Polytetrafluorethylen (PTFE), auch bekannt als "Teflon" und "Kunststoffkönig", wird in verschiedenen Branchen aufgrund seiner hohen Temperaturresistenz, Korrosionsresistenz, Lösungsmittelresistenz, hoher Isolierung, bio-Intress und anderer Merkmale .}}}}}}}}}}} PtFe ein Zweig-freies Polymer aus, das nur aus dem Flächen-freies, in einem Zweig-freien Polyhymer ausgewiesen ist, aus dem Zweig. Atome .
1. Struktur und Eigenschaften von PTFE
1. strukturelle Eigenschaften
Polytetrafluorethylen ist ein Homopolymer von Tetrafluorethylen, das durch Polymerisationsmethoden wie Suspensionsmethode, Dispersionsmethode und Emulsionsmethode . hergestellt werden kann
Polytetrafluorethylen ist ein super starkes Material und die einzige Art von Fluoroplastik, die als technische Kunststoffe verwendet werden kann .
2. Haupteigenschaften
Das relative Molekulargewicht von PTFE ist sehr groß, daher hat das relative Molekulargewicht keinen offensichtlichen Einfluss auf die Festigkeit, aber die Kristallinität hat einen signifikanten Einfluss auf die Starrheit, Zähigkeit, Dehnung und Stärke von PTFE -Produkten .}}}}}}
The density of PTFE is about 2.2g/cm3, the surface is smooth and waxy, and the contact angle with water is 114℃-115℃. PTFE is usually milky white and opaque, but the quenched product has a certain℃of transparency, almost no water absorption, low permeability to water vapor and nitrogen, and nimmt mit zunehmender Dichte ab.
The tensile strength, elongation, elastic modulus, hardness, air permeability, dielectric strength, etc. of PTFE are all related to processing conditions such as molding pressure, sintering temperature and time, and cooling rate, because the processing conditions affect the porosity and crystallinity of the product. High molding pressure, sintering in the mold and cooling under pressure can reduce the voids in the Produkt und verbessert seine mechanische Stärke . ptfe hat einen niedrigen elastischen Modul und ist anfällig für Creep . Creep ist der Grund, warum PTFE zum Abdichten in Dichtungen, Rohbändern, elastischen Bändern usw. verwendet werden kann .}
Die Härte von PTFE ist niedrig, kann aber durch Hinzufügen von Füllstoffen . verbessert werden
Der Reibungskoeffizient von PTFE ist der kleinste unter allen festen Materialien und ändert sich nicht mit der Temperatur . sein statischer Reibungskoeffizient ist kleiner als der dynamische Reibungskoeffizient . Daher beginnen PTFE-Lager reibungslos und haben niedrige Widerstand ..
Die thermische Leitfähigkeit von PTFE ist niedrig, was durch Hinzufügen von Metallfüllern . angemessen erhöht werden kann
Der Schmelzpunkt von PTFE beträgt 327 Grad, die Wärmeverformungstemperatur beträgt 50-60 Grad (ISO R75 A-Methode) oder 130-140 Grad (B-Methode), die Betriebstemperatur ist {-200-260 Grad, und es ist nicht entzündbar {.}}}} ptfe. 204-327 Grad, sodass kein Heizstabilisator erforderlich ist. .
The relative molecular mass of polytetrafluoroethylene is relatively large, ranging from hundreds of thousands to more than 10 million, generally millions (the℃of polymerization is in the order of 104, while polyethylene is only 103). The general crystallinity is 90-95%, and the melting temperature is 327-342℃. Die CF2-Einheiten im Polytetrafluorethylen-Molekül sind in einer Zickzackform . angeordnet, da der Radius des Fluor-Atoms etwas größer ist als die von Wasserstoff, die benachbarte CF2-Einheiten, die nicht vollständig ausgerichtet ist, die eine vollständige Oberfläche des Fluors, aber die Oberfläche der Transkross-Orientierung, aber die Oberfläche der Spirale, die eine Spiral-Verdrehungskette, und die Fluor-Cros-Orientierung. Polymerkette . Diese molekulare Struktur erklärt die verschiedenen Eigenschaften von Polytetrafluorethylen .
2. Anwendungsfelder von PTFE
PTFE hat die beste chemische Korrosionsresistenz, daher wird er am meisten in Antikorrosionsmaterialien verwendet und eine Vielzahl von Anwendungen. PTFE hat ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und wird daher als Isoliermaterial in der elektronischen und elektrischen Industrie verwendet. PTFE hat einen kleinen Reibungskoeffizienten und einen guten Verschleißfestigkeit, sodass er in der Maschinenindustrie ... . hergestellt wird, sodass er wederbeständige Materialien und Dichtungen herstellen.
PTFE wird in Brücken und Gebäuden weit verbreitet als tragende Unterstützung . Zusätzlich kann nach der selektiven Permeabilität des PTFE-Films nach der Behandlung als Trennmaterial verwendet werden Flüssigkeiten . Zusätzlich wird PTFE auch in den medizinischen, elektronischen und Bauindustrien häufig verwendet.
1. Anwendung von PTFE im Feld 5G
Das in der Kommunikationsindustrie üblicherweise verwendete kupferbekleidete FR4-Laminat verwendet Epoxidharz als Substratmaterial, sein Verlust ist jedoch groß und ist nicht für die Hochfrequenzkommunikation geeignet .
Die Anforderungen an hochfrequente Kupferlaminate im 5G-Feld sind niedrig dielektrische konstante und niedrige dielektrische Verlustefaktoren, und das 5G-Feld hat seine eigenen Eigenschaften (Mikrowellen- und Millimeter-Wellenanwendungen) und hat höher
Polytetrafluorethylenharz ist derzeit das Polymermaterial mit der niedrigsten dielektrischen Konstante, und seine dielektrischen Eigenschaften und der dielektrischen Verlust können die Anforderungen von Kommunikationsbasisstationen im 5G-Feld entsprechen. Kupferverkleidete Laminate .
Darüber hinaus wird PTFE häufig im 5G-Feld verwendet, um semi-flexible Koaxialkabel, HF-Koaxialkabel, Radarantennenplatten usw. . herzustellen
2. Anwendung von PTFE in der Wasserstoffergieindustrie
Im Bereich der Wasserstoffenergie wird PTFE hauptsächlich zum Versiegeln von alkalischen Elektrolyzern sowie zur Stärkung der Protonenaustauschmembranen in PEM -Brennstoffzellen und der Wasserelektrolyse . verwendet
Bei alkalischen Elektrolyzentien sind Dichtungsdichtungen die Hauptkomponenten, die sowohl Versiegelungs- als auch Isolationsfunktionen aufweisen. alkaline tank sealing materials have undergone multiple iterations and upgrades such as asbestos rubber sheets-"cloth pads in one" diaphragm gaskets-polytetrafluoroethylene (PTFE) type filling gaskets. At present, the commonly used electrolyzer sealing gaskets in China are mainly PTFE type filling gaskets. PTFE ist gefüllt und modifiziert mit Verstärkungsfüllern wie Glasfaser, Aluminiumoxid und Graphit und dann geformt und gesintert, um Dichtungsdichtungen zu bilden .
In fuel cells and PEM water electrolysis, proton exchange membranes are developing towards thinness, but the life of thin homogeneous perfluorosulfonic acid membranes cannot meet the requirements of fuel cells and PEM water electrolysis. At present, the fuel cell proton membranes on the market are often composite proton exchange membranes, using ePTFE as a composite material and perfluorosulfonic acid Membran . Die erweiterte Polytetrafluorethylen-Membran (EPTFE) ist eine poröse dreidimensionale Netzmikrostruktur mit Mikrometer- oder Submikrometer-Spiegeln .
Gegenwärtig wird der globale EPTFE-Markt von einigen wenigen Herstellern wie Gore, Nitto Denko und Donaldson in den USA kontrolliert. . Inländische Panasien Microporöses hat das Übersee-Monopol erfolgreich durch kontinuierliche Erkundung und Brechen der EPTFE-Produktionstechnologie durch kontinuierliche Erkundung der EPTFE-Produktionstechnologie erfolgreich gebrochen. Ein großer Teil des High-End-Marktes .
3. PTFE -Modifikationstechnologie
Polytetrafluorethylen (PTFE) weist eine gute Wärmeresistenz, Isolierung, selbstlubrizierende Eigenschaften, Nicht-Entzündungsfähigkeit, Nicht-Stick und andere hervorragende Eigenschaften auf, da die starken Fluor-Kohlenstoff-Bindungen in seiner Zusammensetzung . gleichzeitig mit hoher Temperatur Resistenz und stabiler chemischer Eigenschaften und stabiler chemischen Eigenschaften und der Stabilität des chemischen Eigenschaften und der Stabilität, die die Fähigkeit zu widerstehen. Reputation von "The King of Plastics" . Es wird häufig in der Verteidigung, mechanischen Industrie und medizinischen Materialien verwendet, insbesondere im Bereich der Tribologie.
Aufgrund der Mängel von PTFE wie geringer Härte, einfacher Verschleiß und schlechter Kriechwiderstand unterliegt es bestimmte Einschränkungen in der tatsächlichen Anwendung und Produktion. Defekte von PTFE selbst, hauptsächlich einschließlich Oberflächenmodifikation, Mischmodifikation und Füllmodifikation ., unter ihnen, mischungsmodifizierende und füllende Modifikation werden hauptsächlich bei der Herstellung von Verbundmaterialien verwendet, während die chemische Modifikation der Oberflächenhilfe hauptsächlich auf Bindungsprobleme abzielt .}
1. Oberflächenänderung
PTFE hat eine sehr geringe Oberflächenaktivität und herausragende Nicht-Stickeligkeit, was den Grad der Adhäsion mit anderen Materialien . Oberflächenmodifikation verringert, kann nicht nur die Oberflächenträger und die Kompatibilität mit Füllstoffen verbessern, sondern auch die Oberflächenaktivität der Matrix-Material {. Die aktuelle chemische Modifikation der PTFE-Methode. sind Fluoridionen von Oberflächen zu entfernen und hochaktive Funktionsgruppen auf der Oberfläche zu transplantieren, um den Zweck der Verbesserung der Aktivität des Matrixmaterials . zu erreichen
Plasma modification bombards the surface of the sample with high-energy plasma, transfers energy to the molecules on the surface of the sample, causes thermal etching, crosslinking, degradation and oxidation reactions of the sample, and causes the CF bond and CC bond on the surface of the sample to break, generate a large number of free radicals or introduce certain polar groups, thereby optimizing the performance of the sample Oberfläche . Die Modifikation der materiellen Oberfläche durch Plasmabehandlung mit niedriger Temperatur kann in Plasmaoberfläche, Plasmabindung, Plasmadampfabscheidung, Plasma-Flüssigkeitsablagerung und Plasma-Oberflächenentransplantation . unterteilt werden, unterteilt werden.
High-energy radiation can trigger graft polymerization and give the polymer some unique properties, such as improving its hydrophilicity, biocompatibility, conductivity, etc. The radiation-treated PTFE surface can be directly grafted with hydrophilic monomers such as acrylic acid, acrylamide, styrene and styrene/maleic anhydride to form a layer of grafted polymer that is easy to bond, making the PTFE surface rough and increasing the bonding area. Commonly used radiation sources in radiation grafting include gamma rays such as cobalt-60, cesium-137 and strontium-90, as well as various types of accelerators such as X-ray tubes, linear accelerators and Cyclotrons .
PTFE can be treated with chemicals to improve its surface activity. These chemicals include sodium-naphthalene tetrahydrofuran solution, ammonia solution of metallic sodium, alkali metal amalgam, pentacarbonyl iron solution, etc. The sodium-naphthalene treatment solution is obtained by dissolving or complexing equal amounts of sodium and Naphthalin in aktiven Ether wie Tetrahydrofuran und Ethylenglykol -Dimethylether . Natrium überträgt die äußersten Elektronen an die leere Umlaufbahn von Naphthalin, um Anionen freie Radikale zu bilden, die dann Ionenpaare mit Natrium und eine große Menge der Resonanzenergie erlassen; Dann werden die Naphthalinanionen auf PTFE übertragen, die die CF-Bindung zerstören und einige Fluoratome auf der Oberfläche entfernen, wodurch eine karbonisierte Schicht und einige polare Gruppen auf der Pt-Fe-Oberfläche .} Es gibt aktive Gruppen wie Hydroxyl, Carbonyl und Carboxyl an der Oberfläche der behandelten PTFE, die sich der PTFE-PTFE-PTFE-PT-PTFE-Gruppe verbessert. Oberfläche .
2. Mischänderung
Das Grundprinzip der Mischung ist das Prinzip der ähnlichen Lösten wie der Löslichkeitswert und die Oberflächenspannung der gemischten Materialien. und ein Füllstoff, um andere Polymere zu verstärken.
POB hat einen hervorragenden Druckkriechwiderstand und hohe Härte {. Mischung mit PTFE kann die Mängel von PTFE ausgleichen und die mechanischen und tribologischen Eigenschaften von PTFE . verbessern und verbessern.
Im Gegensatz zu POB hat PPS eine hervorragende Verschleißresistenz, Lösungsmittelresistenz, Wärmeresistenz und einfache Herstellung . Es wird in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitet und andere Felder . Es kann auch als Matrix für superhydrophobe Beschichtungen verwendet werden. Selbstlubrizierende Fähigkeit . PPS mit PTFE ist eine ideale Wahl zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften von hydrophoben Beschichtungen .
PEEK and PTFE are both common matrix materials in solid lubricating composites. Cai Zhenjie et al. prepared PTFE-modified PEEK composites and studied the mechanical properties and wear mechanism. When the mass fraction of PTFE micropowder is 5%, the friction coefficient is reduced from 0 . 35 bis ungefähr 0 . 3, und der Volumenverschleiß wird minimiert. Dieser Verbundmaterial kann nicht nur im mechanischen Bereich, sondern auch im medizinischen Bereich verwendet werden.
Die Veränderung der Mischung ist einfacher und umweltfreie als oberflächenchemische Modifikation, aber im Allgemeinen nur mit Polymeren modifiziert, was die Zugabe anorganischer Füllstoffe wie Metalle, Keramik und Fasern begrenzt, was zu einer begrenzten Leistung bei der Verbesserung der Stärke, der Härte und der thermischen Leitfähigkeit von zusammengesetzten Materialien .}}}}} usw. Polymere . Die Oberfläche muss vor der Änderung behandelt werden, oder einige spezifische Komponenten müssen während des Änderungsprozesses hinzugefügt werden, um die Kompatibilität zu verbessern .
3. Füllungsänderung
Filling modified PTFE is a simple and effective method. Adding fillers and additives can significantly improve the mechanical properties of PTFE, especially creep and wear rate. Commonly used fillers include glass fiber, carbon fiber, graphite, molybdenum disulfide, bronze, steel, etc.
Graphit ist ein guter soliden Schmiermittel . Füllungsgraphit in PTFE kann nicht nur den Verschleiß von PTFE -Verbundwerkstoffen, sondern auch die thermische Leitfähigkeit und das schlechte Komprimierungskriechen von PTFE .}}}} reduzieren.
Molybdenum disulfide (MoS2) has a lower friction coefficient than graphite and is stable in nature, so it is widely used. However, the price of MoS2 is very high. The performance of tungsten disulfide (WS2) is not much different from that of MoS2, but WS2 has better dry friction performance. MoS2 and WS2 kann sowohl die Reibungsstabilität als auch die Verschleißresistenz von Verbundwerkstoffen verbessern und gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften verbessert. .. Im Vergleich zu reinem PTFE kann die Reibungsstabilität der WS2 -Füllung durch etwa 33 . 3% .}}} verbessert werden Wenn der zusammengesetzte Füllen verwendet wird.
Kohlefaser (vgl.) Hat eine hohe spezifische Festigkeit, einen hohen Modul, eine geringe Dichte, eine hervorragende Verschleißresistenz und Kriecheigenschaften . Kohlefaser sind für die Verringerung des Kriechens wesentlich Koeffizient . Kohlefaser ist stark Alkali und Hydrofluorsäure (Glasfaser kann diese beiden Säuren tolerieren) . Diese Teile sind sehr geeignet für die Herstellung von Automobilteilen wie Stoßdämpfer .} geeignet
GF wurde aufgrund seiner hohen Festigkeit, des hohen Moduls und des relativ niedrigen Preis
Kaliumtitanat Whisker (PTW) hat viel bessere mechanische Eigenschaften als häufig verwendete GF, CF usw. ., da die einzigartige stark geordnete Kristallstruktur .}} addition von ptw erheblich verbessern kann, was die Steifigkeit des Verbesserungswerks und der Härten des Verbesserungswerks und der Härte des Verbesserungswerks und der Härte des Verbesserungswerks und der Härte des Verbesserungswerks und der Härte des Verbesserungswerks und der Härte des Verbesserungswerks und der Härte des Verbesserungswerks und der Härte des Verschärfers und der Härte des Verhütungsmittels und der Härte des Verschärfs erheblich verbessern kann. Während Sie bei der Änderung von GF und CF einen anderen opfern und stabile chemische Eigenschaften aufweist, eine gute thermische Isolierung und Verschleißfestigkeit . Obwohl der Füll- und Modifikationseffekt von PTW besser ist als GF und CF, muss die Kompatibilität zwischen PTW und dem Matrixmaterial weiter verbessert werden {.}}}}}}
Mit Bronze gefüllter PTFE hat diese Verbindung eine ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit, was sie für Anwendungen mit extremen Lasten und Temperaturen sehr geeignet ist. .
IV . Zusammenfassung von PTFE
PTFE hat hervorragende umfassende Eigenschaften und ist die am weitesten verbreitete Vielfalt unter Fluoroplastik. Mit der Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie kann PTFE eine zunehmend wichtige Rolle spielen. Es kann nicht mehr auf die Marktnachfrage geraten, daher ist es zu einem unvermeidlichen Trend, um PTFE hauptsächlich Oberflächenmodifikation zu ändern. und hat im Grunde die Form- und Verarbeitungsmethoden von modifiziertem PTFE . im Vergleich zu Auslandsländern beherrscht
