Հասկանալով PTFE. Հատկություններ, որոնք այն դարձնում են գերծանրքաշային նյութեր

Ժամանակակից նյութերի աշխարհում գիտությունը քիչ նյութեր են վաստակել հեղինակությունը եւ տարածված դիմումը, որը վայելում է պոլիտետրաֆլորոեթիլենը (PTFE): Teflon® ապրանքանիշի անունով, որը սովորաբար ճանաչվում է PTFE- ն սինթետիկ ֆտորոպորոպոլիմեր է, որն իր յուրահատուկ հատկություններով փոխակերպեց արդյունաբերությունները: Անկախ նրանից, թե դա Aerospace Engineering- ում, խոհանոցում կամ առաջադեմ բժշկական սարքերում, PTFE- ն կարեւոր դեր է խաղում: Բայց ինչն է այս նյութը այդքան ուշագրավ դարձնում: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք կառուցվածքը, հատկությունները եւ բազմակողմանի դիմումները PTFE , օգնելով հասկանալ, թե ինչու է այն իսկապես արժանի իր կոչմանը, որպես 'գերծանրքաշային նյութեր:

Ինչ է PTFE- ն:

PTFE- ն կանգնած է պոլիտետաֆլորոէթիլենային, ածխածնի եւ ֆտորային ատոմներից բաղկացած պոլիմեր: 1938 թվականին հայտնաբերվել է Դուպոնտում գտնվող քիմիկոսի կողմից տեղի ունեցած վթարի հետեւանքով, PTFE- ն ի սկզբանե նշել է իր արտառոց հողամասի համար: Այն հետագայում մշակվել է առեւտրային եւ արդյունաբերական օգտագործման համար `ջերմության, քիմիական նյութերի եւ շփման համար իր գերազանց դիմադրության շնորհիվ:

Մոլեկուլային մակարդակում PTFE- ն բաղկացած է ածխածնի ողնաշարից, յուրաքանչյուր ածխածնի ատոմը կապվում է երկու ֆտորային ատոմների վրա: Այս ուժեղ ածխածնի ֆտորային պարտատոմսը կազմում է պոլիմերային գիտության մեջ հայտնի ամենա կայուն քիմիական կառույցներից մեկը: Այս կայունությունը PTFE- ի եզակի հատկությունների արմատն է, որը մենք մանրամասնորեն կքննարկենք ստորեւ:

Հիմնական հատկություններ, որոնք PTFE բացառիկ են դարձնում

1. Ոչ փայտով եւ ցածր շփման մակերես

PTFE- ի ամենահայտնի բնութագրիչներից մեկը շփման չափազանց ցածր գործակիցն է: Ավելի պարզ իմաստով, PTFE- ն աներեւակայելի սայթաքուն է: Սա այն իդեալական է դարձնում այն ​​դիմումների համար, որտեղ կրճատված շփումը անհրաժեշտ է, օրինակ, լոգարիթմական առանցքակալների, փոխանցումների եւ ոչ կպչուն խոհարարության մեջ:

Ոչ փայտային բնությունը գալիս է նրանից, որ նյութերի մեծ մասը չի կարող պահպանել PTFE- ի ֆտորացված մակերեսը: Դա այնքան հարթ է մոլեկուլային մակարդակում, որը նույնիսկ Գեկոսը, որը հայտնի է ցանկացած մակերեսով բարձրանալով, չի կարող բռնել PTFE- ին:

2. Գերազանց քիմիական դիմադրություն

PTFE- ն գրեթե իներտ է, այսինքն, այն չի արձագանքում քիմիական նյութերի մեծ մասի հետ: Այն դիմադրում է ուժեղ թթուներին, հիմքերով, լուծիչներին եւ նույնիսկ քայքայիչ գազերին: Այս քիմիական դիմադրությունը այն դարձնում է քիմիական վերամշակման սարքավորումների, դաստակների եւ խողովակների գծապատկերների ընտրության նյութ, որը պետք է փոխադրի ռեակտիվ նյութեր:

Ի տարբերություն ժամանակի ընթացքում քայքայվող կամ կոռոզիորեն այլ նյութերի, PTFE- ն պահպանում է իր կառուցվածքային ամբողջականությունը նույնիսկ կոշտ քիմիական միջավայրում, ապահովելով ինչպես անվտանգության, այնպես էլ երկարակեցության:

3. Բարձր ջերմաստիճանի հանդուրժողականություն

PTFE- ն ունի 327 ° C (621 ° F) հալման կետ եւ կարող է շարունակաբար գործել մինչեւ 260 ° C ջերմաստիճանում (500 ° F): He երմակայունության այս դիմադրությունը անհամեմատելի է բազմաթիվ պլաստմասսայստերով, PTFE- ն հարմար է բարձր ջերմաստիճանի միջավայրերի համար, ինչպիսիք են օդատիեզերական բաղադրիչները, արդյունաբերական վառարանները եւ էլեկտրոնիկան:

Դա պարզապես չի դիմակայում ջերմությանը. Դա դա անում է առանց կորցնելու իր ֆիզիկական եւ մեխանիկական հատկությունները: PTFE- ն լավ է կատարում նաեւ չափազանց ցածր ջերմաստիճանում, պահպանում է ճկունությունն ու ուժը նույնիսկ կրիոգեն մակարդակներում:

4. Էլեկտրական մեկուսացման հատկություններ

PTFE- ն լայնորեն ճանաչվում է էլեկտրական մեկուսացման հիանալի հնարավորությունների համար: Այն ունի բարձր դիէլեկտրիկ ուժ, ինչը այն դարձնում է իդեալական նյութեր էլեկտրագծերի, շրջանային տախտակների եւ ռադիոհաճախականության մալուխների համար: PTFE- ն նաեւ դիմադրում է էլեկտրական աղեղով, այն հարմար դարձնելով բարձրավոլտ ծրագրերի համար:

Դրա մեկուսիչ հատկությունները մնում են կայուն հաճախականությունների եւ ջերմաստիճանի լայն տեսականիով, այն հատկապես արժեքավոր դարձնելով էլեկտրոնիկայի եւ հաղորդակցական ժամանակակից սարքերում:

5. Հիդրոֆոբ բնությունը

PTFE- ը հիդրոֆոբ է, այսինքն, ջուրը մղում է եւ խոնավությունը չի կլանում: Սա կրիտիկական առանձնահատկություն է ծրագրերում, որոնք պահանջում են խոնավության դիմադրություն կամ ջրամեկուսացում, ինչպիսիք են եղանակի դիմացկուն հագուստը, տանիքի մեմբրանները եւ հերմետիկները:

Բացի այդ, դրա դիմադրությունը խոնավության նկատմամբ կանխում է բորբոսն ու մանրէները, PTFE- ն պատրաստելով հիգիենիկ ընտրություն բժշկական եւ սննդի վերամշակման ծրագրերի համար:

6. Երկարակեցություն եւ երկարակեցություն

Երբ համատեղում եք քիմիական դիմադրությունը, ջերմային կայունությունը եւ ֆիզիկական ճկունությունը, ստանում եք մի նյութ, որը արտառոց ամուր է: PTFE- ն կարող է տարիներ տեւել պահանջկոտ պայմաններում, առանց վատթարացման, ինչը նվազեցնում է պահպանման կամ փոխարինման անհրաժեշտությունը:

Այս երկարակեցությունը երկարաժամկետ հեռանկարում ավելացնում է ծախսարդյունավետությունը, հատկապես արդյունաբերական պարամետրերում, որտեղ դադարեցումը կարող է թանկ լինել:

PTFE- ի իրական աշխարհի ծրագրեր

Իր յուրահատուկ հատկությունների շնորհիվ PTFE- ն օգտագործվում է արդյունաբերության լայն տեսականիով.

1. Խոհարար եւ խոհանոցային տեխնիկա

PTFE- ի միջին սպառողի համար առավել ծանոթ դիմումը գտնվում է ոչ կպչուն խոհարարության մեջ: PTFE ծածկույթները թույլ են տալիս տապակները եւ ամանները օգտագործել նվազագույն յուղով եւ դրանք հեշտացնել հեշտությամբ: Դրա բարձր ջերմաստիճանի դիմադրությունը նաեւ ապահովում է, որ ծածկույթը արագորեն չի քայքայվում:

2. Ավիատիեզերք եւ ավտոմոբիլային

PTFE- ն օգտագործվում է օդատիեզերական բաղադրիչներում, ինչպիսիք են դաստակները, կնիքները եւ մեկուսացումը, քանի որ այն կարող է դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին եւ քայքայիչ վառելիքներին: Ավտոմոբիլային ծրագրերում PTFE- ն հայտնաբերվում է վառելիքի գուլպաներում, արգելակային ծածկույթների եւ փոխանցման համակարգերում:

3. Բժշկական եւ դեղագործական

PTFE- ի BioCompatibility- ը այն հարմար է դարձնում բժշկական իմպլանտների, վիրաբուժական գործիքների եւ կաթետերի համար: Այն ոչ ռեակտիվ է մարմնի հյուսվածքների եւ հեղուկների հետ, նվազեցնելով վարակի կամ մերժման ռիսկը: Դեղագործություններում PTFE- ի վրա ծածկված բեռնարկղերն ու խողովակները օգտագործվում են զգայուն քիմիական նյութերը կարգավորելու համար:

4. Էլեկտրոնիկա եւ հեռահաղորդակցություն

Ինչպես ավելի վաղ նշվեց, PTFE- ի էլեկտրական մեկուսացման հատկությունները կարեւորագույն են էլեկտրոնային բաղադրիչներում: Ծալքավոր մալուխներ, մետաղալարերի ծածկույթներ եւ կիսահաղորդչային արտադրության սարքավորումներ հաճախ օգտագործում են PTFE, ազդանշանային ամբողջականության եւ անվտանգության ապահովման համար:

5. Քիմիական մշակում

PTFE- ն լայնորեն օգտագործվում է քիմիական կայաններում, որտեղ այն ծառայում է որպես խողովակների, տանկերի եւ փականների ճոճանակներ: Դրա դիմադրությունը կոշտ քիմիական նյութերի նկատմամբ թույլ է տալիս անվտանգ տեղափոխում եւ պահպանում թթուների, հիմքերի եւ լուծիչների պահպանում:

6. Գործվածքներ եւ շինարարություն

PTFE թաղանթներն օգտագործվում են ճարտարապետական ​​կառույցներում, տանիքածածկման եւ պաշտպանիչ հագուստի մեջ: Նրանք առաջարկում են ջրամեկուսացում, երբ մնացել են շնչառական, դրանք իդեալական դարձնելով բացօթյա հանդերձանք եւ արդյունաբերական համազգեստ:

Մարտահրավերներ եւ նկատառումներ

Թեեւ PTFE- ն շատ առումներով գերծանրքաշային նյութ է, այն առանց սահմանափակումների չէ.

• Վերամշակման դժվարություն . PTFE- ն չի կարող մշակվել ավանդական պլաստիկ ձուլման տեխնիկայի `իր բարձր հալման կետի եւ քիմիական կայունության պատճառով: Այն հաճախ պահանջում է հատուկ զգացմունքային գործընթացներ կամ արտահանման մեթոդներ:

• Արժեք . PTFE- ն հակված է ավելի թանկ լինել, քան սովորական պլաստմասսայե, չնայած դրա ամրությունը հաճախ փոխհատուցում է ավելի բարձր մակարդակի արժեքը:

• Creep . Կայուն ճնշման տակ PTFE- ն կարող է անցնել դանդաղ դեֆորմացիան, որը հայտնի է որպես 'սողացող:' Դիզայներները պետք է հաշվի առնեն դա բեռի կրող ծրագրերում:

• Ոչ կենսապահովելիություն . Շատ սինթետիկ նյութերի նման, PTFE- ը կենսազերծելի չէ: Այնուամենայնիվ, այն քիմիապես կայուն է եւ նորմալ օգտագործման ներքո չի ազատում վնասակար նյութեր միջավայրում:

Ապագա Outlook- ը PTFE- ի համար

Նյութական գիտության նորամուծությունը շարունակում է բարձրացնել PTFE- ի հնարավորությունները: Վերջին զարգացումները ներառում են.

• Expanded PTFE (EPTFE) . Ծակոտկեն տարբերակ, որն օգտագործվում է բժշկական պատվաստումներում, շնչառական գործվածքներ եւ ֆիլտրման համակարգերում:

• PTFE Composites . PTFE- ի խառնուրդը ապակե մանրաթելերով, ածխածնային կամ բրոնզով `մեխանիկական ուժը բարելավելու եւ դիմադրությունը հագնելու համար:

• Կայուն այլընտրանքներ . Հետազոտությունները շարունակվում են զարգացնելու էկոլոգիապես մաքուր արտադրության մեթոդներ եւ PTFE- ի վերամշակման տեխնիկա:

Երբ արդյունաբերությունները շարունակում են զարգանալ, նյութերի պահանջարկը, որոնք համատեղում են կատարողականությունը, ամրությունը եւ անվտանգությունը, կպահպանեն PTFE- ը նյութական նորամուծության առաջնագծում:

Եզրափակում

PTFE- ի հեղինակությունը, որպես գերծանրքաշային նյութ, արժանի է: Իր ուշագրավ հատկություններով, սկսած ծայրահեղ քիմիական դիմադրությունից եւ ջերմ ջերմային հանդուրժողականությունից մինչեւ անհամեմատելի գայթակղության եւ էլեկտրական մեկուսացման համար. Այն անփոխարինելի է դարձել արդյունաբերության լայն սպեկտրով: Անկախ նրանից, թե դուք տապակում եք ձվերը, փորձնական տիեզերանավերը, արտադրում եք դեղագործություններ, կամ էլեկտրոնիկայի ձեւավորում, շանսերը PTFE- ն հանգիստ դեր է խաղում:

Հասկանալով PTFE- ն ոչ միայն իր գիտական ​​փայլը ճանաչելու մասին չէ. Խոսքը գնահատելու է այս անտեսանելի նյութական դերը ներկայացնելու մասին մեր ժամանակակից աշխարհը դարձնելով ավելի արդյունավետ, ավելի դիմացկուն եւ շատ դեպքերում, ավելի անվտանգ: