어 왔습니다. 그 중 대표적인 것이 배기관, 스팀 파이프, 고압 및 저압 파이프, 밸브 등입니다. 특히 기존 소재로는 사용할 수 없는 저온, 점착 방지 등 가혹한 환경 조건에서 PTFE의 장점을 발휘합니다.

PTFE의 또 다른 중요한 용도는 씰링 재료로 사용하는 것입니다. 씰은 모든 종류의 장비의 액세서리이며 장비에 비해 중요성은 낮지 만 씰링 효과는 장비 사용의 전반적인 효과에 매우 두드러진 영향을 미칩니다. 대표적으로 열교환기, 대구경 용기, 유리 반응 포트 씰 등이 있습니다. 또한 PTFE 필름과 합성하면 내 용매성을 크게 최적화하고 유전체 저항을 어느 정도 향상시킬 수 있으며 원자가 그리드가 비교적 적당하므로 밀봉 요구 사항이 엄격한 많은 경우에 매우 적합합니다. 동시에이 소재는 고온 및 저온 저항성이 뛰어나 현재 단계에서 석면 개스킷의 핵심 대체품입니다. 또한 탄소 섬유로 보강하면 강도를 더 높은 수준으로 향상시킬 수 있으며 피로 저항도 매우 우수하며 열팽창 계수가 사용 표준을 충족합니다. 이러한 성능은 다른 소재와 비교할 수 없습니다.

4.2 하중에서 폴리테트라플루오로에틸렌의 저마찰 성능 적용

장비의 일부 부품에 윤활유를 첨가 할 수 없기 때문에 윤활 그리스는 용매에 의해 완전히 용해되므로 제약 및 섬유와 같은 많은 분야의 제품은 이에주의를 기울여야합니다. 대부분의 고체 재료에 비해 마찰 계수가 상대적으로 낮기 때문에 충전 된 PTFE는 모든 종류의 부품에 대해 오일 윤활이 필요없는 우수한 재료로 점차 발전해 왔습니다. 화학 장비의 베어링, 피스톤 링, 강철 지붕 트러스의 슬라이더지지, 교량 회전 등 광범위한 응용 분야가 있습니다.

4.3 전자 및 전기 분야에서 폴리테트라플루오로에틸렌의 응용.

폴리테트라플루오로에틸렌의 유전 상수는 상대적으로 작기 때문에 마이크로 모터에 사용하기 위한 에나멜 와이어 제조에 사용할 수 있습니다. 또한 불소 수지 필름은 모든 종류의 가스에 대해 특정 선택적 투과성을 가지므로이 특성을 사용하여 산소 센서를 준비 할 수 있습니다. 또한 특정 조건에서 불소 플라스틱의 다공성 전하 편차 특성과 결합하여 스피커, 장비 부품 등을 준비하는 데 사용할 수 있습니다.

폴리 테트라 플루오로 에틸렌의 굴절률이 상대적으로 낮기 때문에 광섬유를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. PTFE는 광범위한 응용 분야를 가진 일종의 절연 재료이며 핵심 응용 분야는 전선 및 케이블의 외부 레이어이므로 방송 전자 장치에서 좋은 역할을 할 수 있으며 라인 연결에도 이상적인 역할을 할 수 있습니다. 고주파 전기장의 조건에서 유전체 손실은 낮은 수준에 도달하고 인쇄 회로 기판에서는 유전체 특성이 뛰어나고 다른 화학 물질의 영향을 받기 어렵습니다. 동시에 절연 필름은 모든 종류의 커패시터의 절연 매체에 널리 사용되는 폴리 테트라 플루오로 에틸렌의 전기 절연의 주요 응용 형태이기도합니다. 또한 PTFE 필름은 절연 케이블, 모터 및 변압기에 대한 적용 가능성이 우수하며 많은 중요한 전자 부품의 핵심 재료이기도합니다.

4.4 의학에서 폴리테트라플루오로에틸렌의 적용

현대 의료 기술의 지속적인 발전과 함께 폴리머 제품에 대한 의존도가 더욱 높아지고 있습니다. 이러한 제품은 정상적인 인체 조직과 접촉하기 때문에 무독성 및 환경 친화적인 특성이 매우 중요합니다.
최근 몇 년 동안 폴리머는 의료 치료에서 기존 재료의 적용 공간을 크게 줄였습니다. PTFE는 특정 생물학적 관성을 반영 할 수 있기 때문에 표준화 된 처리 후 기공 형성 능력이 매우 우수하므로이를 기반으로 유기체 거부 반응을 일으키지 않는 장치를 준비하고 혈액과 깊이 접촉하여 혈액에 부정적인 영향을 미치지 않는 장치를 개발할 수 있습니다. 확장 된 PTFE 재료는 본질적으로 순수 불활성으로 생물학적 적응성에 큰 이점이 있고 기계 신체 거부로 이어지지 않으며 다양한 방법으로 멸균 할 수 있으며 다공성 구조를 덮고 친수성이없고 혈액이 일반적으로 차단되지 않으며 항 혈전 효과를 발휘할 수 있으며 이러한 종류의 혈관은 세포가 원활하게 들어갈 수 있도록 할 수 있습니다. 동시에 내막이 부착 된 조직으로 형성되어 멸균 작업이 비교적 간단하고 상처 봉합에 약간의 편의를 제공하고 균열이 없으며 장시간 사용시 수축 붕괴가 없습니다.

확장 된 PTFE는 또한 변형 특성이 매우 이상적이고 인체에 사용할 때 이물질 반응이없고 위 샘플링 및 용종 절제술과 같은 많은 수술이 수행되어 수술의 어려움을 크게 줄이고 수술 과정에서 환자의 통증을 줄이기 때문에 위 내시경 겸자 카테터의 매우 중요한 부분입니다. 또한이 재료는 심장 수리 막을 준비하고 횡격막 결함을 잘 수리하며 동맥 협착증의 성형 치료를 표준화 할 수 있습니다. 또한 인공 혈관, 혈관, 수술 및 기타 측면을 포함하는 다양한 강푸 솔루션을 지원할 수 있습니다.

4.5 폴리테트라플루오로에틸렌의 점착 방지 특성 적용.

PTFE는 표면 장력이 낮고 다른 어떤 것에도 부착되지 않습니다.
품질, 고온 및 저온 저항의 특성을 보여줄 수 있으며, 논 스틱 냄비 안티 스틱은 매우 이상적인 적용 가능성을 가지고 있습니다. 또한 접착 방지 공정은 일반적으로 두 가지 유형을 포함합니다. 첫 번째는 기판에 PTFE 부품을 조립하는 것입니다. 두 번째는 열수축 처리를 통해 관련 사양에 따라 기판의 PTFE 코팅을 덮는 것입니다.
현대 과학 기술의 급속한 발전과 함께 PTFE 소재는 냉간 흐름, 어려운 용접성 및 어려운 용융이라는 무시할 수없는 세 가지 단점도 보여줍니다. 이러한 문제는 단계적으로 해결되고 있으므로 광학, 의료 및 기타 분야에서 좋은 응용 잠재력을 가지고 있습니다.

중국의 고온 먼지 제거에 폴리 테트라 플루오로 에틸렌을 적용하면 초기 단계에서 설정된 먼지 제거 지수가 상대적으로 낮고 먼지 제거 농도는 약 400m / Nm3로 먼지 배출 농도가 50m / Nm3 이하이고 PM2.5 (직경 2.5μm 이하)를 줄이는 요구 사항을 충족하지 못합니다. 따라서 먼지 오염 제어 산업에 좋은 개발 계약을 맺었습니다. 수명이 길고 정화 효율이 더 좋은 필터 미디어의 개발이 점차 주요 개발 트렌드가되었습니다. 반면에 대부분의 산업은 먼지 제거 장치의 주요 구성 요소, 특히 상대적으로 열악한 환경이 재료에 대한 새로운 요구 사항을 제시하는 산업 폐기물 소각 및 발전 분야에서 더 엄격한 요구 사항을 제시합니다.

동시에 전 세계 산업의 지속적인 발전과 함께 대기 오염은 점차 무시할 수없는 글로벌 문제로 진화했으며 오염 물질의 정화는 폐가스 방향으로 계속 전환되고 있습니다. 미세먼지 처리 과정에서 선택할 수있는 방법은 여러 가지가 있으며, 그중 더 중요한 방법은 전기 집진기와 필터 백 먼지 제거의 두 가지 유형을 포함하지만 폐가스 처리 방법은 거의 없습니다. 현재 국내외에서 폐가스 촉매 분해 기술 연구는 획기적인 발전을 이루었지만 현재 촉매 캐리어는 이상적이지 않습니다. PTFE 섬유로 만든 캐리어가 이 문제를 해결할 것으로 기대됩니다.