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PTFE特氟龍是如何製成的

發布時間:2020-5-7 23:10:32    瀏覽次數:    來源:www.metal-china.com.cn

摘要: PTFE是疏水性的(由於氟的高電負性,它不會被水或任何含有水的物質弄濕),高度非反應性,並且是固體中最低的摩擦係數之一。 PTFE塗料是世界上最受歡迎的不粘產品之一。它具有出色的脫模離型能

 PTFE是疏水性的(由於氟的高電負性,它不會被水或任何含有水的物質弄濕),高度非反應性,並且是固體中最低的摩擦係數之一。 PTFE塗料是世界上最受歡迎的不粘產品之一。它具有出色的脫模離型能力,可以承受500°F的最高使用溫度。該塗層的厚度通常為0.0003“-0.0008”。

PTFE在全球的年產量高達20萬噸。 PTFE塗層的許多工業和特殊應用包括:

電纜絕緣低摩擦係數的機械零件有助於減少磨損和能耗。反應器和工廠設備的非反應性有助於避免被高腐蝕性反應物或產品腐蝕不粘鍋具,例如煎鍋,鐵鍋和平底鍋醫療行業用於導管和移植材料的工業塗料PTFE塗層的起源故事

1938年,杜邦(Du Pont)的年輕科學家羅伊·普倫凱特(Roy Plunkett)在嚐試製造新的氯氟烴製冷劑時意外發現了PTFE。 Plunkett希望通過使鹽酸與四氟乙烯(TFE)反應來創建新的製冷劑。他將TFE氣體存儲在金屬罐中,在測試過程中,他使用罐的重量來衡量每個實驗中使用的TFE量。 1938年4月6日,普倫凱特(Plunkett)發現,盡管氣壓瓶的重量並未表明其已空,但沒有氣體流出。出於好奇,他決定檢查重量的來源,最終訴諸於鋸切金屬罐。他發現壓力瓶內部有白色片狀粉末。 TFE與來自罐內部的鐵作為催化劑聚合過夜。該新聚合物後來注冊為Teflon特氟龍。

PTFE塗層是如何製成?

聚四氟乙烯(也稱為Teflon特氟龍)由四種成分製成-氟石,氫氟酸,氯仿和水,它們在加熱到1094-1652°F(590-900°C)之間的化學反應室內混合。產生PTFE涉及2個主要階段和一係列反應。

TFE必須由氯仿(三氯甲烷),氫氟酸和螢石合成。這些成分在稱為熱解的過程中合並。 TFE易燃,運輸風險很大。因此,必須在創建最終產品(PTFE)的現場執行此步驟。

接下來,借助少量的引發劑(如二琥珀酸過氧化物或過硫酸銨),通過自由基聚合將TFE聚合為PTFE。聚合過程的另一個關鍵成分是水。

生產PTFE的關鍵步驟可以總結如下:

氯仿(三氯甲烷)的生產

氯仿可通過使甲烷與氯化氫和氯氣的混合物反應製得。這可以在液相或在氣相中進行。化學反應是:

CH4(g)+ 3Cl2(g)-> CHCl3(g)+ 3HCl(g)

氯二氟甲烷的生產:

通過使氯仿與無水氟化氫反應,生成氯二氟甲烷。化學反應是:

CHCl3(g)+ 2HF(g)-> CHCIF2(g)+ 2HCl(g)

生產四氟乙烯(TFE)

由於TFE具有很高的爆炸性,因此可在發生聚合反應的時間和地點現場生產,從而最大限度地縮短了存儲時間。在沒有空氣的情況下加熱氯二氟甲烷(稱為熱解)會生成四氟乙烯(TFE)。化學反應式為:

2CHClF2(g)-> C2F4(g)+ 2HCl(g)

一旦形成,TFE必須迅速冷卻以避免逆反應和爆炸性分解。

TFE的聚合(用TFE製成PTFE)

盡管TFE聚合過程的許多細節是著名品牌的工業秘密,但有兩種眾所周知的生產PTFE的主要方法:懸浮聚合法和分散聚合法。第一種方法產生PTFE顆粒,可以將其加工成可成型的顆粒。後一種方法生產的乳狀糊狀PTFE可加工成細粉。



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