ポリテトラフルオロエチレン (テフロンまたは PTFE) は、優れた化学的安定性、耐食性、シール性、高い潤滑性と非粘着性、電気絶縁性、優れた耐老化性を備えています。 主に耐食性の高いパイプ、容器、ポンプ、バルブ、レーダー、高周波通信機器、無線機器など、高い性能が要求される用途に使用されます。
材料特性
密度 2.2 g/cm3
ヤング率 0.5 Gpa
耐力 23MPa
融点 ~327 度
ポリテトラフルオロエチレン [PTFE、F4] は、今日世界の耐食材料の 1 つであり、「プラスチックの王様」として知られています。 これはあらゆる種類の化学媒体に長期間使用でき、その製造により我が国の化学産業、石油、製薬、その他の分野で多くの問題が解決されてきました。 PTFE シール、ガスケット、およびガスケット。 PTFE シール、ガスケット、ガスケットは懸濁重合 PTFE 樹脂から成形されます。 PTFEは他のプラスチックと比較して、耐薬品性、耐温度性に優れています。 シール材や充填材として広く使用されています。 PTFE はテトラフルオロエチレンのポリマーです。 英語の略称はPTFEです。 商品名は「テフロン」です。 「プラスチックの王様」と呼ばれる。 ポリテトラフルオロエチレンの基本構造は次のとおりです。 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF 2 -CF2 -。 ポリテトラフルオロエチレンは、酸、アルカリ、有機溶剤に対する耐性が要求されるさまざまな用途に広く使用されています。 人体には毒性はありませんが、製造工程で使用される原料の一つであるペルフルオロオクタン酸（PFOA）には発がん性がある可能性があると考えられています。
ポリテトラフルオロエチレン（テフロンまたはPTFE）は、通称「プラスチックの王様」として知られており、中国の商品名では「テフロン」、「テフロン」、「テフロン」、「テフロン」などがあります。優れた化学的安定性、耐食性、シール性、高潤滑性と非粘着性、電気絶縁性、優れた耐老化性を備えています。 +250度から-180度の温度で長時間動作できます。 溶融金属ナトリウムと液体フッ素を除くすべての薬品に対して耐性があり、王水で煮沸しても変化しません。
エンジニアリングプラスチックとして使用され、PTFEチューブ、ロッド、ストリップ、プレート、フィルムなどに加工できます。一般に、耐食性のパイプ、容器、ポンプ、バルブ、レーダー、高周波通信機器、無線機器、など、高いパフォーマンスを必要とするもの。 この分散液は、さまざまな材料の絶縁性含浸液として、また金属、ガラス、セラミックスの表面の防食コーティングとして使用できます。 各種PTFEリング、PTFEガスケット、PTFEパッキンなどが各種パイプラインフランジシールの防食に広く使用されています。 また、ポリテトラフルオロエチレン繊維・フルオロノン（外国商品名はテフロン）の紡糸にも使用できます。
現在、さまざまな種類の PTFE 製品は、化学産業、機械、エレクトロニクス、電化製品、軍需産業、航空宇宙、環境保護、橋梁などの国家経済分野で決定的な役割を果たしています。
ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）の使用条件 業界 化学、石油化学、石油精製、クロールアルカリ、酸製造、リン酸肥料、医薬品、農薬、化学繊維、染色、コークス、ガス、有機合成、非鉄製錬、鉄鋼、原子力、高純度製品の製造（イオン膜電解など）、粘性物質の輸送および操作、食品、飲料、その他の衛生要件が非常に厳しい加工および生産部門。
媒体 フッ酸、リン酸、硫酸、硝酸、塩酸、各種有機酸、有機溶剤、強酸化剤、その他の腐食性の高い化学媒体。
温度 -20 ～ 250 度。急激な冷却と加熱、または高温と低温の交互動作が可能です。 -20-250 度 (-4-+482 度 F)
圧力 -0.1-6.4Mpa (完全真空から 64kgf/cm2 まで) -0.1-6.4Mpa (完全真空から 64kgf/cm2 まで) 高温耐性 - 動作温度250度に達します。
低温耐性 - 優れた機械的靭性を持っています。 温度が-196度まで下がっても、5%の伸びを維持できます。 耐食性 - ほとんどの化学薬品や溶剤に対して不活性で、強酸や強アルカリ、水やさまざまな有機溶剤に対して耐性があります。 耐候性 - プラスチックのような耐用年数があります。 高潤滑 - 固体材料の中で最も摩擦係数が低い。
非粘着性 - 固体材料の表面張力が最も小さく、何にも粘着しません。
無毒 - 生理学的に不活性で、人工血管や臓器として体内に長期移植しても副作用はありません。
ポリテトラフルオロエチレンの相対分子量は比較的大きく、数十万から 1,000 万以上、一般的には数百万の範囲にあります (重合度は 104 程度ですが、ポリエチレンはわずか 103 です)。 一般に結晶化度は90～95%、融解温度は327～342度です。 ポリテトラフルオロエチレン分子中のCF2ユニットはジグザグ状に配置されています。 フッ素原子の半径は水素の半径よりわずかに大きいため、隣接する CF2 ユニットは完全にトランス交差配向することはできず、らせん状のねじれた鎖を形成し、その鎖はフッ素原子によってほぼ覆われます。 ポリマー鎖全体の表面にあります。 この分子構造は PTFE のさまざまな特性を説明します。 温度が 19 度より低い場合、13/6 らせんが形成されます。 19 度で相変化が発生し、分子がわずかにほどけて 15/7 らせんを形成します。
パーフルオロカーボンの炭素-炭素結合および炭素-フッ素結合の開裂には、それぞれ 346.94 および 484.88 kJ/mol のエネルギー吸収が必要ですが、ポリテトラフルオロエチレンの解重合で 1 mol のテトラフルオロエチレンを生成するには、わずか 171.38 kJ のエネルギーしか必要としません。 したがって、高温分解中に、ポリテトラフルオロエチレンは主にテトラフルオロエチレンに解重合されます。 260度、370度、420度におけるポリテトラフルオロエチレンの重量損失率(%)は、それぞれ1時間あたり1×10-4、4×10-3、9×10-2です。 PTFEは260度で長時間使用できることが分かります。 高温分解ではフルオロホスゲンやパーフルオロイソブチレンなどの毒性の高い副生成物も生成するため、安全保護とポリテトラフルオロエチレンの裸火接触防止に特別な注意を払う必要があります。
機械的性質 摩擦係数がポリエチレンの1/5と極めて小さいことがパーフロカーボン表面の大きな特徴です。 また、ポリテトラフルオロエチレンはフッ素鎖と炭素鎖の間の分子間力が極めて小さいため、ベタつきません。
250度の温度では溶けず、-260度の超低温でも脆くなりません。 PTFE は非常に滑らかで、氷ですら比べられません。 特に絶縁性が優れており、新聞紙程度の厚さのフィルムでも1500Vの高電圧に耐えることができます。
PTFE は、-196 ～ 260 度の広い温度範囲で優れた機械的特性を維持します。 パーフルオロカーボンポリマーの特徴の 1 つは、低温でも脆くないことです。
耐薬品性・耐候性 PTFEは溶融アルカリ金属を除き、いかなる化学薬品に対してもほとんど腐食されません。 例えば、濃硫酸、硝酸、塩酸、さらには王水で煮沸しても、重量や性能は変わりません。 また、すべての溶媒にほとんど溶けず、300 度を超えるすべてのアルカンにはわずかに溶けます（約 0.1g/100g）。 PTFEは吸湿せず、不燃性であり、酸素や紫外線に対して非常に安定であるため、耐候性に優れています。 電気的特性 PTFE は、広い周波数範囲にわたって誘電率と誘電損失が低く、絶縁破壊電圧、体積抵抗率、耐アーク性が高くなります。
耐放射線性: ポリテトラフルオロエチレンの耐放射線性は低い (104 rad)。 高エネルギー放射線にさらされると劣化し、ポリマーの電気的および機械的特性が大幅に低下します。
重合 ポリテトラフルオロエチレンは、テトラフルオロエチレンのフリーラジカル重合によって製造されます。 工業的な重合反応は、反応熱を分散させ、温度制御を容易にするために、大量の水の存在下で撹拌しながら行われます。 重合は通常４０〜８０℃、圧力３〜２６ｋｇｆ／ｃｍ ２ で行われる。 無機過硫酸塩および有機過酸化物を開始剤として使用することも、レドックス開始系を使用することもできる。 テトラフルオロエチレンの各モルは、重合中に 171.38kJ の熱を放出します。 分散重合には、パーフルオロオクタン酸またはその塩などのパーフルオロ界面活性剤の添加が必要です。
用途 PTFE は圧縮または押出によって形成できます。 コーティング、含浸、または繊維製造のために水性分散液にすることもできます。 PTFE は、原子力、航空宇宙、エレクトロニクス、電気、化学工業、機械、計器、メーター、建設、繊維、食品などの高温および低温耐性、耐食性材料、断熱材、固着防止コーティングなどとして広く使用されています。他の業界。
大気老化耐性: 放射線耐性と低透過性: 大気への長期暴露後も表面と性能は変化しません。 不燃性: 酸素制限指数は 90 未満です。
耐酸・耐アルカリ性：強酸、強アルカリ、有機溶剤に溶けません。 耐酸化性：強力な酸化剤による腐食に耐性があります。 酸性、アルカリ性：中性。
PTFE は機械的に柔らかいです。 表面エネルギーが非常に低い。
ポリテトラフルオロエチレン (F4、PTFE) は一連の優れた性能特性を備えています。高温耐性 - 200 ～ 260 度の長期使用温度、低温耐性 - -100 度でも柔らかい。 耐食性 - 王水およびすべての有機溶剤に対して耐性があります。 耐候性 - プラスチックの中で最も長い耐用年数。 高い潤滑性 - プラスチックの中で最も小さい摩擦係数 (0.04)。 非粘着性 - 固形材料の中で最も表面張力が小さく、何も付着しません。 無毒 - 生理学的に不活性です。 電気特性に優れ、理想的なC種絶縁材料です。
目的: PTFE 材料は、国防産業、原子力、石油、ラジオ、電気機械、化学産業などの重要な分野で広く使用されています。 製品: PTFE ロッド、パイプ、プレート、旋削プレート。 PTFE はテトラフルオロエチレンのポリマーです。 英語の略称はPTFEです。 構造式は です。 1930 年代後半に発見され、1940 年代に工業生産が開始されました。
特性: ポリテトラフルオロエチレンの相対分子量は比較的大きく、数十万から 1,000 万以上、一般的には数百万の範囲にあります (重合度は 104 程度ですが、ポリエチレンはわずか 103 です)。 一般に結晶化度は90～95%、融解温度は327～342度です。 ポリテトラフルオロエチレン分子中のCF2ユニットはジグザグ状に配置されています。 フッ素原子の半径は水素の半径よりわずかに大きいため、隣接する CF2 ユニットは完全にトランス交差配向することはできず、らせん状のねじれた鎖を形成し、その鎖はフッ素原子によってほぼ覆われます。 ポリマー鎖全体の表面にあります。 この分子構造は PTFE のさまざまな特性を説明します。 温度が 19 度より低い場合、13/6 らせんが形成されます。 19 度で相変化が発生し、分子がわずかにほどけて 15/7 らせんを形成します。
パーフルオロカーボンの炭素-炭素結合および炭素-フッ素結合の開裂には、それぞれ 346.94 および 484.88 kJ/mol のエネルギー吸収が必要ですが、ポリテトラフルオロエチレンの解重合で 1 mol のテトラフルオロエチレンを生成するには、わずか 171.38 kJ のエネルギーしか必要としません。 したがって、高温分解中に、ポリテトラフルオロエチレンは主にテトラフルオロエチレンに解重合されます。 260度、370度、420度におけるポリテトラフルオロエチレンの重量損失率(%)は、それぞれ1時間あたり1×10-4、4×10-3、9×10-2です。 PTFEは260度で長時間使用できることが分かります。 高温分解ではフルオロホスゲンやパーフルオロイソブチレンなどの毒性の高い副生成物も生成するため、安全保護とポリテトラフルオロエチレンの裸火接触防止に特別な注意を払う必要があります。 機械的性質 摩擦係数がポリエチレンの1/5と極めて小さいことがパーフロカーボン表面の大きな特徴です。 また、ポリテトラフルオロエチレンはフッ素鎖と炭素鎖の間の分子間力が極めて小さいため、ベタつきません。
PTFE は、-196 ～ 260 度の広い温度範囲で優れた機械的特性を維持します。 パーフルオロカーボンポリマーの特徴の 1 つは、低温でも脆くないことです。
耐薬品性・耐候性 PTFEは溶融アルカリ金属を除き、いかなる化学薬品に対してもほとんど腐食されません。 例えば、濃硫酸、硝酸、塩酸、さらには王水で煮沸しても、重量や性能は変わりません。 また、すべての溶媒にほとんど溶けず、300 度を超えるすべてのアルカンにはわずかに溶けます（約 0.1g/100g）。 PTFEは吸湿せず、不燃性であり、酸素や紫外線に対して非常に安定であるため、耐候性に優れています。 電気的特性 PTFE は、広い周波数範囲にわたって誘電率と誘電損失が低く、絶縁破壊電圧、体積抵抗率、耐アーク性が高くなります。
耐放射線性: ポリテトラフルオロエチレンの耐放射線性は低い (104 rad)。 高エネルギー放射線にさらされると劣化し、ポリマーの電気的および機械的特性が大幅に低下します。
重合 ポリテトラフルオロエチレンは、テトラフルオロエチレンのフリーラジカル重合によって製造されます。 工業的な重合反応は、反応熱を分散させ、温度制御を容易にするために、大量の水の存在下で撹拌しながら行われます。 重合は通常４０〜８０℃、圧力３〜２６ｋｇｆ／ｃｍ ２ で行われる。 無機過硫酸塩および有機過酸化物を開始剤として使用することも、レドックス開始系を使用することもできる。 テトラフルオロエチレンの各モルは、重合中に 171.38kJ の熱を放出します。 分散重合には、パーフルオロオクタン酸またはその塩などのパーフルオロ界面活性剤の添加が必要です。 膨張係数（25～250度）10～12×10-5/度。