پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE) که به عنوان تجاری شناخته می شود تفلون، نیمه کریستالی است فلوروپلیمر. PTFE به دلیل استفاده از آن به عنوان یک پوشش نچسب برای قابلمه ها و تابه های آشپزخانه به دلیل مقاومت استثنایی در برابر حرارت و خوردگی شناخته شده است. علاوه بر این، این خواص در صنایع دیگر نیز به اثبات رسیده است، یعنی صنایع خودروسازی، شیمیایی و پزشکی، جایی که بی اثر بودن شیمیایی، عایق الکتریکی و عمر طولانی بسیار ارزشمند است.

PTFE فلوئوروپلیمر غالب با رشد قابل توجهی در بازار در سال های اخیر بوده است و انتظار می رود در سال های آینده محبوبیت بیشتری کسب کند. انتظار می رود درآمد جهانی PTFE تا سال 2022 به بیش از 7 میلیارد دلار برسد و برآورد می شود که تقاضا در سال 2022 به 247000 مگاتن برسد. [1]. این به دلیل افزایش کاربردهای الکترونیکی و شیمیایی و همچنین کاربردهای نوظهور برای پلیمرها در ماژول های فتوولتائیک و پیل های سوختی است.

در اینجا با این موارد آشنا خواهید شد:

• خواص PTFE
• تولید و پردازش PTFE
• کامپوزیت های PTFE
• کاربردهای PTFE
• نمرات نمونه PTFE

خواص PTFE

شکل 1. ساختار PTFE [2].

PTFE یک پلیمر مصنوعی و نیمه کریستالی است که از یک ستون فقرات کربن احاطه شده توسط اتم های فلوئور ساخته شده است. این در یک ماده افزودنی رادیکال آزاد تولید می شود واکنش پلیمریزاسیون بین تترا فلوئورواتیلن مونومرهای (TFE) این لایه از اتم های فلوئور به عنوان یک مانع عمل می کند و مسئول مقاومت بالا در برابر خوردگی و بی اثری الکتریکی از PTFE. علاوه بر این، ساختار بسیار متقارن PTFE ماهیت آبگریز، کشش سطحی کم و پایین بودن آن را توضیح می دهد. ثابت دی الکتریک. بسته به کاربرد در دست، به صورت گرانول، پودر ریز یا پراکندگی های مبتنی بر آب موجود است.

میز 1. خواص PTFE

 

برای بررسی جزئیات بیشتر خواص PTFE و مقایسه آن با سایر مواد، به سایت مراجعه کنید صفحه مقایسه خواص.

تولید و فرآوری PTFE

PTFE را می توان به صورت دانه ای، پراکنده و پودر ریز یافت. PTFE نیمه کریستالی دارای دمای ذوب بالا و ویسکوزیته مذاب است که باعث ایجاد اکستروژن و قالب گیری تزریقی دشوار. بنابراین، پردازش PTFE بیشتر شبیه پردازش پودر نسبت به پلاستیک های سنتی است.

PTFE گرانول در یک واکنش پلیمریزاسیون سوسپانسیون مبتنی بر آب تولید می شود. رزین دانه ای حاصل اغلب از طریق پردازش به شکلی در می آید قالب گیری فشاری. محصولات پراکندگی PTFE به روشی مشابه با مواد پراکنده اضافه شده تولید می شوند. محصولات پراکندگی را می توان برای پوشش های PTFE استفاده کرد یا می توان آنها را با ریخته گری فیلم به یک لایه نازک تبدیل کرد. پودر PTFE در یک واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی تولید می شود. پودر ریز به دست آمده را می توان به صورت خمیر در نوارهای PTFE، لوله PTFE و عایق سیم اکسترود کرد یا به عنوان یک افزودنی برای افزایش مقاومت به خوردگی در سایر مواد پلیمری استفاده کرد. [3].

پرکننده ها و مواد افزودنی برای کامپوزیت های PTFE

الیاف شیشه را می توان به PTFE بین 5-40٪ برای بهبود اضافه کرد خواص خزش و سایش عمومی در طول زمان. برنز یک افزودنی رایج برای بهبود است حرارتی و رسانایی الکتریکی، افزایش دمای سرویس مداوم. کربن را می توان برای افزایش سختی و مقاومت در برابر سایش اضافه کرد. این افزودنی‌ها برای حلقه‌های اورینگ و مهر و موم‌هایی که باید در برابر اصطکاک مقاوم بوده و در محیط‌های خورنده بادوام باشند، به‌ویژه در کاربردهای خودرویی استفاده می‌شوند.

کاربردهای PTFE

با توجه به اینکه پردازش خاص PTFE، از جمله ساخت افزودنی، می تواند تأثیر زیادی بر خواص آن داشته باشد، طیف وسیعی از کاربردها برای این ماده وجود دارد. PTFE در طیف وسیعی از بخش‌های صنعتی از جمله خودروسازی، شیمیایی، الکترونیک، هوافضا و پزشکی کاربرد دارد. [2].

ورق و فیلم PTFE

با توجه به اینکه PTFE دارای نقطه ذوب بالایی برای پلیمر است، معمولاً برای تولید ورق ها و فیلم ها برای کاربردهای بیشتر استفاده می شود. ورق ها و لایه های نازک PTFE عمدتا در بخش بسته بندی استفاده می شود. در بسته بندی تجهیزات شیمیایی، داروها و محصولات آرایشی و بهداشتی، یک ماده شیمیایی بی اثر مانند PTFE در مقایسه با سایر مواد بسته بندی کالا ارزش هزینه اضافی را دارد.

پوشش صنعتی

بیشترین کاربرد PTFE در سطح جهانی در پوشش های صنعتی است. دارای ضریب اصطکاک بسیار کم و مقاومت در برابر دمای بالا است که آن را برای شرایط سخت عالی می کند. جالب توجه است که روان کننده PTFE در ساخت جرقه زن برای پیشرانه های موشک و پوشش دادن انواع خاصی از گلوله ها برای کاهش سایش در داخل بشکه استفاده می شود. کاربردهای دیگر عبارتند از پوشش های شیلنگ هایی که در معرض محیط های خورنده قرار می گیرند و پوشش های کم اصطکاک بر روی برف پاک کن ها و اتو موها. روکش های تفلون و سایش نچسب برای جلوگیری از چسبیدن غذا به قابلمه و تابه روی ظروف آشپزخانه استفاده می شود.

پودر PTFE

پودر PTFE ریز را می توان به شکل های مفید مانند نوار، سیم و لوله اکسترود کرد. اینها بیشتر برای عایق کاری سیم و کابل، لوله، آستر لوله و فیلم استفاده می شوند. پودر PTFE همچنین می تواند به عنوان پوشش پودری برای برخی از مواد استفاده شود و ظاهر زیبایی تری ارائه می دهد.

نمونه هایی از نمرات/استانداردهای PTFE

PTFE ISO-TECH

ISO-PTFE که با نام تفلون نیز شناخته می شود، مقاومت شیمیایی و حرارتی بسیار بالایی دارد. ISO-PTFE در ترکیب با کشش سطحی بسیار کم خود، ماده ای بسیار مناسب برای انواع کاربردهای چالش برانگیز در صنایع شیمیایی، دارویی و غذایی است.

PPS GF40 PTFE SG401E65

این یک ترکیب PPS و PTFE با 40٪ الیاف شیشه ای است که به طور ویژه برای داشتن ضریب اصطکاک پایین برای استفاده در کاربردهای اصطکاک سطحی کم و سایش فرموله شده است.

PEEK PTFE SG201RN

این یک آلیاژ PTFE و PEEK است که به طور ویژه برای داشتن ضریب اصطکاک پایین برای استفاده در اصطکاک سطح پایین و مقاومت شیمیایی فرموله شده است.

PEEK CF30 G PTFE SGC301E4

این یک PTFE 30٪ تقویت شده با فیبر کربن و ترکیب PEEK تقویت شده با گرافیت است که برای ایجاد مقاومت در برابر سایش عالی، ضریب اصطکاک کمتر و مقاومت شیمیایی بهتر ایجاد شده است.

[1] “خواص PTFE، تولید، قیمت، بازار و موارد استفاده”، بینش پلاستیک. [Online].

[2] “پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE)” (2018)، پایگاه داده خواص پلیمر. [Online].

[3] “ساخت پلی تترا فلوئورواتیلن” (2013)، در مقدمه ای بر فلوروپلیمرها: مواد، فناوری و کاربردها، اد. S. Ebnesajad, William Andrew, pp.91–124. [Online].