Qu'est-ce que PTFE (Polytetrafluoroéthylène)

Qu'est-ce que PTFE (Polytetrafluoroéthylène)?

Le PTFE polytétrafluoroéthylène est un fluoropolymère multifonctionnel à haute performance composé d'atomes de carbone et d'atomes de fluor. Les fluoropolymères sont un groupe de plastiques avec un large éventail de propriétés et d'avantages. Le PTFE est l'un de ces fluoropolymères dont la découverte a révolutionné à jamais le groupe fluoropolymère et a ouvert la voie à une variété d'applications.

L'une des applications courantes des matériaux PTFE comprend des revêtements antiadhésifs pour les ustensiles de cuisine de la cuisine. En raison de sa non-réactivité, en partie en raison de la force de la liaison carbone-fluor, il est souvent utilisé pour fabriquer des tuyaux et des conteneurs pour les produits chimiques réactifs et corrosifs.

Comment est fabriqué PTFE?

PTFE est fabriqué un peu comme tout autre polymère. Il est fabriqué par technologie de polymérisation des radicaux libres en utilisant la polymérisation de l'addition TFE dans un processus par lots dans des milieux aqueux.

La structure chimique de PTFE est la même que le polyéthylène; La seule différence majeure est que les atomes d'hydrogène sont complètement remplacés par le fluor. Cependant, PE et PTFE sont préparés de manière très différente.

La grande taille des atomes de fluor forme une gaine continue et continue autour des liaisons carbone-carbone, offrant à la molécule une bonne résistance chimique, inertie électrique et stabilité.

Caractéristiques et performances de PTFE

Le PTFE se présente sous trois formes principales-granules, les dispersions à base d'eau et les poudres fines.

Les matériaux granulaires PTFE sont produits par polymérisation en suspension dans un milieu aqueux en utilisant peu ou pas de dispersant. Les matériaux granulaires PTFE sont principalement utilisés dans les méthodes de compression, de pressage isostatique et d'extrusion de piston.

Les dispersions PTFE à base d'eau utilisent la même polymérisation à base d'eau avec plus de dispersant et d'agitation. Les dispersions à base d'eau sont principalement utilisées dans les revêtements et les méthodes de coulée de films.

Le PTFE finement en poudre est une petite particule blanche produite par la polymérisation contrôlée par l'émulsion. La poudre PTFE fine peut être transformée en flocons par extrusion de pâte ou additifs pour améliorer la résistance à l'usure.

D'autres propriétés notables de PTFE comprennent une excellente résistance à haute et basse température, des propriétés d'isolation électrique, une inertie chimique, un faible coefficient de frottement (statique 0,08 et dynamique 0,01) et des propriétés non cadies sur une large plage de température (-260 à 260 ° C) .

Le PTFE est l'un des matériaux les plus fiables en matière de résistance chimique. Il n'est attaqué que par des métaux alcalins en fusion, des halogénures organiques tels que le trifluoride de chlore (CLF3) et le difluorure d'oxygène (OF2) et le fluor gazeux à des températures élevées.

Les propriétés mécaniques de PTFE sont également impressionnantes, mais pas aussi bonnes que les autres plastiques d'ingénierie à température ambiante. L'ajout de charges s'est avérée être une méthode réussie pour surmonter cet obstacle. Dans sa plage de température normale, PTFE présente des propriétés mécaniques utiles. Ces propriétés sont également entravées par le traitement des variables telles que la température de frittage, la pression de préforme, le taux de refroidissement, etc.

PTFE possède des propriétés d'isolation électrique exceptionnelles, une faible constante diélectrique et une tension d'isolation. La constante diélectrique très faible (2.0) est le résultat de la structure symétrique complexe des macromolécules.

Le matériau PTFE montre également de bonnes propriétés thermiques, sans dégradation significative inférieure à 440 ° C.

Il est également attaqué par la dégradation et le rayonnement aéroportés, à partir d'une dose de 0,02 MRAD.

Inconvénients du matériel PTFE

Les matériaux PTFE traditionnels ne sont pas sans inconvénients. ils sont:

Fluage et porter sensible

Il ne peut pas être traité par des méthodes de traitement de l'état fondu, et les méthodes appropriées peuvent souvent être non conventionnelles et évolutives.

Difficulté à rejoindre

Changements dimensionnels élevés près de la température de transition du verre.

Faible résistance aux rayonnements

Il est corrosif et peut facilement produire des fumées toxiques.

Importance des charges et des additifs à PTFE

L'ajout de charges et d'additifs peut considérablement améliorer les propriétés mécaniques du PTFE, en particulier les taux de fluage et d'usure. Les charges couramment utilisées comprennent l'acier, le carbone, les fibres de verre, la fibre de carbone, le graphite, le bronze, l'acier, etc.

Fibre de verre : son ajout améliorera les propriétés de fluage et d'usure du PTFE en affectant ses températures basses et élevées. De plus, les composés remplis de verre fonctionnent exceptionnellement bien dans les environnements oxydants.

Fibre de carbone: la fibre de carbone est essentielle pour réduire le fluage, améliorer la rigidité, augmenter la flexibilité et le module de compression. Le PTFE mélangé avec des composés en fibre de carbone a une conductivité thermique élevée et un faible coefficient d'expansion thermique. La fibre de carbone est inerte à des alcalis puissants et à l'acide hydrofluorique (la fibre de verre est résistante aux deux acides). Ces pièces sont idéales pour fabriquer des pièces automobiles telles que les amortisseurs.

Carbone: le carbone en tant qu'additif aidera à réduire le fluage, à augmenter la dureté et à améliorer la conductivité thermique du PTFE. Les mêmes résultats peuvent être obtenus en mélangeant le PTFE et le graphite et en augmentant la résistance à l'usure du composé rempli de carbone. Ces mélanges sont idéaux pour les applications non lubrifiées telles que les anneaux de piston dans les cylindres de compression.

PTFE rempli de bronze: Ce composé a une excellente conductivité thermique et électrique, ce qui le rend idéal pour les applications soumises à des charges et des températures extrêmes.

Avantages de l'ajout de charges

Les charges / additifs sont essentiels pour augmenter la porosité du composé PTFE et affectent donc les propriétés électriques - il réduit la résistance diélectrique tout en augmentant la constante diélectrique et le facteur de dissipation.

Les charges peuvent améliorer considérablement les performances du PTFE à des températures élevées et basse.

Cependant, les changements dans les propriétés chimiques dépendent considérablement du type d'additif utilisé. Généralement, il laisse également des résultats positifs.

Applications PTFE

En règle générale, les thermoplastiques fluorés sont utilisés dans des applications à haute performance avec une résistance à haute température, une pureté élevée, une basse température, une inertie chimique, des propriétés antiadhésives et auto-lubrifiantes. Voici quelques-unes des utilisations les plus courantes pour PTFE:

Ingénierie - Roulements, surfaces antiadhésives, sièges de vanne, bouchons, raccords, vannes et pièces de pompe.

Médicaux - plaques cardiaques, greffes cardiovasculaires, remplacements ligamentaires.

Industrie chimique - revêtement des pompes, diaphragmes, trousons, échangeurs de chaleur, autoclaves, récipients de réaction, réservoirs de stockage, navires, etc.

Automobile - joints de tige, joints d'arbre, joints, joints toriques, doublures de tuyaux de carburant, direction assistée, transmissions, etc.

Électricité et électronique - Circuits-bancs à imprimé flexibles, isolation électrique, etc.

Meilleures technologies pour le traitement de PTFE

La structure de la chaîne polymère rigide de PTFE rend extrêmement difficile le traitement en utilisant des méthodes traditionnelles telles que le moulage par injection et l'extrusion. Pourtant, sa viscosité de fusion extrêmement élevée et sa température de fusion élevée n'aident pas. La technologie de traitement idéale pour la manipulation de la métallurgie de la poudre est bien adaptée au PTFE.

Frittage, moulure de compression, presser, estamper ou coller l'extrusion, l'estampage à chaud, l'usinage, l'extrusion de poudre pré-diable sur des machines spéciales.

L'extrusion de collage mélange le PTFE avec des hydrocarbures, qui sont utilisés pour en faire un ruban, un tuyau et une isolation par fil. Les hydrocarbures s'évaporent avant que la pièce ne soit frittée.

Plage de fonctionnement -200 ° C à 260 ° C.

FAQ

1. Le polytétrafluoroéthylène provoque-t-il un cancer?

répondre. Le PTFE s'est avéré toxique pour la santé humaine car il contient un cancérogène appelé PFOA. Cependant, il n'est pas nécessaire de s'inquiéter car les revêtements antiadhésifs PTFE ne contiennent plus cette substance.

2. À quoi sert le tuyau PTFE?

répondre. Les tubes PTFE sont le plus souvent utilisés comme tubes de laboratoire, où la résistance chimique et la pureté sont les plus importantes. PTFE a un coefficient de frottement extrêmement faible et est connu comme l'une des substances "les plus glissantes" connues.

3. Quel type de plastique est PTFE?

répondre. PTFE est un polymère thermoplastique qui est un fluoropolymère composé d'atomes de carbone et d'atomes de fluor.

4. À quoi sert la carte PTFE?

répondre. Les feuilles PTFE sont utilisées dans une variété d'applications telles que les joints encapsulés PTFE et l'emballage PTFE. Il a une excellente résistance aux gaz, à l'eau, aux produits chimiques, aux carburants et aux huiles.