Magna tal-estrużjoni: X'inhu PTFE (Politetrafluworoetilen)

Magna tal-estrużjoni tal-PTFE
Il-politetrafluworoetilen PTFE huwa fluworopolimeru multifunzjonali ta' prestazzjoni għolja magħmul minn atomi tal-karbonju u tal-fluworin. It-PTFE huwa wieħed minn dawn il-fluworopolimeri li l-iskoperta tiegħu rivoluzzjonat il-grupp tal-fluworopolimeri għal dejjem u wittiet it-triq għal varjetà wiesgħa ta' applikazzjonijiet.
Waħda mill-applikazzjonijiet komuni għall-materjali PTFE tinkludi kisi li ma jwaħħalx għal oġġetti tat-tisjir tal-kċina. Minħabba n-natura mhux reattiva tiegħu u s-saħħa tar-rabta bejn il-karbonju u l-fluworin, huwa komunement użat fil-manifattura ta' pajpijiet u reċipjenti għal kimiċi reattivi u korrużivi.

Kif isir il-PTFE?

Il-proċess tal-manifattura tal-PTFE huwa simili ħafna għal kwalunkwe polimeru ieħor. Huwa magħmul permezz tat-teknoloġija tal-polimerizzazzjoni tar-radikali ħielsa f'mezz akweju bl-użu tal-polimerizzazzjoni taż-żieda tat-TFE fi proċess intermittenti.
L-istruttura kimika tal-PTFE hija l-istess bħal dik tal-polietilen; l-unika differenza ewlenija hija li l-atomi tal-idroġenu huma kompletament sostitwiti bil-fluworin. Madankollu, il-metodi ta' preparazzjoni ta'PEu l-PTFE huma differenti ħafna.
Id-daqs tal-atomi tal-fluworin huwa kbir, jifforma saff ta' għant uniformi u kontinwu madwar ir-rabta karbonju-karbonju, u b'hekk jipprovdi lill-molekula b'reżistenza kimika tajba, inerzja elettrika u stabbiltà.

Storja interessanti tal-PTFE –

Bħal ħafna skoperti kbar oħra, il-PTFE ġie skopert b'kumbinazzjoni. Roy J. Plunkett skoprieh għall-ewwel darba fl-1938 waqt li kien qed jaħdem għal Dupont fi New Jersey. L-għan oriġinali ta' Plunkett kien li joħloq refriġerant ġdid tal-klorofluworokarbonju. Madankollu, il-gass tat-tetrafluworoetilene fil-flixkun tal-pressjoni waqaf jiċċirkola qabel ma l-piż tal-flixkun laħaq is-sinjal "vojt".
Imma meta Plunkett kejjel l-ammont ta’ gass użat billi użin il-fliexken, beda jinteressa ruħu fis-sors tal-piż u eventwalment iddeċieda li jiżżarma l-fliexken.
Huwa skopra li l-intern tal-flixkun kien miksi b'materjal abjad lixx bħal xama'. Aktar tard ingħata l-isem ta' perfluoroetilene polimerizzat, u l-ħadid ġewwa l-kontenitur aġixxa bħala katalist.
Il-materjal il-ġdid ġie brevettat minn Kinetic Chemical Company fl-1941 bħala plastik fluworinat ġdid, u t-trademark tat-Teflon ġiet irreġistrata fl-1945. Fl-1961, l-ewwel taġen miksi bit-PTFE magħmul fl-Amerika tqiegħed fis-suq fl-Istati Uniti bl-isem “The Happy Pan.” Minn dakinhar, l-oġġetti tat-tisjir li ma jwaħħlux saru wieħed mill-aktar prodotti tad-dar komuni prodotti minn eluf ta’ manifatturi madwar id-dinja.

Karatteristiċi u proprjetajiet tal-PTFE –

Il-PTFE għandu tliet forom ewlenin – granuli, dispersjonijiet ibbażati fuq l-ilma u trabijiet fini.
Il-materjali tal-granuli PTFE huma prodotti permezz ta' polimerizzazzjoni ta' sospensjoni f'mezzi akweji bi ftit jew xejn dispersant. Il-materjali tal-granuli PTFE jintużaw prinċipalment f'metodi ta' kompressjoni, ippressar iżostatiku u estrużjoni bil-planġer.
Id-dispersjonijiet tal-PTFE bbażati fuq l-ilma jużaw l-istess polimerizzazzjoni akwea, b'aktar dispersant u taħlit. Id-dispersjonijiet ibbażati fuq l-ilma jintużaw prinċipalment fil-kisi u fil-metodi tal-ikkastjar tal-films.
Trab fin tat-PTFE huwa magħmul permezz ta' polimerizzazzjoni kkontrollata ta' emulsjoni ta' partiċelli bojod żgħar. Trab fin tat-PTFE jista' jiġi pproċessat fi qxur permezz ta' estrużjoni ta' pejst jew addittivi biex tittejjeb ir-reżistenza għall-użu.
Proprjetajiet notevoli oħra tal-PTFE jinkludu reżistenza eċċellenti għal temperaturi għoljin u baxxi, insulazzjoni elettrika, inerzja kimika, koeffiċjent baxx ta' frizzjoni (0.08 statiku u 0.01 dinamiku), u proprjetajiet li ma jwaħħlux fuq firxa wiesgħa ta' temperaturi (-260 sa 260°C).
It-PTFE huwa wieħed mill-aktar materjali affidabbli f'termini ta' reżistenza kimika. Jiġi attakkat biss minn metalli alkali mdewba, alidi organiċi bħat-trifluoridu tal-kloru (ClF3) u d-difluoridu tal-ossiġnu (OF2), u fluworidu gassuż f'temperaturi għoljin.
Il-PTFE għandu wkoll proprjetajiet mekkaniċi impressjonanti, iżda mhux tajjeb daqs plastiks oħra tal-inġinerija f'temperatura tal-kamra. Iż-żieda ta' fillers uriet li hija metodu ta' suċċess biex jingħeleb dan l-ostaklu. Fil-medda tat-temperatura normali tiegħu, il-PTFE juri numru ta' proprjetajiet mekkaniċi utli. Dawn il-proprjetajiet huma wkoll imfixkla minn varjabbli tal-ipproċessar bħat-temperatura tas-sinterizzazzjoni, il-pressjoni tal-preforma, ir-rata tat-tkessiħ, eċċ. Proprjetajiet tal-polimeru bħad-daqs tal-partiċelli tal-massa molari u d-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli jistgħu jaffettwaw b'mod negattiv il-proprjetajiet mekkaniċi.
It-PTFE għandu proprjetajiet eċċellenti ta' insulazzjoni elettrika, kostanti dielettrika baxxa u vultaġġ li jiflaħ l-insulazzjoni. Il-kostanti dielettrika baxxa ħafna (2.0) hija r-riżultat tal-istruttura simmetrika kumplessa tal-makromolekula.
Il-materjali tat-PTFE juru wkoll proprjetajiet termali tajbin, mingħajr degradazzjoni sinifikanti taħt il-440 °C.
Huwa wkoll suġġett għal degradazzjoni fl-arja u attakk mir-radjazzjoni, li jibda minn doża ta' 0.02 Mrad.
Il-materjali tradizzjonali tat-PTFE għandhom ukoll xi żvantaġġi. Bħal dawn li ġejjin:
Sensittiv għall-creep u l-użu
Ma jistax jiġi pproċessat b'metodi ta' makkinar fi stat imdewweb, u metodi adattati spiss jistgħu jkunu mhux konvenzjonali u estiżi.
Diffikultajiet biex tingħaqad
Bidla dimensjonali għolja qrib it-temperatura tat-tranżizzjoni tal-ħġieġ.
Reżistenza baxxa għar-radjazzjoni
Korrużiv u suxxettibbli li jipproduċi dħaħen tossiċi.

Vantaġġi taż-żieda ta' fillers –
Il-mili/addittiv huwa kritiku biex iżid il-porożità tal-kompost tal-PTFE u għalhekk jaffettwa l-proprjetajiet elettriċi – inaqqas is-saħħa dielettrika filwaqt li jżid il-kostanti dielettrika u l-fattur ta' dissipazzjoni.
Il-mili jista' jtejjeb il-prestazzjoni tal-PTFE f'temperaturi għoljin u baxxi.
Madankollu, il-bidla fil-proprjetajiet kimiċi tiddependi ħafna mit-tip ta' addittiv użat. B'mod ġenerali, tħalli wkoll riżultati pożittivi.

Applikazzjonijiet -
Normalment, it-termoplastiċi fluworinati jintużaw f'applikazzjonijiet ta' prestazzjoni għolja b'reżistenza għat-temperatura għolja, purità għolja, temperatura baxxa, inerzja kimika, proprjetajiet li ma jwaħħlux u awto-lubrikanti. Dawn li ġejjin huma wħud mill-aktar użi komuni tal-PTFE:
Inġinerija – berings, uċuħ li ma jwaħħlux, sedili tal-valvijiet, plaggs, fittings, valvijiet u partijiet tal-pompa.
Mediku – Garżi tal-qalb, tilqim kardjovaskulari, sostituzzjoni tal-ligamenti.
Industrija kimika – kisi ta' pompi, dijaframmi, impellers, skambjaturi tas-sħana, awtoklavi, reċipjenti ta' reazzjoni, tankijiet tal-ħażna, kontenituri, eċċ.
Awtomobbli – siġilli taz-zokk tal-valv, siġilli tax-xaft, gaskits, O-rings, inforri tal-pajpijiet tal-fjuwil, power steering, trasmissjonijiet, eċċ.
Elettriku u elettroniku – bordijiet taċ-ċirkwiti stampati flessibbli, insulazzjoni elettrika, eċċ.

L-aqwa teknoloġija għall-ipproċessar tal-PTFE –
L-istruttura riġida tal-katina tal-polimeru tat-PTFE tagħmilha estremament diffiċli biex tiġi pproċessata b'metodi konvenzjonali bħall-iffurmar bl-injezzjoni u l-estrużjoni. Madankollu, il-viskożità għolja ħafna tat-tidwib u t-temperatura għolja tat-tidwib ma jgħinux. It-teknoloġija ideali tal-ipproċessar għall-immaniġġjar tal-metallurġija tat-trab hija adattata sew għat-PTFE.
Sinterizzazzjoni, iffurmar bil-kompressjoni, ippressar, stampar jew estrużjoni bil-pejst, stampar bis-sħana, makkinar, u estrużjoni ta' trabijiet pre-sinterizzati fuq magni speċjali.
L-estrużjoni tal-pejst tħallat it-PTFE ma' idrokarburi użati biex jagħmlu tejp, tubi u insulazzjoni tal-wajer minnu. L-idrokarburi jevaporaw qabel ma l-partijiet jiġu sinterizzati.
Firxa ta' tħaddim -200°C sa 260°C.

Mistoqsijiet Frekwenti -
1. Il-PTFE jikkawża l-kanċer?
Intwera li l-PTFE huwa tossiku għas-saħħa tal-bniedem għax fih sustanza karċinoġenika msejħa PFOA. Madankollu, m'hemmx għalfejn tinkwieta għax il-kisi nonstick tal-PTFE m'għadux fih din is-sustanza.
2. Għal xiex jintuża l-pajp tat-PTFE?
Magna tal-estrużjoni tal-pajpijiet/folji tal-plastik: Il-pajpijiet tat-PTFE jintużaw l-aktar bħala tubi tal-laboratorju, fejn ir-reżistenza kimika u l-purità huma l-aktar importanti. It-PTFE għandu koeffiċjent ta' frizzjoni estremament baxx u huwa magħruf li huwa wieħed mis-sustanzi l-aktar "żliq" magħrufa.
3. X'tip ta' plastik huwa l-PTFE?
PTFE huwa polimeru termoplastiku li huwa fluworopolimeru li jikkonsisti minn atomi tal-karbonju u tal-fluworin.
4. X'inhu l-użu tal-folja tat-PTFE?
Folja tat-PTFE tintuża f'varjetà ta' applikazzjonijiet bħal gaskits inkapsulati tat-PTFE u ippakkjar tat-PTFE. Għandha reżistenza eċċellenti għall-gassijiet, l-ilma, il-kimiċi, il-fjuwils u ż-żjut.