Экструзійная машына: Што такое PTFE (політэтрафторэтылен)

Машына для экструзіі PTFE
Політэтрафторэтылен ПТФЭ — гэта высокапрадукцыйны, шматфункцыянальны фторпалімер, які складаецца з атамаў вугляроду і фтору. ПТФЭ — адзін з такіх фторпалімераў, адкрыццё якога назаўжды змяніла групу фторпалімераў і адкрыла шлях для шырокага спектру прымянення.
Адно з распаўсюджаных ужыванняў матэрыялаў PTFE - гэта антіпрыгарныя пакрыцці для кухоннага посуду. Дзякуючы сваёй нерэактыўнасці і трываласці сувязі вуглярод-фтор, ён шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці труб і ёмістасцяў для актыўных і агрэсіўных хімічных рэчываў.

Як вырабляецца PTFE?

Працэс вытворчасці PTFE вельмі падобны на любы іншы палімер. Ён вырабляецца з дапамогай тэхналогіі свабоднарадыкальнай палімерызацыі ў водным асяроддзі з выкарыстаннем адыцыйнай палімерызацыі TFE ў перыядычным працэсе.
Хімічная структура PTFE такая ж, як і ў поліэтылену; адзінае істотнае адрозненне заключаецца ў тым, што атамы вадароду цалкам заменены фторам. Аднак метады атрыманняPEі PTFE вельмі розныя.
Памер атамаў фтору вялікі, ён утварае аднастайны і бесперапынны пласт абалонкі вакол вуглярод-вугляроднай сувязі, тым самым забяспечваючы малекуле добрую хімічную ўстойлівасць, электрычную інертнасць і стабільнасць.

Цікавая гісторыя PTFE –

Як і многія іншыя вялікія адкрыцці, PTFE быў адкрыты выпадкова. Рой Дж. Планкет упершыню выявіў яго ў 1938 годзе, працуючы ў кампаніі Dupont у Нью-Джэрсі. Першапачатковай мэтай Планкета было стварэнне новага хларфторвугляроднага холадагенту. Аднак тэтрафторэтылен у балоне пад ціскам перастаў цячы, перш чым вага балону дасягнула сігналу «пусты».
Але калі Планкет вымераў колькасць выкарыстанага газу, узважваючы бутэлькі, ён зацікавіўся крыніцай вагі і ў рэшце рэшт вырашыў разабраць бутэлькі.
Ён выявіў, што ўнутраная паверхня бутэлькі пакрыта белым гладкім васковым матэрыялам. Пазней яго назвалі палімерызаваным перфторэтыленам, а жалеза ўнутры кантэйнера дзейнічала як каталізатар.
Новы матэрыял быў запатэнтаваны кампаніяй Kinetic Chemical Company ў 1941 годзе як новы фторзмяшчальны пластык, а гандлёвая марка Teflon была зарэгістравана ў 1945 годзе. У 1961 годзе першая амерыканская патэльня з пакрыццём з PTFE была прададзена ў ЗША пад назвай «Шчаслівая патэльня». З таго часу посуд з антіпрыгарным пакрыццём стаў адным з самых распаўсюджаных бытавых вырабаў, якія вырабляюцца тысячамі вытворцаў па ўсім свеце.

Характарыстыкі і ўласцівасці PTFE –

ПТФЭ мае тры асноўныя формы - гранулы, дысперсіі на воднай аснове і дробныя парашкі.
Гранулы ПТФЭ атрымліваюць шляхам суспензійнай палімерызацыі ў водным асяроддзі з невялікай колькасцю дыспергатару або без яго. Гранулы ПТФЭ ў асноўным выкарыстоўваюцца метадамі кампрэсіі, ізастатычнага прэсавання і поршневай экструзіі.
У дысперсіях ПТФЭ на воднай аснове выкарыстоўваецца тая ж водная палімерызацыя, з большай колькасцю дыспергуючага агента і змешвання. Дысперсіі на воднай аснове ў асноўным выкарыстоўваюцца ў пакрыццях і метадах ліцця плёнак.
Дробнапарашкасты PTFE вырабляецца шляхам кантраляванай эмульсійнай палімерызацыі дробных белых часціц. Дробнапарашкасты PTFE можа быць перапрацаваны ў шматкі шляхам экструзіі пасты або дадання дабавак для паляпшэння зносаўстойлівасці.
Іншыя прыкметныя ўласцівасці PTFE ўключаюць выдатную ўстойлівасць да высокіх і нізкіх тэмператур, электрычную ізаляцыю, хімічную інертнасць, нізкі каэфіцыент трэння (0.08 статычнага і 0.01 дынамічнага) і антіпрыгарныя ўласцівасці ў шырокім дыяпазоне тэмператур (ад -260 да 260°C).
ПТФЭ — адзін з самых надзейных матэрыялаў з пункту гледжання хімічнай устойлівасці. Ён будзе ўздзейнічаць толькі расплаўленымі шчолачнымі металамі, арганічнымі галагенідамі, такімі як трыфтарыд хлору (ClF3) і дыфтарыд кіслароду (OF2), і газападобным фторам пры высокіх тэмпературах.
ПТФЭ таксама валодае ўражлівымі механічнымі ўласцівасцямі, але пры пакаёвай тэмпературы ён не такі добры, як іншыя інжынерныя пластыкі. Даданне напаўняльнікаў аказалася паспяховым метадам пераадолення гэтай перашкоды. У межах нармальнага тэмпературнага дыяпазону ПТФЭ праяўляе шэраг карысных механічных уласцівасцей. Гэтыя ўласцівасці таксама пагаршаюцца такімі зменнымі працэсу, як тэмпература спякання, ціск у загатоўцы, хуткасць астуджэння і г.д. Такія ўласцівасці палімера, як малярная маса, памер часціц і размеркаванне памераў часціц, могуць негатыўна ўплываць на механічныя ўласцівасці.
ПТФЭ валодае выдатнымі электраізаляцыйнымі ўласцівасцямі, нізкай дыэлектрычнай пранікальнасцю і вытрымлівальнай напругай ізаляцыі. Вельмі нізкая дыэлектрычная пранікальнасць (2.0) з'яўляецца вынікам складанай сіметрычнай структуры макрамалекулы.
ПТФЭ-матэрыялы таксама дэманструюць добрыя цеплавыя ўласцівасці без значнай дэградацыі пры тэмпературы ніжэй за 440 °C.
Ён таксама схільны да паветрана-кропельнага разбурэння і радыяцыйнага ўздзеяння, пачынаючы з дозы 0.02 Мрад.
Традыцыйныя матэрыялы з PTFE таксама маюць некаторыя недахопы. Вось наступныя:
Адчувальнасць да паўзучасці і зносу
Яго нельга апрацаваць метадамі апрацоўкі ў расплаўленым стане, і прыдатныя метады часта могуць быць нетрадыцыйнымі і пашыранымі.
Цяжкасці з далучэннем
Высокае змяненне памераў паблізу тэмпературы шкловання.
Нізкая радыяцыйная ўстойлівасць
Каразійны і схільны да выпрацоўкі таксічных пароў.

Перавагі дадання напаўняльнікаў –
Напаўняльнік/дабаўка мае вырашальнае значэнне для павелічэння парыстасці PTFE-злучэння і, такім чынам, уплывае на электрычныя ўласцівасці - ён зніжае дыэлектрычную трываласць, павялічваючы пры гэтым дыэлектрычную пастаянную і каэфіцыент дысіпацыі.
Напаўняльнікі могуць палепшыць характарыстыкі PTFE пры высокіх і нізкіх тэмпературах.
Аднак змяненне хімічных уласцівасцей у значнай ступені залежыць ад тыпу выкарыстоўванай дабаўкі. У цэлым гэта таксама дае станоўчыя вынікі.

Праграмы -
Звычайна фторзмяшчальныя тэрмапласты выкарыстоўваюцца ў высокапрадукцыйных прыладах з высокай тэрмаўстойлівасцю, высокай чысцінёй, нізкай тэмпературай, хімічнай інертнасцю, антіпрыгарнымі і самазмазвальнымі ўласцівасцямі. Ніжэй прыведзены некаторыя з найбольш распаўсюджаных ужыванняў PTFE:
Інжынерыя — падшыпнікі, антіпрыгарныя паверхні, сядла клапанаў, коркі, фітынгі, клапаны і дэталі помпаў.
Медыцынскія паслугі — сардэчныя латкі, сардэчна-сасудзістыя трансплантаты, замена звязкаў.
Хімічная прамысловасць — пакрыццё помпаў, дыяфрагм, рабочых колаў, цеплаабменнікаў, аўтаклаваў, рэакцыйных сасудаў, рэзервуараў для захоўвання, кантэйнераў і г.д.
Аўтамабільная прамысловасць — сальнікі клапанаў, сальнікі вала, пракладкі, ўшчыльняльныя кольцы, укладышы паліўных шлангаў, гідраўзмацняльнік руля, трансмісіі і г.д.
Электратэхніка і электроніка — гнуткія друкаваныя платы, электрычная ізаляцыя і г.д.

Найлепшая тэхналогія для апрацоўкі PTFE –
Жорсткая палімерная ланцуговая структура ПТФЭ надзвычай ускладняе яго апрацоўку традыцыйнымі метадамі, такімі як ліццё пад ціскам і экструзія. Тым не менш, яго надзвычай высокая глейкасць расплаву і высокая тэмпература плаўлення не спрыяюць гэтаму. Ідэальная тэхналогія апрацоўкі для апрацоўкі парашковай металургіі добра падыходзіць для ПТФЭ.
Спяканне, фармаванне пад ціскам, прэсаванне, штампоўка або экструзія пасты, гарачае штампаванне, механічная апрацоўка і экструзія папярэдне спечаных парашкоў на спецыяльных машынах.
Экструзія пасты змешвае PTFE з вуглевадародамі, якія выкарыстоўваюцца для вырабу з яго стужак, трубак і ізаляцыі правадоў. Вугляводы выпараюцца перад спяканнем дэталяў.
Працоўны дыяпазон ад -200°C да 260°C.

Часта задаюць пытанні -
1. Ці выклікае PTFE рак?
Даказана, што PTFE таксічны для здароўя чалавека, бо змяшчае канцэрагеннае рэчыва пад назвай PFOA. Аднак няма падстаў для турботы, бо антіпрыгарныя пакрыцці з PTFE больш не ўтрымліваюць гэтага рэчыва.
2. Для чаго выкарыстоўваецца труба з ПТФЭ?
Экструзійная машына для пластыкавых труб/лістоў: трубы з ПТФЭ часцей за ўсё выкарыстоўваюцца ў якасці лабараторных труб, дзе хімічная ўстойлівасць і чысціня маюць найбольшае значэнне. ПТФЭ мае надзвычай нізкі каэфіцыент трэння і вядомы як адно з самых «слізкіх» рэчываў.
3. Які від пластыка ўяўляе сабой PTFE?
ПТФЭ - гэта тэрмапластычны палімер, які ўяўляе сабой фторпалімер, які складаецца з атамаў вугляроду і фтору.
4. Для чаго выкарыстоўваецца ліст PTFE?
Ліст з ПТФЭ выкарыстоўваецца ў розных сферах прымянення, такіх як пракладкі з ПТФЭ і ўшчыльняльнікі з ПТФЭ. Ён мае выдатную ўстойлівасць да газаў, вады, хімічных рэчываў, паліва і алеяў.