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PTFE特氟龙是如何制成的

发布时间:2020-5-7 23:10:32    浏览次数:    来源:www.cn-jiangxing.com

摘要: PTFE是疏水性的(由于氟的高电负性,它不会被水或任何含有水的物质弄湿),高度非反应性,并且是固体中最低的摩擦系数之一。 PTFE涂料是世界上最受欢迎的不粘产品之一。它具有出色的脱模离型能

 PTFE是疏水性的(由于氟的高电负性,它不会被水或任何含有水的物质弄湿),高度非反应性,并且是固体中最低的摩擦系数之一。 PTFE涂料是世界上最受欢迎的不粘产品之一。它具有出色的脱模离型能力,可以承受500°F的最高使用温度。该涂层的厚度通常为0.0003“-0.0008”。

PTFE在全球的年产量高达20万吨。 PTFE涂层的许多工业和特殊应用包括:

电缆绝缘低摩擦系数的机械零件有助于减少磨损和能耗。反应器和工厂设备的非反应性有助于避免被高腐蚀性反应物或产品腐蚀不粘锅具,例如煎锅,铁锅和平底锅医疗行业用于导管和移植材料的工业涂料PTFE涂层的起源故事

1938年,杜邦(Du Pont)的年轻科学家罗伊·普伦凯特(Roy Plunkett)在尝试制造新的氯氟烃制冷剂时意外发现了PTFE。 Plunkett希望通过使盐酸与四氟乙烯(TFE)反应来创建新的制冷剂。他将TFE气体存储在金属罐中,在测试过程中,他使用罐的重量来衡量每个实验中使用的TFE量。 1938年4月6日,普伦凯特(Plunkett)发现,尽管气压瓶的重量并未表明其已空,但没有气体流出。出于好奇,他决定检查重量的来源,最终诉诸于锯切金属罐。他发现压力瓶内部有白色片状粉末。 TFE与来自罐内部的铁作为催化剂聚合过夜。该新聚合物后来注册为Teflon特氟龙。

PTFE涂层是如何制成?

聚四氟乙烯(也称为Teflon特氟龙)由四种成分制成-氟石,氢氟酸,氯仿和水,它们在加热到1094-1652°F(590-900°C)之间的化学反应室内混合。产生PTFE涉及2个主要阶段和一系列反应。

TFE必须由氯仿(三氯甲烷),氢氟酸和萤石合成。这些成分在称为热解的过程中合并。 TFE易燃,运输风险很大。因此,必须在创建最终产品(PTFE)的现场执行此步骤。

接下来,借助少量的引发剂(如二琥珀酸过氧化物或过硫酸铵),通过自由基聚合将TFE聚合为PTFE。聚合过程的另一个关键成分是水。

生产PTFE的关键步骤可以总结如下:

氯仿(三氯甲烷)的生产

氯仿可通过使甲烷与氯化氢和氯气的混合物反应制得。这可以在液相或在气相中进行。化学反应是:

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

氯二氟甲烷的生产:

通过使氯仿与无水氟化氢反应,生成氯二氟甲烷。化学反应是:

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

生产四氟乙烯(TFE)

由于TFE具有很高的爆炸性,因此可在发生聚合反应的时间和地点现场生产,从而****限度地缩短了存储时间。在没有空气的情况下加热氯二氟甲烷(称为热解)会生成四氟乙烯(TFE)。化学反应式为:

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

一旦形成,TFE必须迅速冷却以避免逆反应和爆炸性分解。

TFE的聚合(用TFE制成PTFE)

尽管TFE聚合过程的许多细节是著名品牌的工业秘密,但有两种众所周知的生产PTFE的主要方法:悬浮聚合法和分散聚合法。第一种方法产生PTFE颗粒,可以将其加工成可成型的颗粒。后一种方法生产的乳状糊状PTFE可加工成细粉。



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