Extrusiemachine: Wat is PTFE (polytetrafluorethyleen)?

PTFE-estrusiemachine
PTFE (polytetrafluorethyleen) is een hoogwaardig, multifunctioneel fluorpolymeer dat is opgebouwd uit koolstof- en fluoratomen. De ontdekking van PTFE heeft de fluorpolymeergroep voorgoed veranderd en de weg vrijgemaakt voor een breed scala aan toepassingen.
Een van de meest voorkomende toepassingen van PTFE-materialen is de antiaanbaklaag voor keukengerei. Vanwege de niet-reactieve aard en de sterkte van de koolstof-fluorbinding wordt het vaak gebruikt bij de productie van leidingen en vaten voor reactieve en corrosieve chemicaliën.

Hoe wordt PTFE gemaakt?

Het productieproces van PTFE is zeer vergelijkbaar met dat van andere polymeren. Het wordt gemaakt door middel van vrije-radicaalpolymerisatie in een waterig medium, waarbij TFE-additiepolymerisatie in een intermitterend proces wordt toegepast.
De chemische structuur van PTFE is gelijk aan die van polyethyleen; het enige grote verschil is dat de waterstofatomen volledig zijn vervangen door fluor. De bereidingsmethoden van PTFE verschillen echter.PEEn PTFE is een heel ander materiaal.
De fluoratomen zijn groot en vormen een uniforme en continue omhullende laag rond de koolstof-koolstofbinding, waardoor het molecuul een goede chemische bestendigheid, elektrische inertheid en stabiliteit krijgt.

Interessante geschiedenis van PTFE –

Net als veel andere grote ontdekkingen werd PTFE per ongeluk ontdekt. ​​Roy J. Plunkett ontdekte het in 1938 tijdens zijn werk voor DuPont in New Jersey. Plunketts oorspronkelijke doel was om een ​​nieuw chloorfluorkoolwaterstofkoelmiddel te ontwikkelen. Het tetrafluorethyleengas in de drukfles stopte echter met stromen voordat het gewicht van de fles het signaal "leeg" bereikte.
Maar toen Plunkett de hoeveelheid verbruikt gas mat door de flessen te wegen, raakte hij geïnteresseerd in de bron van het gewicht en besloot hij uiteindelijk de flessen uit elkaar te halen.
Hij ontdekte dat de binnenkant van de fles bedekt was met een wit, wasachtig, glad materiaal. Dit materiaal werd later gepolymeriseerd perfluorethyleen genoemd, en het ijzer in de fles fungeerde als katalysator.
Het nieuwe materiaal werd in 1941 gepatenteerd door Kinetic Chemical Company als een nieuw gefluoreerd plastic, en het handelsmerk Teflon werd in 1945 geregistreerd. In 1961 werd de eerste in Amerika gemaakte pan met PTFE-coating op de markt gebracht onder de naam "The Happy Pan". Sindsdien is antiaanbakpannen uitgegroeid tot een van de meest voorkomende huishoudelijke producten, geproduceerd door duizenden fabrikanten wereldwijd.

Kenmerken en eigenschappen van PTFE –

PTFE is verkrijgbaar in drie hoofdvormen: korrels, dispersies op waterbasis en fijn poeder.
PTFE-korrels worden geproduceerd door suspensiepolymerisatie in een waterig medium met weinig of geen dispergeermiddel. PTFE-korrels worden hoofdzakelijk gebruikt bij compressie-, isostatische pers- en plunjerextrusieprocessen.
Op water gebaseerde PTFE-dispersies maken gebruik van dezelfde waterige polymerisatie, maar met meer dispergeermiddel en menging. Op water gebaseerde dispersies worden voornamelijk gebruikt in coatings en bij het gieten van films.
Fijn PTFE-poeder wordt gemaakt door gecontroleerde emulsiepolymerisatie van kleine witte deeltjes. Fijn PTFE-poeder kan door middel van pasta-extrusie of door toevoeging van additieven tot vlokken worden verwerkt om de slijtvastheid te verbeteren.
Andere opmerkelijke eigenschappen van PTFE zijn onder meer een uitstekende weerstand tegen hoge en lage temperaturen, elektrische isolatie, chemische inertheid, een lage wrijvingscoëfficiënt (0.08 statisch en 0.01 dynamisch) en antikleefeigenschappen over een breed temperatuurbereik (-260 tot 260 °C).
PTFE is een van de meest betrouwbare materialen als het gaat om chemische bestendigheid. Het wordt alleen aangetast door gesmolten alkalimetalen, organische halogeniden zoals chloortrifluoride (ClF3) en zuurstofdifluoride (OF2), en gasvormig fluor bij hoge temperaturen.
PTFE heeft ook indrukwekkende mechanische eigenschappen, maar is bij kamertemperatuur niet zo goed als andere technische kunststoffen. De toevoeging van vulstoffen is een succesvolle methode gebleken om dit probleem te verhelpen. Binnen het normale temperatuurbereik vertoont PTFE een aantal nuttige mechanische eigenschappen. Deze eigenschappen worden echter beïnvloed door verwerkingsvariabelen zoals sintertemperatuur, voorvormdruk, afkoelsnelheid, enz. Polymere eigenschappen zoals molaire massa, deeltjesgrootte en deeltjesgrootteverdeling kunnen de mechanische eigenschappen negatief beïnvloeden.
PTFE heeft uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen, een lage diëlektrische constante en een hoge isolatiespanning. De zeer lage diëlektrische constante (2.0) is het resultaat van de complexe symmetrische structuur van het macromolecuul.
PTFE-materialen vertonen ook goede thermische eigenschappen, zonder noemenswaardige degradatie onder de 440 °C.
Het is ook onderhevig aan degradatie door de lucht en straling, vanaf een dosis van 0.02 Mrad.
Traditionele PTFE-materialen hebben ook enkele nadelen, zoals de volgende:
Kruip en draag gevoelige kleding
Het kan niet worden bewerkt met smeltbewerkingstechnieken, en geschikte methoden zijn vaak onconventioneel en vernieuwend.
Moeilijkheden bij het deelnemen
Grote dimensionale veranderingen in de buurt van de glasovergangstemperatuur.
Lage stralingsweerstand
Bijtend en kan giftige dampen produceren.

Voordelen van het toevoegen van vulstoffen –
Het vulmiddel/additief is cruciaal voor het verhogen van de porositeit van de PTFE-verbinding en beïnvloedt daardoor de elektrische eigenschappen – het verlaagt de diëlektrische sterkte, terwijl het de diëlektrische constante en de dissipatiefactor verhoogt.
Vulstoffen kunnen de prestaties van PTFE bij hoge en lage temperaturen verbeteren.
De verandering in chemische eigenschappen hangt echter grotendeels af van het type additief dat wordt gebruikt. Over het algemeen levert dit ook positieve resultaten op.

Toepassingen –
Gefluoreerde thermoplasten worden doorgaans gebruikt in hoogwaardige toepassingen met hoge temperatuurbestendigheid, hoge zuiverheid, lage temperatuurbestendigheid, chemische inertheid, antikleef- en zelfsmørende eigenschappen. Hieronder volgen enkele van de meest voorkomende toepassingen van PTFE:
Technische toepassingen – lagers, antiaanbaklagen, klepzittingen, pluggen, fittingen, kleppen en pomponderdelen.
Medisch – Hartpatches, cardiovasculaire transplantaten, ligamentvervangingen.
Chemische industrie – coating van pompen, membranen, waaiers, warmtewisselaars, autoclaven, reactievaten, opslagtanks, containers, enz.
Automotive – klepstangafdichtingen, asafdichtingen, pakkingen, O-ringen, brandstofslangvoeringen, stuurbekrachtiging, transmissies, enz.
Elektronica en elektrische apparatuur – flexibele printplaten, elektrische isolatie, enz.

Beste technologie voor de verwerking van PTFE –
De starre polymeerketenstructuur van PTFE maakt het extreem moeilijk om het te verwerken met conventionele methoden zoals spuitgieten en extrusie. Bovendien helpen de extreem hoge smeltviscositeit en het hoge smeltpunt niet mee. De ideale verwerkingstechnologie voor poedermetallurgie is daarom uitermate geschikt voor PTFE.
Sinteren, compressievormen, persen, stempelen of pasta-extrusie, warmstempelen, bewerken en extruderen van voorgesinterde poeders op speciale machines.
Bij pasta-extrusie wordt PTFE gemengd met koolwaterstoffen, waarmee tape, buizen en draadisolatie worden gemaakt. De koolwaterstoffen verdampen voordat de onderdelen worden gesinterd.
Bedrijfstemperatuurbereik: -200°C tot 260°C.

Veel gestelde vragen -
1. Veroorzaakt PTFE kanker?
Het is aangetoond dat PTFE giftig is voor de menselijke gezondheid omdat het een kankerverwekkende stof bevat, PFOA genaamd. U hoeft zich echter geen zorgen te maken, want antiaanbaklagen van PTFE bevatten deze stof niet meer.
2. Waarvoor wordt PTFE-buis gebruikt?
Extrusiemachine voor kunststof buizen/platen: PTFE-buizen worden het meest gebruikt als laboratoriumbuizen, waar chemische bestendigheid en zuiverheid van het grootste belang zijn. PTFE heeft een extreem lage wrijvingscoëfficiënt en staat bekend als een van de meest gladde materialen die er zijn.
3. Wat voor soort plastic is PTFE?
PTFE is een thermoplastisch polymeer, een fluorpolymeer dat bestaat uit koolstof- en fluoratomen.
4. Waarvoor wordt PTFE-plaat gebruikt?
PTFE-platen worden gebruikt in diverse toepassingen, zoals PTFE-ingekapselde pakkingen en PTFE-afdichtingen. Ze bieden een uitstekende weerstand tegen gassen, water, chemicaliën, brandstoffen en oliën.