acoperire ptfe. Fluoroplastic (Teflon) este un material unic rezistent chimic

Fluoroplasticele sunt o clasă de polimeri și copolimeri pe bază de fluor. Descoperirea materialului s-a produs întâmplător în 1938, când americanul Roy J. Plunkett studia proprietățile unui nou agent frigorific, clorofluorocarbon. Într-o zi, a descoperit o pulbere albă necunoscută pe pereții recipientelor cu gaz pompat sub presiune mare. Raționând că acesta este un produs de polimerizare, el a decis să investigheze proprietățile noii substanțe. Aceste proprietăți s-au dovedit a fi atât de extraordinare încât compania DuPont a brevetat-o ​​în 1941 sub numele de „Teflon” și a început să caute aplicații practice pentru el.

În 1947, au început lucrările la producerea unui analog intern - fluoroplastic.

Proprietăți

Material alb, alunecos și neted la atingere, asemănător ca aspect cu parafina sau polietilena. Refractar, neinflamabil, rezistent la căldură și îngheț, păstrează elasticitatea în intervalul de temperatură de la -70 la +270 °C. Este disponibil și fluoroplastic transparent, dar este mai puțin rezistent la căldură, rezistând de obicei la încălzire până la 120 ° C.
- Are rezistență electrică mare, material dielectric și izolator excelent.
- Are o aderență redusă revoluționară - atât de mult încât au trebuit dezvoltate tehnologii speciale pentru a asigura lipirea fiabilă a stratului de teflon pe alte suprafețe.
- Coeficientul de frecare și alunecare este extrem de scăzut, ceea ce îl face un lubrifiant popular.
- Nu se teme de lumină și nu transmite radiații UV, nu se umflă în apă și nu este umezit de lichide, inclusiv uleiuri.
- Fluoroplasticele sunt bine prelucrate, sunt turnate, laminate, găurite, măcinate și presate.
- Inert pentru țesutul uman, deci potrivit pentru fabricarea de implanturi, de exemplu, valve cardiace, proteze, vase artificiale.

Fluoroplasticele sunt rezistente la cei mai concentrați acizi și alcaline, nu reacționează cu acetona, alcoolul, eterul și nu sunt susceptibile la efectele distructive ale enzimelor, mucegaiului și ciupercilor. În ceea ce privește rezistența chimică, acestea depășesc toți polimerii cunoscuți și chiar metalele precum aurul și platina. Ele sunt distruse numai de fluor, fluor de fluor și metale alcaline topite.

La temperaturi peste 270 °C ele încep să se descompună, eliberând, printre alte substanțe, gaz perfluoroizobutilen foarte otrăvitor. Teflonul și vasele acoperite cu teflon sunt sigure atâta timp cât nu sunt supraîncălzite sau arse. Particulele de acoperire care intră în alimente nu sunt digerate și sunt excretate neschimbate prin intestine.

Dezavantajul fluoroplasticului este fluiditatea acestuia, din cauza căreia nu poate fi utilizat în forma sa pură sub sarcină și pentru forme structurale mari.

Aplicație

Fluoroplasticele au găsit o largă aplicație în diverse domenii. Sunt produse sub formă de pulbere, soluție apoasă (un amestec de praf fluoroplastic cu apă), peliculă subțire, semifabricate presate, care sunt transformate în părți ale dispozitivelor și mașinilor prin prelucrare mecanică.

Fluoroplastica este utilizată în domeniul militar, aviației, tehnologia spațială, inginerie electrică și electronică radio și inginerie mecanică. În inginerie electrică și electronică radio, ele sunt utilizate pentru a face materiale izolante și în mașini și mașini-unelte - rulmenți, garnituri, șaibe și alte unități de frecare, precum și părți ale structurilor complexe. La lubrifianți se adaugă fluoroplastic fin dispersat. Multe părți și suprafețe sunt acoperite cu un strat subțire de substanță pentru a proteja împotriva coroziunii.

În industria chimică este utilizat pentru producția de containere, acoperiri de conducte, furtunuri și piese rezistente la medii agresive, temperaturi scăzute și ridicate și presiune ridicată.

Fluoroplasticele sunt utilizate în producția de textile pentru a produce țesături cu proprietăți de respingere a murdăriei și a apei, rezistente la căldură, rezistente la uzură și mirosuri neabsorbante.

În medicină, protezele și implanturile sunt fabricate din acest polimer.

Este folosit pe benzile transportoare pentru producerea de spumă plastică în industria construcțiilor.

În industria alimentară, tăvile de copt, matrițele, cuptoarele, fiarele pentru vafe, grătarele, aparatele de cafea și ustensilele acoperite cu teflon sunt foarte populare.

Teflonul se găsește în viața de zi cu zi pe vasele cu acoperire antiaderență și antiaderență, pe lamele de ras (pentru a le crește durata de viață), pe plăcile pentru fier de călcat și pe mesele de călcat, în mașinile de pâine, vasele de cafea și în aparatele de încălzire. .

Este folosit în entomologie atunci când se păstrează insecte care nu zboară - acestea nu pot urca pe pereții netezi de fluoroplastic ai casei, adică nu pot scăpa.

Prin magazinul online Prime Chemicals Group puteți comanda sticlă chimică fluoroplastică, pâlnii și recipiente reactoare din fluoroplastic de înaltă calitate.

Datele sunt date pentru condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu se specifică altfel., Politetrafluoretilenă teflon sau fluoroplast -4

(-C 2 F 4 -) n este un polimer de tetrafluoretilenă (PTFE), un plastic care are proprietăți fizice și chimice rare și este utilizat pe scară largă în tehnologie și în viața de zi cu zi. Cuvântul „Teflon” este o marcă înregistrată a DuPont Corporation. Denumirea comună a substanței este „politetrafluoretilenă” sau „fluoropolimer”. În URSS și Rusia, numele tehnic tradițional pentru acest material este.

fluoroplastic

Politetrafluoretilena a fost descoperită în aprilie 1938 de către chimistul Roy Plunkett de la Kinetic Chemicals, în vârstă de 27 de ani, care a descoperit accidental acel gaz tetrafluoretilenă pe care l-a pompat în cilindri sub presiune polimerizat spontan într-o pulbere albă asemănătoare parafinei. În 1941, Kinetic Chemicals a primit un brevet pentru teflon, iar în 1949 a devenit o divizie a companiei americane DuPont.

Proprietăți

Fizic

Teflonul este o substanță albă, transparentă, într-un strat subțire, care seamănă cu parafina sau polietilena. Densitatea conform GOST 10007-80 de la 2,18 la 2,21 g/cm3. Are rezistență ridicată la căldură și îngheț, rămâne flexibil și elastic la temperaturi de la -70 la +270 °C, un material izolant excelent. Teflonul are o tensiune superficială și aderență foarte scăzute și nu este umezit de apă, grăsimi sau majoritatea solvenților organici.

Fluoroplasticul este un material moale și curgător și, prin urmare, are o utilizare limitată în structurile încărcate. Are aderență foarte scăzută (lipiciozitate).

DuPont specifică temperatura de topire conform ASTM D3418 pentru diferite tipuri de teflon de la 260 °C la 327 °C.

Chimic

În ceea ce privește rezistența chimică, depășește toate materialele sintetice și metalele nobile cunoscute. Nu este distrus sub influența alcalinelor, acizilor și chiar a unui amestec de acizi azotic și clorhidric. Distrus de metale alcaline topite, fluor și trifluorura de clor.

Productie

Produsele din f-4 sunt produse prin presare la rece urmată de coacere la o temperatură de 365±5 °C. Procesul de presare are loc dintr-o emulsie apoasă de PTFE în prezența unui agent activ de suprafață (de exemplu, acizi perfluorooctan sau perfluorooctansulfonic), care stabilizează emulsia și face posibilă producerea politetrafluoretilenei dispersate în apă.

Principalul producător de fluoroplastic din Rusia este Uzina chimică Kirovo-Chepetsk, numită după Konstantinov, Kirovo-Chepetsk, Regiunea Kirov.

Aplicație

Industrie și tehnologie

Datorită inerției sale chimice, hidrofobiei și fluidității, materialul este utilizat pe scară largă pentru etanșarea conexiunilor filetate și cu flanșe (bandă FUM).

Lubrifiere

Fluoroplasticul (Teflon) este un excelent material anti-frecare cu un coeficient de frecare de alunecare care este cel mai mic dintre orice material structural cunoscut disponibil (chiar mai mic decât cel al gheții care se topește). Datorită moliciunii și fluidității lor, lagărele de alunecare fluoroplastice solide sunt rar utilizate. În unitățile cu încărcare mare, se folosesc rulmenți metalici de căptușeală fluoroplastică și curele de susținere metalice fluoroplastice. Un astfel de element de alunecare poate rezista la zeci de kilograme pe milimetru pătrat și constă dintr-o bază metalică pe care se aplică o acoperire fluoroplastică.

Electronică

Teflonul este utilizat pe scară largă în tehnologia de înaltă frecvență deoarece, spre deosebire de polietilenă sau polipropilena cu proprietăți similare, are o constantă dielectrică care variază foarte puțin în funcție de temperatură, o tensiune mare de rupere și pierderi dielectrice extrem de mici. Aceste proprietăți, împreună cu rezistența la căldură, determină utilizarea sa pe scară largă ca izolație a firelor, în special a celor de înaltă tensiune, a tot felul de piese electrice, în fabricarea de condensatoare de înaltă calitate și a plăcilor de circuite imprimate.

În echipamentele electronice cu destinații speciale, cablurile cu izolație fluoroplastică, rezistente la medii agresive și temperaturi ridicate, sunt utilizate pe scară largă - fire de MGTF, MS și o serie de alte mărci. Este imposibil să topești un fir în izolație de teflon cu un fier de lipit. Dezavantajul fluoroplasticului este fluiditatea sa ridicată la rece: dacă țineți un fir în izolație fluoroplastică sub sarcină mecanică (de exemplu, puneți un picior de mobilă pe el), firul poate deveni expus după ceva timp.

Medicament

Datorită compatibilității sale biologice cu corpul uman, politetrafluoretilena este utilizată cu succes pentru fabricarea de implanturi pentru chirurgie cardiovasculară și generală, stomatologie și oftalmologie. Teflonul este considerat cel mai potrivit material pentru producerea de vase de sânge artificiale și stimulatoare cardiace. În 2011, a fost folosit pentru prima dată pentru chirurgia plastică a septului nazal deteriorat și a pereților sinusurilor paranazale în loc de ochiuri de titan. După 12-15 luni, implantul se dizolvă complet și este înlocuit cu țesutul propriu al pacientului.

Teflonul este folosit și în producția altor aparate electrocasnice. Învelișul de teflon sub formă de peliculă subțire este aplicat lamelor de ras, ceea ce prelungește semnificativ durata de viață a acestora și facilitează bărbierirea.

Îngrijirea vaselor de gătit acoperite cu teflon

Acoperirea cu teflon nu este foarte durabilă, așa că atunci când gătiți în astfel de feluri de mâncare, ar trebui să utilizați numai accesorii moi - din lemn, plastic sau acoperite cu plastic (spatule, oale etc.). Vasele acoperite cu teflon trebuie spălate în apă caldă cu un burete moale, cu adaos de detergent lichid, fără a folosi bureți abrazivi sau paste de curățare. Evitați supraîncălzirea și prăjirea la foc mare.

Pânză

În producția de îmbrăcăminte modernă de înaltă tehnologie, sunt utilizate materiale membranare pe bază de politetrafluoretilenă expandată.

Prin deformarea fizică a teflonului se obține o peliculă poroasă subțire, care se aplică pe țesături și se folosește la cusut haine. Materialele cu membrană, în funcție de caracteristicile de fabricație, pot avea atât proprietăți de rezistență la vânt, cât și de impermeabilizare, în timp ce dimensiunea normală a porilor membranei de politetrafluoretilenă permite materialului să transmită eficient evaporarea din corpul uman.

Există un material cu membrană din politetrafluoretilenă pe bază de material care permite trecerea aerului, dar nu permite trecerea vântului.

• Gore-Tex este o țesătură cu membrană impermeabilă și respirabilă.

Alte produse

Produse în producția cărora se utilizează teflon:

Pericolele politetrafluoretilenei

Posibilul impact negativ al politetrafluoretilenei asupra sănătății umane a făcut obiectul unor opinii controversate de mulți ani. Polimerul în sine este foarte stabil și inert în condiții normale. Politetrafluoretilena nu reacționează cu alimentele, apa și substanțele chimice de uz casnic.

Politetrafluoretilena este inofensivă atunci când este ingerată. Organizația Mondială a Sănătății a cerut Organizației Internaționale pentru Controlul Cancerului să efectueze un experiment pe șobolani. Experiența a arătat că atunci când este consumat în alimente până la 25% politetrafluoretilenă, nu are efect. Acest studiu a fost realizat în anii 1960 și din nou în anii 1980 pe o populație generală de șobolani care consuma 25% din consumul total de PTFE în fiecare zi.

Cercetările experților francezi, care au publicat rezultatele unui studiu de laborator pe 13 eșantioane de tigăi în jurnalul 60 Millions de Consomateurs, confirmă siguranța stratului antiaderent. Revista franceză relatează că testele au dovedit că tigăile sunt complet sigure. Toate probele au trecut cu succes testul după ce au frecat suprafețele cu un material abraziv de o mie de ori în două cicluri.

Fluoroplasticul este potențial periculos din punct de vedere biologic în două cazuri: în timpul producției și când polimerul finit se supraîncălzește. Producția de polimeri folosește substanțe toxice și cancerigene care pot pătrunde în mediu atât prin scurgeri, cât și sub formă de contaminare industrială a produsului finit. Când fluoroplastul este supraîncălzit, are loc descompunerea termică cu eliberarea de substanțe toxice.

Poluare industrială

Principala sursă de riscuri biologice în producția de fluoropolimeri este considerată a fi acidul perfluorooctanic (PFOA). Acest compus a fost folosit în SUA încă din anii 50 ai secolului XX. Primele informații despre impactul asupra sănătății au fost obținute la fabricile 3M și DuPont în anii 60. În anii 80, grupurile științifice s-au alăturat studiului efectelor biologice. La sfârșitul anilor 1990, autoritățile de reglementare din SUA au atras atenția asupra problemei, ceea ce a dus la recunoașterea pericolului substanței și la reglementarea concentrațiilor maxime. Procesele din Statele Unite au fost modificate pentru a elimina complet PFOA. Au fost lansate campanii la scară largă pentru a monitoriza concentrațiile de PFOA și a clarifica impactul acestuia asupra sănătății umane.

DuPont a primit sute de milioane de dolari în procese din partea lucrătorilor companiei și a comunităților învecinate pentru afirmații de sănătate și acoperirea pericolelor de producție. În 2006, DuPont, până atunci singurul producător de PFOA din Statele Unite, a fost de acord să elimine reactivul rămas din instalațiile sale până în 2015. Potrivit informațiilor oficiale ale companiei, din ianuarie 2012, DuPont nu a folosit PFOA în producția de vase de gătit și vase de copt.

Se știe că acidul perfluorooctanoic se descompune la o temperatură de 190 ºС, în timp ce procesul tehnologic de sinterizare a bazei unei tigaii antiaderente are loc la o temperatură de 420 ºС. Prin urmare, se presupune că procesul este puțin probabil să conțină PFOA în tigaia finită. Cu toate acestea, un studiu efectuat în 2005 a constatat niveluri de PFOA în acoperirile cu PTFE pe vase de gătit noi, variind de la 4 la 75 µg/kg (cu folie alimentară de până la 1.800 µg/kg și ambalaje de floricele de porumb până la 290 µg/kg).

Studii europene independente au arătat că acoperirile antiaderente nu conțin PFOA în cantități care depășesc limitele de siguranță acceptabile. Academia Chineză de Calitate, Inspecție și Carantină (GAQSIQ) și Institutul Danez de Tehnologie confirmă că nu a fost detectată nicio expunere la PFOA utilizat în vasele de gătit. .

În Rusia nu există documente de reglementare care să limiteze contaminarea industrială a fluoroplasticului, care poate afecta negativ calitatea produselor care conțin fluoroplastic.

Descompunerea termică a politetrafluoretilenei

Viteza de piroliză a teflonului depinde de gradul de polimerizare. Semnele de descompunere sunt detectate la o temperatură de 200 °C. Procesul este relativ lent până la 420 °C. La temperaturi de la 500 °C la 550 °C, pierderea în greutate ajunge la 5-10% pe oră în medii inerte, accelerând brusc în prezența oxigenului atmosferic. La temperaturi cuprinse între 300 și 360 °C, produșii de descompunere sunt predominant hexafluoretan și octafluorociclobutan. Peste 380 °C, apar perfluoroizobutilenă și alte produse de piroliză.

Dintre produsele de descompunere termică a politetrafluoretilenei, perfluoroizobutilena este considerată cea mai periculoasă - un gaz extrem de otrăvitor, care este de aproximativ 10 ori mai otrăvitor decât fosgenul.

Produșii de descompunere termică provoacă o imagine a otrăvirii care amintește de febra turnătoriei. Posibil, aerosolul de politetrafluoretilenă este, de asemenea, otrăvitor și are efect pirogen, mai ales când este proaspăt obținut, pe care sunt absorbiți produse de distrugere. La inhalarea prafului rece de politetrafluoretilenă, după 2-5 ore toți lucrătorii au prezentat simptome numite „febră de teflon”. Febra tipică de teflon a fost observată când se lucrează cu politetrafluoretilenă încălzită la >350°C. La examinarea a 130 de persoane și a prezenței aerosolului de politetrafluoretilenă în aer la o concentrație de 0,2-5,5 mg/m3, s-a dezvăluit că majoritatea lucrătorilor au avut accese repetate de febră. Aceiași indivizi aveau fluor în urină (0,098-2,19 mg/l). Excreția de fluor s-a dovedit a fi semnificativ mai mare cu mai multă experiență și atacuri repetate.

Deoarece eliberarea masivă de substanțe toxice de către teflon începe la temperaturi de peste 450 °C, vasele de gătit cu acoperire antiaderență sunt considerate sigure, deoarece astfel de temperaturi nu pot fi atinse în timpul funcționării normale. Trebuie avut în vedere faptul că producătorii consideră că doar încălzirea cu apă sau ulei într-o tigaie este o normă. Apa previne supraîncălzirea teflonului, iar evaporarea sa completă semnalează o încălzire semnificativă a vaselor de gătit, care acum nu este vizualizată în niciun fel și poate deveni critică. Uleiurile comestibile se descompun la temperaturi de până la 200 °C, producând fum, ceea ce facilitează identificarea supraîncălzirii. Încălzirea ustensilelor uscate pe o sobă este considerată anormală și în acest caz temperaturile de piroliză ale teflonului sunt ușor de realizat. Pentru a simplifica funcționarea, unele modele de vase de gătit din teflon sunt echipate cu indicatori vizuali de temperatură încorporați.

Lipirea firelor cu izolație fluoroplastică necesită ventilație de evacuare.

Pericol de produse de descompunere a teflonului pentru păsări

Structura specială a sistemului respirator al păsărilor le face hipersensibile la substanțele toxice conținute în mediu. S-a stabilit că chiar și o cantitate minimă de acid perfluorooctanoic, care pătrunde în corpul păsării cu aer inhalat, îi afectează sistemul respirator, ducând la moarte după un timp (de la câteva minute la zeci de ore). Păsările mici sunt mai sensibile la substanțele toxice; este nevoie de doar câteva secunde pentru ca acestea să inhaleze vaporii de teflon și să moară în următoarele 24 de ore.

La început, când au apărut pentru prima dată știrile despre pericolele mortale ale teflonului pentru păsări, s-a acceptat în general că fumurile mortale erau eliberate doar la temperaturi foarte ridicate. Până în prezent, moartea a 52% dintre păsările care au respirat vapori de pe suprafețele de teflon ale lămpilor de iluminat încălzite la 202 °C timp de 3 zile a fost înregistrată în mod fiabil. Potrivit altor surse, doar aproximativ 163 °C (325 °F) sau chiar 140-149 °C (285-300 °F) sunt suficiente pentru a avea un efect negativ, dar aceste date necesită o verificare suplimentară.

Există o mulțime de informații despre moartea păsărilor de curte (de exemplu, papagalii) din fumul tigăilor de teflon lăsate nesupravegheate și supraîncălzite peste o temperatură sigură.

Vezi si

Note

1. Tip alunecos: Teflon - revista Popular Mechanics
2. Fundația Roy J. Plunkett - Chemical Heritage 
3. Invenție accidentală de teflon
4. Ce accident laborator a creat Teflon
5. Fluoropolimer Comparație - Proprietăți tipic
6. Utkin V.V. Fabrică lângă Mesopotamia. Uzina chimică Kirovo-Chepetsk. - cu culoare file. - Kirov: OJSC „Casa tipografiei – Vyatka”, 2006. - T. 3. - 240 p. - 1000 de exemplare. - ISBN 5-85271-250-7.
7. Utkin V.V. 1 // Fabrica de lângă Mesopotamia. Uzina chimică Kirovo-Chepetsk numită după

Datorită compusului puternic fluor-carbon și protecției fiabile a atomilor de carbon de către atomii de fluor, teflonul are rezistență chimică aproape universală.

Politetrafluoretilenă (PTFE, TEFLON)- un material cu proprietăți unice anti-fricțiune și un interval de temperatură de funcționare foarte ridicat. Produsele PTFE pot fi utilizate la temperaturi de la -269 C până la +260 C și pentru o perioadă scurtă de timp la temperaturi de până la +300 C. Materialul are o rezistență chimică unică Teflonul este rezistent la aproape toate mediile agresive, inclusiv acizi și alcalii; concentratii mari.

Rezistența la reactivi se menține chiar și atunci când este încălzită la +100C și peste. Și datorită inerției sale chimice, PTFE este utilizat pe scară largă în industria medicală și alimentară. Toata lumea cunoaste vase cu invelis de teflon, de care nu se lipeste nimic si care nu se prabuseste nici la cele mai ridicate temperaturi.

Datorită proprietăților sale dielectrice excelente pe o gamă largă de frecvențe și temperaturi, politetrafluoretilena este un dielectric unic. Rezistența de izolație realizată din acesta este foarte mare - depășește 1016 Ohm x cm.

La temperaturi negative, PTFE prezintă rezistență ridicată, duritate și caracteristici excelente anti-frecare. Chiar și la temperaturi extrem de scăzute, până la -260 C, PTFE își păstrează plasticitatea și nu se rupe sau crăpă. Când sunt încălzite peste +327°C, cristaliții se topesc, dar polimerul nu intră într-o stare de curgere vâscoasă până când începe temperatura de descompunere (plus 415°C).

Caracteristicile de neegalat ale PTFE și rezistența chimică unică îi permit să fie utilizat în industriile nucleare, chimice și petroliere, inclusiv în nordul îndepărtat.