Peiriant allwthio: Beth yw PTFE (Polytetrafluoroethylene)

Peiriant estrusiwn PTFE
Mae polytetrafluoroethylene PTFE yn fflworopolymer perfformiad uchel, amlswyddogaethol sy'n cynnwys atomau carbon a fflworin. Mae PTFE yn un fflworopolymer o'r fath y mae ei ddarganfyddiad wedi chwyldroi'r grŵp fflworopolymer am byth ac wedi paratoi'r ffordd ar gyfer amrywiaeth eang o gymwysiadau.
Mae un o'r cymwysiadau cyffredin ar gyfer deunyddiau PTFE yn cynnwys haenau nad ydynt yn glynu ar gyfer llestri coginio cegin. Oherwydd ei natur an-adweithiol a chryfder y bond carbon-fflworin, fe'i defnyddir yn gyffredin wrth gynhyrchu pibellau a llestri ar gyfer cemegau adweithiol a chyrydol.

Sut mae PTFE yn cael ei wneud?

Mae proses weithgynhyrchu PTFE yn debyg iawn i unrhyw bolymer arall. Fe'i gwneir gan dechnoleg polymerization radical rhydd mewn cyfrwng dyfrllyd gan ddefnyddio polymerization ychwanegu TFE mewn proses ysbeidiol.
Mae strwythur cemegol PTFE yr un fath â strwythur polyethylen; yr unig wahaniaeth mawr yw bod yr atomau hydrogen wedi'u disodli'n llwyr gan fflworin. Fodd bynnag, mae dulliau paratoiPEac mae PTFE yn wahanol iawn.
Mae maint atomau fflworin yn fawr, mae'n ffurfio haen wain unffurf a pharhaus o amgylch y bond carbon-carbon, gan ddarparu gwrthiant cemegol da, anadweithiolrwydd trydanol a sefydlogrwydd i'r moleciwl.

Hanes diddorol PTFE –

Fel llawer o ddarganfyddiadau mawr eraill, darganfuwyd PTFE trwy ddamwain. Darganfuwyd ef gan Roy J. Plunkett gyntaf ym 1938 wrth weithio i Dupont yn New Jersey. Nod gwreiddiol Plunkett oedd creu oerydd clorofflworocarbon newydd. Fodd bynnag, stopiodd y nwy tetrafflworoethylen yn y botel bwysau lifo cyn i bwysau'r botel gyrraedd y signal "gwag".
Ond pan fesurodd Plunkett faint o nwy a ddefnyddiwyd drwy bwyso'r poteli, dechreuodd ymddiddori yn ffynhonnell y pwysau ac yn y pen draw penderfynodd ddatgymalu'r poteli.
Darganfu fod tu mewn y botel wedi'i orchuddio â deunydd llyfn cwyraidd gwyn. Yn ddiweddarach, cafodd ei alw'n berfflworoethylen polymeredig, ac roedd yr haearn y tu mewn i'r cynhwysydd yn gweithredu fel catalydd.
Cafodd y deunydd newydd ei batentu gan Kinetic Chemical Company ym 1941 fel plastig fflworinedig newydd, a chofrestrwyd y nod masnach Teflon ym 1945. Ym 1961, cafodd y badell gyntaf a wnaed yn America â gorchuddio PTFE ei marchnata yn yr Unol Daleithiau gyda'r enw “The Happy Pan.” Ers hynny, mae llestri coginio nad ydynt yn glynu wedi dod yn un o'r cynhyrchion cartref mwyaf cyffredin a gynhyrchir gan filoedd o weithgynhyrchwyr ledled y byd.

Nodweddion a phriodweddau PTFE –

Mae gan PTFE dair prif ffurf – gronynnau, gwasgariadau dŵr a phowdrau mân.
Cynhyrchir gronynnau PTFE trwy bolymeriad ataliad mewn cyfryngau dyfrllyd gydag ychydig iawn o wasgarydd neu ddim gwasgarydd o gwbl. Defnyddir gronynnau PTFE yn bennaf mewn dulliau cywasgu, gwasgu isostatig ac allwthio plymiwr.
Mae gwasgariadau PTFE sy'n seiliedig ar ddŵr yn defnyddio'r un polymerization dyfrllyd, gyda mwy o wasgarydd a chymysgu. Defnyddir gwasgariadau sy'n seiliedig ar ddŵr yn bennaf mewn haenau a dulliau castio ffilm.
Gwneir powdr mân PTFE trwy bolymerization emwlsiwn rheoledig o ronynnau gwyn bach. Gellir prosesu powdrau PTFE mân yn naddion trwy allwthio past neu ychwanegion i wella ymwrthedd i wisgo.
Mae priodweddau nodedig eraill PTFE yn cynnwys ymwrthedd rhagorol i dymheredd uchel ac isel, inswleiddio trydanol, anadweithioldeb cemegol, cyfernod ffrithiant isel (0.08 statig a 0.01 deinamig), a phriodweddau nad ydynt yn glynu dros ystod tymheredd eang (-260 i 260°C).
Mae PTFE yn un o'r deunyddiau mwyaf dibynadwy o ran ymwrthedd cemegol. Dim ond metelau alcalïaidd tawdd, halidau organig fel clorin trifflworid (ClF3) ac ocsigen difflworid (OF2), a fflworin nwyol ar dymheredd uchel y bydd yn ymosod arno.
Mae gan PTFE briodweddau mecanyddol trawiadol hefyd, ond nid yw cystal â phlastigau peirianneg eraill ar dymheredd ystafell. Mae ychwanegu llenwyr wedi profi i fod yn ddull llwyddiannus o oresgyn y rhwystr hwn. O fewn ei ystod tymheredd arferol, mae PTFE yn arddangos nifer o briodweddau mecanyddol defnyddiol. Mae'r priodweddau hyn hefyd yn cael eu rhwystro gan newidynnau prosesu fel tymheredd sinteru, pwysau rhagffurfio, cyfradd oeri, ac ati. Gall priodweddau polymer fel maint gronynnau màs molar a dosbarthiad maint gronynnau effeithio'n negyddol ar y priodweddau mecanyddol.
Mae gan PTFE briodweddau inswleiddio trydanol rhagorol, cysonyn dielectrig isel a foltedd gwrthsefyll inswleiddio. Mae'r cysonyn dielectrig isel iawn (2.0) yn ganlyniad i strwythur cymesur cymhleth y macromoleciwl.
Mae deunyddiau PTFE hefyd yn dangos priodweddau thermol da, heb ddirywiad sylweddol islaw 440 °C.
Mae hefyd yn destun dirywiad yn yr awyr ac ymosodiad ymbelydredd, gan ddechrau o ddos ​​o 0.02 Mrad.
Mae gan ddeunyddiau PTFE traddodiadol rai anfanteision hefyd. Fel a ganlyn:
Yn sensitif i gripian a gwisgo
Ni ellir ei brosesu gan ddulliau peiriannu cyflwr tawdd, a gall dulliau addas fod yn anghonfensiynol ac yn estynedig yn aml.
Anawsterau wrth ymuno
Newid dimensiynol uchel ger y tymheredd trawsnewid gwydr.
Gwrthiant ymbelydredd isel
Cyrydol ac yn dueddol o gynhyrchu mygdarth gwenwynig.

Manteision ychwanegu llenwyr –
Mae'r llenwr/ychwanegyn yn hanfodol i gynyddu mandylledd y cyfansoddyn PTFE ac felly mae'n effeithio ar y priodweddau trydanol – mae'n lleihau'r cryfder dielectrig wrth gynyddu'r cysonyn dielectrig a'r ffactor afradu.
Gall llenwyr wella perfformiad PTFE ar dymheredd uchel ac isel.
Mae'r newid mewn priodweddau cemegol yn dibynnu i raddau helaeth ar y math o ychwanegyn a ddefnyddir, fodd bynnag. Yn gyffredinol, mae hefyd yn gadael canlyniadau cadarnhaol.

Ceisiadau -
Fel arfer, defnyddir thermoplastigion fflworinedig mewn cymwysiadau perfformiad uchel gyda gwrthiant tymheredd uchel, purdeb uchel, tymheredd isel, anadweithiolrwydd cemegol, priodweddau nad ydynt yn glynu ac sy'n hunan-iro. Dyma rai o'r defnyddiau mwyaf cyffredin o PTFE:
Peirianneg – berynnau, arwynebau nad ydynt yn glynu, seddi falf, plygiau, ffitiadau, falfiau a rhannau pwmp.
Meddygol – Clytiau calon, impiadau cardiofasgwlaidd, amnewidiadau gewynnau.
Diwydiant cemegol – cotio pympiau, diafframau, impellers, cyfnewidwyr gwres, awtoclafau, llestri adwaith, tanciau storio, cynwysyddion, ac ati.
Modurol – seliau coesyn falf, seliau siafft, gasgedi, modrwyau-O, leininau pibellau tanwydd, llywio pŵer, trosglwyddiadau, ac ati.
Trydanol ac electroneg – byrddau cylched printiedig hyblyg, inswleiddio trydanol, ac ati.

Y dechnoleg orau ar gyfer prosesu PTFE –
Mae strwythur cadwyn polymer anhyblyg PTFE yn ei gwneud hi'n anodd iawn ei brosesu trwy ddulliau confensiynol fel mowldio chwistrellu ac allwthio. Serch hynny, nid yw ei gludedd toddi uchel iawn a'i dymheredd toddi uchel yn helpu. Mae'r dechnoleg brosesu ddelfrydol ar gyfer trin meteleg powdr yn addas iawn ar gyfer PTFE.
Sintro, mowldio cywasgu, gwasgu, stampio neu allwthio past, stampio poeth, peiriannu, ac allwthio powdrau wedi'u cyn-sinteru ar beiriannau arbennig.
Mae allwthio past yn cymysgu PTFE â hydrocarbonau a ddefnyddir i wneud tâp, tiwbiau ac inswleiddio gwifrau ohono. Mae'r hydrocarbonau'n anweddu cyn i'r rhannau gael eu sinteru.
Ystod weithredu -200°C i 260°C.

Cwestiynau a Ofynnir yn Aml -
1. A yw PTFE yn achosi canser?
Dangoswyd bod PTFE yn wenwynig i iechyd pobl oherwydd ei fod yn cynnwys sylwedd carsinogenig o'r enw PFOA. Fodd bynnag, nid oes angen poeni oherwydd nad yw haenau PTFE nad ydynt yn glynu yn cynnwys y sylwedd hwn mwyach.
2. Beth yw pwrpas pibell PTFE?
Peiriant allwthio pibell/dalen blastig: Defnyddir pibell PTFE amlaf fel tiwbiau labordy, lle mae ymwrthedd cemegol a phurdeb yn bwysicaf. Mae gan PTFE gyfernod ffrithiant isel iawn ac mae'n hysbys fel un o'r sylweddau mwyaf "llithrig" y gwyddys amdanynt.
3. Pa fath o blastig yw PTFE?
Mae PTFE yn polymer thermoplastig sy'n fflworpolymer sy'n cynnwys atomau carbon a fflworin.
4. Beth yw defnydd dalen PTFE?
Defnyddir dalen PTFE mewn amrywiaeth o gymwysiadau megis gasgedi wedi'u capsiwleiddio â PTFE a phacio PTFE. Mae ganddi wrthwynebiad rhagorol i nwyon, dŵr, cemegau, tanwyddau ac olewau.