O que é PTFE (Politetrafluoroetileno)

O que é PTFE (Politetrafluoroetileno)?

O politetrafluoroetileno PTFE é um fluoropolímero multifuncional de alta eficiência composto por átomos de carbono e átomos de fluorina. Os fluoropolímeros são um grupo de plásticos com uma ampla gama de propriedades e benefícios. O PTFE é um desses fluoropolímero cuja descoberta revolucionou para sempre o grupo fluoropolímero e abriu o caminho para uma variedade de aplicações.

Uma das aplicações comuns dos materiais PTFE inclui revestimentos antiaderentes para panelas de cozinha. Devido à sua não reatividade, em parte devido à força da ligação de carbono-fluorina, é frequentemente usada para fazer tubos e recipientes para produtos químicos reativos e corrosivos.

Como o PTFE é feito?

O PTFE é fabricado como qualquer outro polímero. É fabricado pela tecnologia de polimerização de radicais livres usando polimerização de adição de TFE em um processo em lote em meios aquosos.

A estrutura química do PTFE é a mesma que o polietileno; A única grande diferença é que os átomos de hidrogênio são completamente substituídos pelo flúor. No entanto, PE e PTFE são preparados de maneiras muito diferentes.

O tamanho grande dos átomos de flúor forma uma bainha uniforme e contínua em torno de ligações carbono-carbonas, fornecendo à molécula boa resistência química, inércia elétrica e estabilidade.

Características e desempenho de PTFE

O PTFE vem em três grânulos principais, dispersões à base de água e pós finos.

Os materiais granulares de PTFE são produzidos por polimerização por suspensão em um meio aquoso usando pouco ou nenhum dispersante. Os materiais granulares de PTFE são usados ​​principalmente nos métodos de compressão, prensagem isostática e extrusão de pirrogem.

As dispersões de PTFE à base de água usam a mesma polimerização à base de água com mais dispersante e agitação. As dispersões à base de água são usadas principalmente em revestimentos e métodos de fundição de filmes.

O PTFE em pó finamente é uma pequena partícula branca produzida pela polimerização de emulsão controlada. O pó de PTFE fino pode ser processado em flocos através de extrusão de pasta ou aditivos para melhorar a resistência ao desgaste.

Outras propriedades notáveis ​​de PTFE incluem excelente resistência a alta e baixa temperatura, propriedades isolantes elétricas, inércia química, baixo coeficiente de atrito (0,08 estático e 0,01 dinâmico) e propriedades antiaderentes em uma ampla faixa de temperatura (-260 a 260 ° C) .

O PTFE é um dos materiais mais confiáveis ​​quando se trata de resistência química. É apenas atacado por metais alcalinos fundidos, halogenetos orgânicos, como o trifluoreto de cloro (CLF3) e o difluoreto de oxigênio (OF2) e a fluorina gasosa a altas temperaturas.

As propriedades mecânicas da PTFE também são impressionantes, mas não tão boas quanto outros plásticos de engenharia à temperatura ambiente. A adição de preenchimentos provou ser um método bem -sucedido de superar esse obstáculo. Dentro de sua faixa de temperatura normal, o PTFE exibe algumas propriedades mecânicas úteis. Essas propriedades também são dificultadas pelo processamento de variáveis ​​como temperatura de sinterização, pressão de pré -forma, taxa de resfriamento, etc. Propriedades do polímero, como o tamanho da massa molar e a distribuição do tamanho das partículas, podem afetar negativamente as propriedades mecânicas.

O PTFE possui excelentes propriedades de isolamento elétrico, baixa constante dielétrica e isolamento suporta a tensão. A constante dielétrica muito baixa (2.0) é resultado da estrutura simétrica complexa das macromoléculas.

O material do PTFE também mostra boas propriedades térmicas, sem degradação significativa abaixo de 440 ° C.

Também é atacado pela degradação e radiação no ar, começando na dose de 0,02 mRAD.

Desvantagens do material PTFE

Os materiais tradicionais do PTFE não ficam sem algumas desvantagens. eles são:

Fluência e desgaste sensível

Não pode ser processado por métodos de processamento de estado fundido, e métodos adequados podem geralmente não ser convencionais e escaláveis.

Dificuldade em ingressar

Alterações de alta dimensão próximas à temperatura de transição vítrea.

Baixa resistência à radiação

É corrosivo e pode facilmente produzir vapores tóxicos.

Importância de enchimentos e aditivos para PTFE

A adição de cargas e aditivos pode melhorar significativamente as propriedades mecânicas do PTFE, especialmente as taxas de fluência e desgaste. Os enchimentos comumente usados ​​incluem aço, carbono, fibra de vidro, fibra de carbono, grafite, bronze, aço, etc.

Fibra de vidro : sua adição melhorará as propriedades de fluência e desgaste do PTFE, afetando suas temperaturas baixas e altas. Além disso, os compostos cheios de vidro têm um desempenho excepcionalmente bom em ambientes oxidantes.

Fibra de carbono: A fibra de carbono é essencial para reduzir a fluência, melhorar a rigidez, aumentar a flexibilidade e o módulo de compressão. O PTFE misturado com compostos de fibra de carbono possui alta condutividade térmica e um baixo coeficiente de expansão térmica. A fibra de carbono é inerte a álcalis fortes e ácido hidrofluórico (a fibra de vidro é resistente a ambos os ácidos). Essas peças são ideais para fabricar peças automotivas, como amortecedores.

Carbono: o carbono como aditivo ajudará a reduzir a fluência, aumentar a dureza e melhorar a condutividade térmica do PTFE. Os mesmos resultados podem ser alcançados misturando PTFE e grafite e aumentando a resistência ao desgaste do composto cheio de carbono. Essas misturas são ideais para aplicações não lubrificadas, como anéis de pistão em cilindros de compressão.

PTFE cheio de bronze: Este composto possui excelente condutividade térmica e elétrica, tornando-o ideal para aplicações sujeitas a cargas e temperaturas extremas.

Vantagens de adicionar preenchimentos

Os preenchimentos/aditivos são essenciais para aumentar a porosidade do composto PTFE e, portanto, afetar as propriedades elétricas - reduz a força dielétrica e aumenta a constante dielétrica e o fator de dissipação.

Os preenchimentos podem melhorar significativamente o desempenho do PTFE em temperaturas altas e baixas.

No entanto, as alterações nas propriedades químicas dependem muito do tipo de aditivo usado. Geralmente, também deixa resultados positivos.

Aplicações PTFE

Normalmente, os termoplásticos fluorados são usados ​​em aplicações de alto desempenho com resistência a alta temperatura, alta pureza, baixa temperatura, inércia química, propriedades antiaderentes e auto-lubrificantes. Aqui estão alguns dos usos mais comuns para o PTFE:

Engenharia - Rolamentos, superfícies antiaderentes, assentos de válvula, plugues, acessórios, válvulas e peças da bomba.

Médicos - remendos cardíacos, enxertos cardiovasculares, substituições de ligamentos.

Indústria química - revestimento de bombas, diafragmas, impulsores, trocadores de calor, autoclaves, vasos de reação, tanques de armazenamento, embarcações, etc.

Automotivo -vedações de haste, vedações de eixo, juntas, anéis de O, revestimentos de mangueira de combustível, direção hidráulica, transmissões e muito mais.

Elétrica e eletrônica - placas de circuito impressas flexíveis, isolamento elétrico, etc.

Melhores tecnologias para processamento de PTFE

A estrutura rígida da cadeia de polímeros da PTFE torna extremamente difícil processar o uso de métodos tradicionais, como moldagem por injeção e extrusão. Ainda assim, sua viscosidade de fusão extremamente alta e alta temperatura de fusão não ajudam. A tecnologia ideal de processamento para lidar com a metalurgia do pó é adequada para o PTFE.

Sinterização, moldagem por compressão, prensagem, estampagem ou extrusão de pasta, estampagem a quente, usinagem, extrusão de pó pré-penetrante em máquinas especiais.

A extrusão de pasta mistura PTFE com hidrocarbonetos, que são usados ​​para transformá -lo em fita, tubo e isolamento de arame. Os hidrocarbonetos evaporam antes que a parte seja sinterizada.

Faixa de operação -200 ° C a 260 ° C.

Perguntas frequentes

1. O politetrafluoroetileno causa câncer?

responder. O PTFE demonstrou ser tóxico para a saúde humana porque contém um carcinogênio chamado PFOA. No entanto, não há necessidade de se preocupar, pois os revestimentos antiaderentes do PTFE não contêm mais essa substância.

2. Para que é usado o tubo PTFE?

responder. A tubulação de PTFE é mais comumente usada como tubulação de laboratório, onde a resistência e a pureza química são mais importantes. O PTFE tem um coeficiente de atrito extremamente baixo e é conhecido como uma das substâncias "mais escorregadias" conhecidas.

3. Que tipo de plástico é PTFE?

responder. O PTFE é um polímero termoplástico que é um fluoropolímero composto por átomos de carbono e átomos de fluorina.

4. Qual é o uso da placa PTFE?

responder. As folhas de PTFE são usadas em uma variedade de aplicações, como juntas encapsuladas do PTFE e embalagem de PTFE. Tem excelente resistência a gases, água, produtos químicos, combustíveis e óleos.