politetrafluoretilenă
| politetrafluoretilenă | |
|---|---|
 | |
 | |
| Numele IUPAC | |
| Poli (tetrafluoroethene) | |
| Abrevieri | |
| PTFE | |
| Denumiri alternative | |
| Teflon, Fluon, Algoflon, Hostaflon, Inoflon, Guaflon | |
| Caracteristici generale | |
| Formula moleculară sau brută | C n F 2 n + 2 |
| numar CAS | |
| Numărul EINECS | 618-337-2 |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / l, în cs ) | 2200 |
| Temperatură de topire | 327 ° C (600.15 K) |
| Informații de siguranță | |
Politetrafluoretilena (PTFE) este polimerul care aparține clasei de perfluorocarburi (PFC) , care derivă din homopolimerizarea de tetrafluoroethene .
Este în mod normal , cel mai bine cunoscut prin numele comerciale de teflon, Fluon, Algoflon , Hostaflon, Inoflon și Guaflon, în care alte componente de stabilizare și de fluidizare sunt adăugate la polimer pentru a îmbunătăți posibilitățile de aplicare, sau materiale de umplutură pe bază de dioxid de siliciu, carbon, bronz, inox oțel. și sulfat de bariu pentru a crește performanța în domeniile mecanice, pneumatice sau chimice, precum și pentru aplicații farmaceutice.
Este un material plastic , care este neted la atingere si rezistent la temperaturi de pana la 260 ° C (533,1 K), utilizat în industria de acoperirea suprafețelor supuse la temperaturi ridicate care necesită „non-lipirea“ și inerția chimică bună. [1] Vasele de bucătărie definite ca „non-stick“ sunt de așa natură , deoarece acestea sunt acoperite într - un strat de PTFE (teflon).
Este , de asemenea , materialul cu cel mai mic coeficient de frecare cunoscut, cu dinamică frecare TFE-Steel egală cu 0,04, în timp ce frecare statică este de 0,07 / 0,14 [2] .
Istorie
„PTFE“ a fost descoperit accidental în 1938 de către Roy Plunkett în timpul unei încercări de a fabrica un nou clorfluorcarbon pentru a fi folosit ca agent frigorific pentru cicluri de compresie . Plunkett a fost măsurarea debitului de gaz prin verificarea greutatea cilindrului în care gazos tetrafluoroethene era conținut. Debitul de gaz a oprit cu mult înainte de cântarul indicat cilindrul tetrafluoretilenă ca gol.
Odată ce cilindrul a fost tăiat, Plunkett a observat că un strat de ceară extrem de alunecos și substanțial insolubile au format pe pereții interiori chiar și în contact cu cei mai mulți agenți chimici agresivi. Analizele chimice efectuate au confirmat că era politetrafluoretilenă. Kinetic Chemicals patentat produs în 1941, [3] și a înregistrat denumirea comercială "Teflon" în 1945. [4] [5]
Era american DuPont care a produs pentru prima dată în una din uzinele sale pilot de a furniza anumite cantități pentru armata SUA angajate în construcția primei bombe atomice. Ca parte a proiectului Manhattan , PTFE a fost folosit ca un înveliș interior în echipamente care conțin hexafluorură de uraniu de la K-25 complex în Oak Ridge, Tennessee . [6]
În 1954 un inginer francez, Marc Grégoire, la sfatul soției sale testat teflonul a folosit pentru echipamente de pescuit pe vase sale. Rezultatele au fost atât de bune încât comercializarea de vase PTFE-acoperite a început sub Tefal marca. [7]
În Italia, producția industrială de PTFE a început în anul 1954 de către Montecatini , pe care - l comercializat sub numele de Algoflon . Producția continuă și astăzi pe site-ul italian al Spinetta Marengo (AL).
Sinteză
Polimerizare în lanț se realizează prin radical în prezenta unui inițiator - adesea un oxidant , cum ar fi peroxid de hidrogen , un persulfat sau organic peroxid - în condiții de temperatură și presiune care depind de catalizatorul ales.
-
n F 2 C=CF 2 → −(F 2 C−CF 2 ) n −(P ≈ -41 AH kcal / mol)
Reacția poate fi realizată prin polimerizarea în suspensie sau prin polimerizarea în soluție apoasă de emulsie (considerând insolubilitatea PTFE în orice solvent organic). Agentul tensioactiv utilizat trebuie perfluorurați ( PFOA , GenX , ...). Polimerizarea este o reacție puternic exotermă, care este, aceasta este însoțită de o mare dezvoltare de căldură ; prin urmare, măsurile de precauție necesare pentru a controla temperatura de reacție și a împiedica atingerea unor niveluri prea ridicate (mai mari de 80 ° C), după care reacția devine explozivă în curs de dezvoltare tetrafluormetan și carbon.
-
CF 2 =CF 2 → CF 4 + C(R ≈ -85 AH kcal / mol)
Proprietate
PTFE are un număr de caracteristici specifice pe care l-au condus să fie considerat un material strategic până la șaptezeci.
Principalele caracteristici sunt:
- Inerția chimică completă, deci nu este atacat de aproape toți compușii chimici - cu excepția metalelor alcaline în stare topită, de înaltă presiune fluorul și unii compuși fluorurați în condiții speciale de temperatură - și mai ales nu modifică lichidele cu care este pus în contact, de exemplu, cu fluide ultra-pure pentru industria electronica;
- insolubilitate completă în apă și, în orice solvent organic;
- calități dielectrice excelente (65 kV / mm rigidității dielectrice și r ε = 2.1);
- excelente calități de rezistență la foc: aceasta nu se răspândește flacăra;
- excelente proprietăți Netezimea suprafeței: frecare coeficient este cel mai scăzut dintre produsele industriale;
- non-stick: suprafața nu poate fi lipită ( unghiul de contact este 127 °), nu capabil adeziv de lipire PTFE este cunoscută.
Aceste caracteristici capătă o importanță și mai mult dacă luăm în considerare că rămân practic neschimbate într-un interval de temperatură între -80 și 250 ° C (193.2-523.1 K).
PTFE, destinate numai ca un derivat de 100% din TFE, nu se topește la temperaturi ridicate, dar se descompune.
Această problemă a fost rezolvată în mai multe moduri:
- Sinterizarea în prezența cerii
- Adăugarea de modificarea monomerilor în faza de polimerizare.
Cu a doua modalitate de a proceda este formarea așa-numita modificat PTFE, care poate fi prelucrat prin turnare izostatică pentru realizarea de articole manufacturate sau pentru garnitura de conducte pentru transportul produselor corozive, până la varianta ULTRA patentată sinterizare multidirecțională dublu de PTFE încărcate electric și PTFE conductiv pentru disiparea sarcinilor electrostatice.
Aplicații
Cele mai remarcabile caracteristici ale PTFE unul dintre cele mai multe materiale folosite în gospodărie și domenii industriale au făcut.
După cum sa raportat mai sus, cererea cea mai bine cunoscută este cu siguranță că tigai antiaderente (suprafața este acoperită cu un strat subțire de teflon, astfel încât alimentele să nu se lipească în timpul gătitului).
În industria chimică este utilizat pentru fabricarea garniturilor și piese destinate contactului cu agenți corozivi (de exemplu , concentrate de acid sulfuric ).
Acesta este utilizat în motoarele, pentru a reduce frecarea cutiei de viteze și în sistemele de injecție, cu încărcătura de grafit guaflex pentru a reduce frecarea primului detașare.
PTFE expandat este utilizat în stomatologi pentru a crea membrane neresorbabile, utile în operații ghidate de regenerare osoasă (GBR).
Un teflon de film este utilizat în laboratoare chimice pentru a garanta etanșeitatea la sol din sticlă articulațiilor, fără riscul de a suporta orice dezlipire dificilă a pieselor.
O foaie de teflon este interpus între două dintre plăcile de metal care alcătuiesc dispozitivele de susținere din oțel ale podurilor ca un sandwich. Aceste dispozitive purtatoare de lucru prin glisare, exploatarea coeficientului de frecare redus, care are loc între o suprafață din oțel inoxidabil oglindă finisate și PTFE.
Este, de asemenea, utilizat în ștergătoarele de vehicule.
În industria electrică este un instrument util de izolare materiale.
In Lutherie acesta este utilizat ca aditiv în materialul de construcție al piuliței sintetice, cum ar fi grafit , astfel că există o frecare redusă între corzile și piulița în sine.
In mecanica este folosit ca ingredient suplimentar pentru lubrifiant pentru lanțurile de antrenare în motociclete și componente mecanice.
În informatică este folosit ca picioare de înlocuire pentru jocuri soareci, pentru a reduce frecarea și frecare pe rogojini.
În industria producției de matrițe pentru paste produse alimentare este utilizat pentru realizarea părții de desen a inserțiilor, care dă pastele produse cu ei o suprafață netedă și aspect galben, spre deosebire de paste produse cu inserții cu piese de bronz desen (tradițională).
Întreaga coperta externă a Allianz Arena din Munchen este acoperit cu 2 perne pneumatice 874 PTFE, care sunt iluminate în funcție de echipa de pe teren.
Este folosit în varianta HPTFE pentru construcția GUARDIAN plăcile schimbătorului de căldură în garanție, împreună cu tuburile de carbură de siliciu, un schimb de căldură de 10 ori mai mare decât oțelul inoxidabil, dar cu o rezistență chimică de neegalat oxidanți.
Siguranță
La aproximativ 500 ° C (773.1 K) se descompune, eliberând o serie de gaze fluorurate toxice, inclusiv perfluoropropene și perfluoroisobutene .
Piroliza PTFE este detectabil la 200 ° C (473,1 K) și dezvoltă mai multe fluorocarburi gazele [8] și un sublimat . Un studiu efectuat pe animale, în 1955, a concluzionat că aceste produse sunt puțin probabil să fie generate în cantități semnificative pentru sănătate la temperaturi sub 250 ° C (523,1 K). [1]
Cu toate acestea, se crede în general că PTFE prezintă nici un risc de toxicitate, atâta timp cât se păstrează la temperaturi sub 200 ° C (473,1 K); Prin urmare, nu necesită măsuri speciale de precauție pentru utilizarea sa de zi cu zi. În schimb, trebuie luate măsuri de precauție în timpul fazelor de prelucrare și modelare.
In timp ce PTFE este în mod normal, stabil și non-toxice, ea începe să se deterioreze atunci când temperatura ajunge vase 260 ° C (533,1 K) și se descompune peste 350 ° C (623.1 K). [9] [10] Aceste produse secundare de degradare pot fi letale pentru păsări și pot provoca simptome la om asemănătoare gripei. [9] În mai 2003, cercetarea de mediu și organizarea apărării Grupului de lucru pentru mediu a depus un rezumat de 14 pagini cu Product Safety Commission US Consumer petiționare un standard care necesită ca vase și încălzitoare cu acoperiri de produse non-stick poartă eticheta de pericol pentru oameni și păsări [11]
Carnea este de obicei prăjit între 204 și 232 ° C (477.1-505.1 K) și cele mai multe uleiuri încep să fumeze înainte de a ajunge la 260 ° C (533,1 K), dar există cel puțin două uleiuri de gătit (rafinat de șofrănaș ulei și avocado ulei) care au mai mare de fum punct. Chiar tigai goale lăsate să se încălzească poate depăși această temperatură.
Notă
- ^ A b (EN) Zapp JA, Limperos G, Brinker KC, toxicitatea produselor de piroliză de rășină tetraluoretilenă 'Teflon', în Proceedings American Igiena Industrial Association Annual Meeting, 26 aprilie 1955.
- ^ PTFE , pe centerplast.it. Adus de 2 aprilie 2014 (arhivate de original pe 04 martie 2016).
- ^ {{{CountryCode}}} {{{PublicationNumber}}}
- ^ Istoric Cronologie 1930: fluorocarburi Boom , DuPont. Adus de 10 iunie 2009.
- ^ Roy Plunkett: 1938 . Adus de 10 iunie 2009.
- ^ Richard Rhodes , Making bombei atomice , New York, New York, Simon and Schuster, 1986, p. 494, ISBN 0-671-65719-4 . Adus la 31 octombrie 2010 .
- ^ " Istoria Teflon ", home.nycap.rr.com regăsită 25 ianuarie 2009.
- ^ Studii teflon degazată |. Grupul de lucru de mediu arhivării 4 februarie 2013 la Internet Archive Ewg.org.. Adus pe 2013-01-01.
- ^ A b DuPont, întrebări cheie despre teflon , accesat la data de 3 decembrie 2007.
- ^ Http://www.medicalnewstoday.com/medicalnews.php?newsid=4716 „Can Teflon te face bolnav?“, Stiri Medicale
- ^ Petiție pentru a solicita etichete de avertizare | Grupul de lucru de mediu arhivării 15 octombrie 2012 la Internet Archive. (PDF). Adus pe 2013-01-01.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere de pe Politetrafluoroetilenă
linkuri externe
- Fluoropolimeri , pe Ovest.it.
