پلی تترا فلوئورواتیلن PTFE

پلی تترا فلوئورواتیلن PTFE یک فلوئوروپلیمر مصنوعی از تترا فلوئورواتیلن است که کاربردهای متعددی دارد. نام تجاری رایج ترکیبات مبتنی بر PTFE تفلون است که در ابتدا این ترکیب را در سال 1938 کشف کرد.

پلی تترا فلوئورواتیلن یک جامد فلوروکربن است.این ماده  یک پلیمر با وزن مولکولی بالا است و  تماماً از کربن و فلوئور تشکیل می شود.PTFE آبگریز است نه آب و نه مواد حاوی آب  PTFE را خیس نمی کنند، زیرا فلوئوروکربن ها به دلیل قطبش پذیری الکتریکی پایین فلوئور، تنها نیروهای پراکندگی اندکی از خود نشان می دهند. PTFE یکی از کمترین ضرایب اصطکاک را در بین هر جامد دارد .

• تاریخچه

پلی تترا فلوئورواتیلن به طور تصادفی در سال 1938 توسط روی جی پلانکت کشف شد. هنگامی که پلانکت تلاش کرد کلروفلوروکربنی جدیدی بسازد گاز تترافلوئورواتیلن در بطری تحت فشار آن قبل از اینکه وزن بطری به نقطه ای کاهش یابد که سیگنال “خالی” را نشان می دهد، از جریان افتاد. از آنجایی که پلانکت مقدار گاز مصرفی را با وزن کردن بطری اندازه گیری می کرد او در مورد منبع وزن کنجکاو شد و در نهایت به جدا کردن بطری متوسل شد.

او متوجه شد که  یک ماده سفید داخل بطری را پر کرد و به طرز عجیبی لغزنده بود. تجزیه و تحلیل نشان داد که پرفلوئورواتیلن پلیمریزه شد و آهن از داخل ظرف به عنوان کاتالیزور در فشار بالا عمل می کند.

Kinetic Chemicals

در سال 1941، پلاستیک فلوئوردار جدید (مشابه با پلی اتیلن شناخته شده) را در سال 1941 ثبت کرد و علامت تجاری تفلون را در سال 1945 ثبت کرد .

در سال 1948 Kinetic Chemicals با مشارکت جنرال موتورز را تأسیس کرد و سالانه بیش از دو میلیون پوند (900 تن) پلی تترا فلوئورواتیلن با نام تجاری تفلون در پارکرسبورگ، ویرجینیای غربی تولید می کرد.

استفاده اولیه در پروژه منهتن به عنوان ماده ای برای پوشش دریچه ها و آب بندی لوله های حاوی هگزافلوورید اورانیوم بسیار واکنش پذیر در کارخانه عظیم غنی سازی اورانیوم K-25 در اوک ریج، تنسی بود.

در سال 1954، کولت گرگوار، همسر مهندس فرانسوی مارک گرگوار، از او خواست تا موادی را که برای ماهیگیری استفاده می‌کرد، روی تابه‌هایش امتحان کند.

او متعاقباً اولین تابه های نچسب با پوشش PTFE را با نام تجاری تفال (ترکیب «تف» از «تفلون» و «ال» از آلومینیوم) ایجاد کرد. در ایالات متحده که از این ماده در ظروف علمی استفاده می کرد، اولین ماهیتابه با پوشش PTFE ساخت ایالات متحده را در سال 1961 به بازار عرضه کرد. از آن زمان به بعد ظروف نچسب به یک محصول خانگی رایج تبدیل شد و اکنون توسط صدها تولید کننده در سراسر جهان عرضه می شود.

در دهه 1990، مشخص شد که PTFE می تواند در بالاترین نقطه ذوب خود در محیطی بدون اکسیژن به صورت متقاطع متصل شود. پلی تترا فلوئورواتیلن متقاطع خواص مکانیکی در دمای بالا و پایداری تابش را بهبود بخشید.

این مهم بود زیرا برای سال‌ها تابش در شرایط محیطی برای تجزیه پلی‌تترا فلوئورواتیلن برای بازیافت مورد استفاده قرار می‌گرفت. این بریدگی زنجیره ای ناشی از تشعشع به آن اجازه می دهد تا راحت تر دوباره آسیاب شود و دوباره مورد استفاده قرار گیرد.

• تولید

PTFE با پلیمریزاسیون رادیکال آزاد تترا فلوئورواتیلن تولید می شود.

n F2C=CF2 → −(F2C−CF2)n−

از آنجایی که تترافلوئورواتیلن می تواند به صورت انفجاری به تترافلورومتان CF4  و کربن تجزیه شود برای پلیمریزاسیون به دستگاه خاصی نیاز است تا از نقاط داغی که ممکن است این واکنش جانبی خطرناک را آغاز کنند جلوگیری شود.

این فرآیند معمولاً با پرسولفات آغاز می شود که برای تولید رادیکال های سولفات همولیز می شود:

[O3SO−OSO3]2− ⇌ 2 SO•−

از آنجایی که PTFE تقریباً در همه حلال ها به خوبی حل نمی شود، پلیمریزاسیون به صورت امولسیون در آب انجام می شود. این فرآیند سوسپانسیونی از ذرات پلیمری می دهد.

روش دیگر پلیمریزاسیون با استفاده از یک سورفکتانت مانند اسید پرفلوئورواکتان سولفونیک انجام می شود.

• خواص

PTFE یک پلیمر ترموپلاستیک است که در دمای اتاق یک جامد سفید رنگ با چگالی حدود 2200 کیلوگرم بر متر مکعب و نقطه ذوب 600 کلوین است.

استحکام، چقرمگی و روانکاری بالا را در دماهای پایین تا 5 درجه سانتیگراد و انعطاف پذیری خوب در دماهای بالاتر از 194 79 درجه سانتیگراد حفظ می کند.

PTFE خواص خود را از اثر انباشته پیوندهای کربن – فلوئور به دست می آورد، مانند همه فلوئوروکربن ها.

ضریب اصطکاک پلاستیک ها معمولاً در برابر فولاد صیقلی اندازه گیری می شود. ضریب اصطکاک PTFE 0.05 تا 0.10 است که سومین کمترین ماده جامد شناخته شده است .

می توان از PTFE برای جلوگیری از بالا رفتن حشرات از سطوح رنگ شده با مواد استفاده کرد. PTFE آنقدر لغزنده است که حشرات نمی توانند در دست بگیرند و تمایل به افتادن دارند.

به عنوان مثال PTFE برای جلوگیری از بالا رفتن مورچه ها از فورماریا استفاده می شود.

به دلیل خواص شیمیایی و حرارتی برتر PTFE اغلب به عنوان یک ماده واشر در صنایعی که نیاز به مقاومت در برابر مواد شیمیایی تهاجمی مانند داروها یا فرآوری های شیمیایی دارند استفاده می شود.

با این حال تا دهه 1990 PTFE به دلیل بی اثر بودن شیمیایی آن مانند یک الاستومر به  صورت متقاطع شناخته نشده بود. PTFE یک پلیمر شفاف فرابنفش UV  است .

هنگامی که در معرض پرتو لیزر اگزایمر قرار می‌گیرد به دلیل اثر نور گرمایی ناهمگن به شدت تخریب می‌شود.

• امکانات

1. مقاومت در برابر دما از 70 تا +260 درجه سانتیگراد.
2. سطح نچسب، آسان برای تمیز کردن.
3. مقاومت شیمیایی. در برابر حلال های آلی مختلف مقاوم باشد.
4. ثبات خوب در اندازه، استحکام بالا، عملکرد مکانیکی خوب.
5. مقاومت در برابر خستگی خمشی، و می تواند در چرخ های کوچکتر استفاده شود.
6. غیر سمی است و می تواند تقریباً در برابر تمام محصولات دارویی مقاومت کند.
7. اثبات آتش.
8. نفوذپذیری هوا تسمه نقاله می تواند گرما را کاهش دهد و راندمان خشک کردن را بهبود بخشد.

• کاربردها:

(هر صنعتی که نیاز به تسمه نقاله در جریان هوای گرما یا پردازش گرما دارد)

1. نساجی و رنگرزی: خشک کردن برای چاپ منسوجات، رنگرزی، کوچک کردن، پارچه های غیر بافته و در کوره های صنعتی.
2. خشک کن شل، افست، دستگاه پخت UV، خشک کردن روغن کاغذ، خشک کردن UV، خشک کردن چاپ پلاستیک.
3. خشک کردن موج با فرکانس بالا، خشک کردن مایکروویو، تبرید و یخ زدایی مواد غذایی، پخت، کاهش حرارت بسته بندی.

• در حال پردازش

پردازش PTFE می تواند دشوار و پرهزینه باشد زیرا دمای ذوب بالا 327 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای تجزیه اولیه و200 درجه سانتیگراد است حتی زمانی که مذاب می شود.

PTFE به دلیل ویسکوزیته مذاب بسیار بالا جریان نمی یابد ویسکوزیته و نقطه ذوب را می توان با گنجاندن مقدار کمی کومونومر مانند پرفلوئورو (پروپیل وینیل اتر) و هگزافلوئوروپروپیلنHFP  کاهش داد. اینها باعث می شوند که زنجیره PTFE کاملاً خطی منشعب شود و کریستالی بودن آن را کاهش دهد.

شرکت اندیشه داران صنعت ارائه دهنده ی انواع تفلون ها بصورت ورق،میلگرد وبوش می باشد .شما عزیزان می توانید جهت کسب اطلاعات بیشتر با مشاورین ما تماس حاصل فرمایید .