¿Por qué el politetrafluoroetileno tiene una excelente resistencia al calor?

Densidad: 2,1-2,3 g/cm3 Las propiedades mecánicas del politetrafluoroetileno son blandas. Tiene muy baja energía superficial. El politetrafluoroetileno (F4, PTFE) tiene una serie de excelentes propiedades de rendimiento: resistencia a altas temperaturas - temperatura de uso a largo plazo de 200 ~ 260 grados, resistencia a bajas temperaturas - todavía suave a -100 grados - resistencia a la corrosión - resistente al agua regia y a todos los compuestos orgánicos; resistencia a la intemperie - la mejor resistencia al envejecimiento entre los plásticos; alta lubricación - tiene el coeficiente de fricción más pequeño en los plásticos (0,04) - tiene la tensión superficial más pequeña entre los materiales sólidos sin adherirse a nada - tiene inercia fisiológica; ; Excelentes propiedades eléctricas, es un material aislante de clase C ideal. Una capa tan gruesa como un periódico puede bloquear un alto voltaje de 1500 V y es más suave que el hielo. Los materiales de PTFE se utilizan ampliamente en sectores importantes como la industria de defensa nacional, la energía atómica, el petróleo, la radio, la maquinaria eléctrica y la industria química. Productos: Varillas de PTFE, tubos, placas, placas torneadas. El PTFE es un polímero de tetrafluoroetileno. La abreviatura en inglés es PTFE. La fórmula estructural es: CF3(CF2CF2)nCF3 Fue descubierto a finales de los años 1930 y puesto en producción industrial en los años 1940. Propiedades: El peso molecular relativo del politetrafluoroetileno es relativamente grande, desde cientos de miles hasta más de 10 millones, y generalmente millones (el grado de polimerización es del orden de 104, mientras que el polietileno es solo 103). Generalmente, la cristalinidad es del 90~95% y la temperatura de fusión es de 327~342℃. Las unidades de CF2 en la molécula de politetrafluoroetileno están dispuestas en forma de zigzag. Dado que el radio del átomo de flúor es ligeramente mayor que el del hidrógeno, las unidades de CF2 adyacentes no pueden estar completamente orientadas en cruz, sino que forman una cadena retorcida en espiral, que está casi cubierto por los átomos de flúor en la superficie de toda la cadena polimérica. Esta estructura molecular explica las diversas propiedades del PTFE. Cuando la temperatura es inferior a 19°C se forma una hélice de 13/6, a 19°C se produce un cambio de fase y las moléculas se deshacen ligeramente formando una hélice de 15/7. Aunque la ruptura de los enlaces carbono-carbono y los enlaces carbono-flúor en los perfluorocarbonos requiere una absorción de energía de 346,94 y 484,88 kJ/mol respectivamente, la despolimerización del politetrafluoroetileno para generar 1 mol de tetrafluoroetileno requiere sólo 171,38 kJ de energía. Por lo tanto, durante el craqueo a alta temperatura, el politetrafluoroetileno se despolimeriza principalmente en tetrafluoroetileno. Las tasas de pérdida de peso (%) del politetrafluoroetileno a 260, 370 y 420°C son 1 x 10-4,4 x 10-3 y 9 x 10-2 por hora respectivamente. Se puede ver que el PTFE se puede utilizar durante mucho tiempo a 260 ℃. Dado que durante el craqueo a alta temperatura también se producen subproductos altamente tóxicos como el fluorofosgeno y el perfluoroisobutileno, se debe prestar especial atención a la protección de seguridad y a evitar que el politetrafluoroetileno entre en contacto con llamas abiertas. Propiedades mecánicas: Su coeficiente de fricción es extremadamente pequeño, solo 1/5 del polietileno, lo cual es una característica importante de la superficie de perfluorocarbono. Y debido a que la fuerza intermolecular de la cadena flúor-carbono es extremadamente baja, el PTFE no es pegajoso. El PTFE mantiene excelentes propiedades mecánicas en un amplio rango de temperaturas de -196 a 260 °C. Una de las características de los polímeros de perfluorocarbono es que no son quebradizos a bajas temperaturas. El PTFE tiene una densidad más alta, de 2, 14 a 2, 20 g/cm3, casi no absorbe agua y la tasa de absorción de agua en equilibrio es inferior al 0, 01%. El politetrafluoroetileno es un polímero típico blando y débil. La atracción mutua entre macromoléculas es pequeña, la rigidez, la dureza y la resistencia son pequeñas. Se deformará bajo tensión a largo plazo. El PTFE tiende a deslizarse cuando está cargado y es un plástico típico con propiedades de flujo en frío. La fluencia del PTFE varía con la tensión de compresión, la temperatura y la cristalinidad. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la fluencia. La cristalinidad del PTFE está entre 55% y 80%, y la cantidad de fluencia no excede el 2%; cuando la cristalinidad es inferior al 55% y superior al 80%, la cantidad de fluencia aumenta rápidamente; Las propiedades mecánicas sobresalientes del PTFE son su pequeño coeficiente de fricción, entre 0,01 y 0,10, que es el más pequeño entre los materiales plásticos existentes e incluso entre todos los materiales de ingeniería. El factor de fricción del PTFE aumenta con el aumento de la velocidad de deslizamiento y tiende a ser estable cuando la velocidad lineal alcanza 0,5-1,0 m/s o más y el factor de fricción estática es menor que el factor de fricción cinética. en la fabricación de rodamientos Reduce su resistencia de arranque, haciéndolo muy suave desde el arranque hasta el funcionamiento. El factor de fricción del PTFE disminuye a medida que aumenta la carga y tiende a ser constante cuando la carga supera los 0,8 MPa. A alta velocidad y carga elevada, el coeficiente de fricción del PTFE es inferior a 0. O1. Desde una temperatura ultrabaja hasta el punto de fusión del PTFE, el factor de fricción casi no cambia. Solo cuando la temperatura de la superficie es superior al punto de fusión, el factor de fricción aumenta considerablemente.

Debido a la pequeña atracción intermolecular, el PTFE tiene baja dureza y otros materiales lo desgastan fácilmente. Sin embargo, siempre que la rugosidad de la superficie del material abrasivo sea adecuada, la cantidad de desgaste del PTEF se puede reducir considerablemente. [1]