Политетрафторэтилен (ПТФЭ), также известный как тефлон, обычно известный как «король пластика», это высокомолекулярный полимер, изготовленный из тетрафторэтилена в качестве мономера. Его химическая формула - (C2F4)n. Он обладает превосходной термо- и морозостойкостью и может использоваться в течение длительного времени при температуре от -180 до 260 °C. Этот материал устойчив к кислотам, щелочам и различным органическим растворителям и практически нерастворим во всех растворителях. В то же время политетрафторэтилен обладает характеристиками высокотемпературной стойкости, а его коэффициент трения чрезвычайно низок, поэтому его можно использовать в качестве смазки, а также он стал идеальным покрытием для внутреннего слоя легкоочищаемых водопроводных труб.
27 октября 2017 года Международное агентство по изучению рака Всемирной организации здравоохранения опубликовало предварительный список канцерогенов для справки, и политетрафторэтилен был включен в список канцерогенов категории 3.
- Псевдонимы: Тефлон, Пластиковый король
- Химическая формула: (C2F4)n
- Номер CAS: 9002-84-0
- Регистрационный номер EINECS: 204-126-9.
- Температура плавления: от 321 до 344°C.
- Температура кипения: 400 ℃
- Растворимость в воде: нерастворим ни в одном растворителе.
- Внешний вид: белое твердое вещество
- Молекулярная масса мономера: 100.015
- Теплоемкость: 1.50 Дж/г°С
- Модуль упругости: 0.390 – 0.750 ГПа
- Твердость: 58
- Удельное сопротивление: 10^14 – 10^19 Ом.см
- Диэлектрическая проницаемость: 2-0
- Теплопроводность: 0.167 – 0.300 Вт/мК
- Показатель преломления: 1.37 (20°C)
- Условия хранения: Хранить в закрытом, защищенном от света, проветриваемом и сухом месте при комнатной температуре.
Физические и химические свойства
| Стабильность | 1. Стабилен при комнатной температуре и давлении, избегать влаги, тепла и высокой температуры. Нет реальной точки плавления, медленно разлагается выше 450 ℃ и сразу превращается в газ. При 327 ℃ механическая прочность внезапно исчезает. Нерастворим в любом растворителе. Помимо реакции с расплавленными щелочными металлами, он не корродирует ни одним веществом, даже если его кипятить в плавиковой кислоте, царской водке или дымящейся серной кислоте, гидроксиде натрия, он вообще не изменится. 2. Белый, без запаха, без вкуса, нетоксичный порошок, широко известный как «Король пластиков». Он обладает отличной химической стабильностью, коррозионной стойкостью, герметизацией, высокой смазывающей способностью и нелипкостью, электроизоляцией и хорошей устойчивостью к старению. Устойчив к высоким температурам, рабочая температура 250 °C. Устойчив к низким температурам, с хорошей механической прочностью при низких температурах и может сохранять удлинение 5% даже при падении температуры до -196 °C. Устойчив к коррозии, инертен к большинству химикатов и растворителей, устойчив к сильным кислотам, щелочам, воде и различным органическим растворителям. Хорошая устойчивость к атмосферным воздействиям, с лучшим сроком старения среди пластиков. Высокая смазывающая способность, с самым низким коэффициентом трения среди твердых материалов. Нелипкий, с самым низким поверхностным натяжением среди твердых материалов, и не прилипает ни к одному веществу. Нетоксичен, с физиологической инертностью, никаких побочных реакций при имплантации в организм в качестве искусственных кровеносных сосудов и органов на длительное время. |
| Растворимость | Нерастворим ни в одном растворителе |
|---|---|
| Ещё | 1. Свойства: Существует три типа: гранулированный, порошкообразный и дисперсионный. Он прозрачен в нейтральном состоянии и становится серовато-белым при увеличении густоты. 2. Температура термического разложения: >415℃ 3. Температура размягчения по Вика: 110°C 4. Температура тепловой деформации: 55℃ 5. Показатель преломления: 1.37 6. Объемное сопротивление: 10^18 Ом·см 7. Коэффициент Пуассона: 0.40 (25°C) 8. Прочность на изгиб: 20.7 МПа 9. Модуль упругости при изгибе: 700 МПа 10. Коэффициент теплового расширения: 112–125×10^−6 K^−1 11. Коэффициент термодиффузии: 0.124 мм²/с 12. Коэффициент трения: 0.05–0.10 13. Модуль Юнга: 0.5 ГПа 14.Прочность на растяжение: 27.6 МПа 15. Модуль упругости при растяжении: 550 МПа 16. Предел текучести: 23 МПа |
Метод приготовления
Получение мономера тетрафторэтилена в промышленности основано на хлороформе в качестве сырья, который фторируется безводной плавиковой кислотой при температуре реакции выше 65°C, с использованием пентахлорида сурьмы в качестве катализатора и, наконец, с использованием метода термического крекинга для получения тетрафторэтилена. Тетрафторэтилен также может быть получен путем реакции цинка с тетрафтордихлорэтаном при высоких температурах. Получение политетрафторэтилена осуществляется в эмалированном или нержавеющем реакторе полимеризации с водой в качестве среды, персульфатом калия в качестве инициатора, аммониевой солью перфторкарбоновой кислоты в качестве диспергатора и фторуглеродными соединениями в качестве стабилизатора. Тетрафторэтилен получают путем свободнорадикальной полимеризации тетрафторэтилена для получения политетрафторэтилена. В то же время конкретные процессы получения политетрафторэтиленовых материалов для разных целей различны, например:
1. Гранулированные материалы ПТФЭ производятся путем суспензионной полимеризации в водной среде с использованием небольшого количества диспергатора или без него. Гранулированные материалы ПТФЭ в основном используются в методах обработки компрессией, изостатическим прессованием и плунжерной экструзией.
2. Водные дисперсии ПТФЭ на водной основе используют ту же полимеризацию на водной основе, используют больше диспергатора и перемешивают. Водные дисперсии в основном используются в методах нанесения покрытий и литья пленок.
3. Мелкий порошок Мелкий порошок ПТФЭ представляет собой небольшие белые частицы, полученные путем контролируемой эмульсионной полимеризации. Мелкий порошок ПТФЭ может быть переработан в хлопья путем экструзии пасты или добавок для улучшения износостойкости.
Область применения
1. Антикоррозийность: материалы ПТФЭ широко используются во многих отраслях промышленности, таких как нефтяная и текстильная, благодаря своей выдающейся коррозионной стойкости. Типичные примеры включают выхлопные трубы, паропроводы, трубопроводы высокого, среднего и низкого давления, клапаны и т. д. Особенно в суровых условиях окружающей среды, таких как низкая температура и антипригарность, где обычные материалы использовать нельзя, преимущества ПТФЭ становятся более очевидными.
2. Электронные и электрические аспекты: Диэлектрическая проницаемость политетрафторэтилена относительно мала, поэтому его можно использовать для изготовления эмалированных проводов и, таким образом, использовать в микродвигателях. Кроме того, фторопластовые пленки обладают определенной степенью избирательной проницаемости для различных газов, поэтому эту особенность можно использовать для изготовления датчиков кислорода. В настоящее время различные формы материалов ПТФЭ играют важную роль в области электронной и электрической изоляции. Стеклолакоткань и стеклоткань ПТФЭ используются для изготовления высокотемпературных и высокочастотных изоляционных материалов, которые могут использоваться в спутниковой связи и компьютерах; пленки ПТФЭ используются для изготовления конденсаторов, в качестве изоляционных слоев, прокладок, кабелей и т. д. между приборами; тонкостенные трубки ПТФЭ разных калибров используются для выводных проводов, термоусадочных трубок и спиральных трубок, а также для изоляции водопроводных труб для генераторов.
3. В медицинской и фармацевтической областях: Благодаря превосходной биосовместимости политетрафторэтилена многие люди провели глубокие исследования его как биоматериала в последние годы. В последние годы как в Китае, так и за рубежом было разработано использование мембран ПТФЭ в качестве искусственных органов, таких как искусственные кровеносные сосуды, сердечные клапаны и т. д. Например, в клинической практике он использовался в качестве искусственных кровеносных сосудов и протезных стентовых материалов в пластической хирургии носа, и были достигнуты хорошие результаты.
4. С точки зрения архитектуры: благодаря покрытию ПТФЭ-смолой сверхтонкой стекловолоконной ткани, мембранный материал ПТФЭ легкий, высокопрочный, огнестойкий, самоочищающийся, не подверженный воздействию ультрафиолетовых лучей, устойчивый к усталости, стойкий к скручиванию, устойчивый к старению, долговечный, с высокой светопропускаемостью и малым поглощением тепла. Именно благодаря изобретению этого эпохального мембранного материала здания с мембранной структурой стали современными постоянными зданиями.
5. Низкие показатели трения при нагрузке: поскольку его коэффициент трения относительно низок по сравнению с большинством твердых материалов, наполненный ПТФЭ постепенно превратился в превосходный материал для безмасляной смазки различных деталей. Он имеет широкий спектр применения, включая подшипники, поршневые кольца, опорные ползуны стальных конструкций кровельных ферм и мостовые шарниры в химическом оборудовании.
Данные вычислительной химии
1. Справочное значение расчета гидрофобных параметров (XlogP): 0.
2. Количество доноров водородных связей: 0.
3. Количество акцепторов водородной связи: 0.
4. Количество вращающихся химических связей: 0.
5. Количество таутомеров: нет.
6. Топологическая площадь полярной поверхности молекулы 0
7. Количество тяжелых атомов: 0.
8. Поверхностный заряд: 0
9. Сложность: 0
10. Количество атомов изотопа: 0.
11. Определить количество атомных стереоцентров: 0.
12. Количество неопределенных атомных стереоцентров: 0.
13. Определите количество стереоцентров химической связи: 0.
14. Количество неопределенных стереоцентров химической связи: 0.
15. Количество единиц ковалентной связи: 1.
Информация по технике безопасности
| Символ | GHS05 |
| Сигнальное слово | Опасно |
| Заявление об опасности | H318 |
| Предупреждение | П280-П305 + П351 + П338 |
| Средства индивидуальной защиты | Защитные очки; Перчатки; тип N95 (США); фильтр респиратора типа P1 (EN143) |
| Код опасности (Европа) | Xi |
| Заявление о рисках (Европа) | Р41;Р45 |
| Заявление о безопасности (Европа) | S24 / 25 |
| Кодекс перевозки опасных грузов | NONH для всех видов транспорта |
| WGK Германия | 3 |
| Номер RTECS | КХ4025000 |
| Таможенный кодекс | 3904610000 |
Хранение и транспортировка
| Примечания по эксплуатации | Работайте в закрытом помещении и обеспечьте хорошую естественную вентиляцию. Операторы должны пройти специальное обучение и строго соблюдать рабочие процедуры. Операторам рекомендуется носить противопылевые маски с самовсасывающим фильтром. Держитесь подальше от огня и источников тепла. Курение на рабочем месте строго запрещено. Используйте взрывозащищенные вентиляционные системы и оборудование. Избегайте образования пыли. Избегайте контакта с окислителями. Осторожно загружайте и выгружайте во время транспортировки, чтобы не повредить упаковку и контейнеры. Оснастите соответствующими типами и количеством противопожарного оборудования и оборудования для экстренной ликвидации утечек. |
| Меры предосторожности при хранении | Хранить в прохладном, проветриваемом складе. Держать вдали от огня и источников тепла. Хранить отдельно от окислителей и избегать смешивания. Оснастить соответствующими типами и в необходимом количестве противопожарного оборудования. Место хранения должно быть оборудовано соответствующими материалами для локализации утечек. |
Определение угрозы
Маршрут вторжения: Нет информации
Опасность для здоровья: Этот продукт в основном нетоксичен, но содержание и токсичность компонентов термического разложения политетрафторэтилена часто увеличиваются и увеличиваются с ростом температуры нагрева. Вдыхание продуктов термического разложения может вызвать отравление. Легкое отравление проявляется лихорадкой и симптомами «простуды»; тяжелое отравление проявляется симптомами раздражения дыхательных путей, химическим бронхитом, пневмонией и даже отеком легких и поражением миокарда. Люди, которые подвергаются воздействию продуктов его термического разложения в течение длительного времени в низких концентрациях, часто испытывают головные боли, головокружение, бессонницу, ночные кошмары, потерю памяти, усталость, боли в спине и т. д.
Экологическая опасность: Информация отсутствует.
Опасность взрыва: этот продукт огнеопасен.
Меры первой помощи
Контакт с кожей: данные отсутствуют.
Попадание в глаза: Информация отсутствует.
Вдыхание: Быстро выйдите с места происшествия на свежий воздух. Держите дыхательные пути открытыми. Если дыхание затруднено, дайте кислород. Если дыхание останавливается, немедленно сделайте искусственное дыхание. Обратитесь за медицинской помощью.
Проглатывание: Информация отсутствует.
Токсикологические данные
Туморогенность: Тест на инфузию у крыс: TDLo: 80 мг/кг; Тест на инфузию у мышей: TCLo: 1140 мг/кг.
Экологические данные
Это вещество может быть вредным для окружающей среды, поэтому водоемам следует уделять особое внимание.
