ПТФЭ называют «королем пластмасс».Рой Планк, отец фторсодержащей смолы, начал изучать заменители фреона в компании DuPont в США в 1936 году. Они собрали часть тетрафторэтилена и хранили его в стальных баллонах, готовясь к следующему эксперименту на следующий день. Но когда сработал редукционный клапан Баллон вскрыли на следующий день, перелива газа не было.Думали, что течёт, но при взвешивании баллона обнаружили, что баллон не похудел.Они распилили стальную бутылку и обнаружили большое количество белого порошка, который представлял собой политетрафторэтилен (тефлон).
ПТФЭ называют «королем пластмасс».Рой Планк, отец фторсодержащей смолы, начал изучать заменители фреона в компании DuPont в США в 1936 году. Они собрали часть тетрафторэтилена и хранили его в стальных баллонах, готовясь к следующему эксперименту на следующий день. Но когда сработал редукционный клапан Баллон вскрыли на следующий день, перелива газа не было.Думали, что течёт, но при взвешивании баллона обнаружили, что баллон не похудел.Они распилили стальную бутылку и обнаружили большое количество белого порошка, который представлял собой политетрафторэтилен (тефлон).
Характеристики и свойства:
Механические свойства ПТФЭ относительно мягкие.ПТФЭ обладает рядом превосходных эксплуатационных свойств:
- Устойчивость к высоким температурам:температура длительного использования 200 ~ 260 градусов;
- Устойчивость к низким температурам:все еще мягкий при -100 градусах;
- Устойчивость к коррозии:устойчивость к царской водке и всем органическим растворителям;
- Устойчивость к атмосферным воздействиям:оптимальный срок старения пластика;
- Высокая смазка:минимальный коэффициент трения (0,04) в пластмассах;
- Невязкий:минимальное поверхностное натяжение твердых материалов без прилипания каких-либо веществ;
- Нетоксичный:Обладая физиологической инерцией и отличными электрическими свойствами, это идеальный изоляционный материал C-класса, толстый слой газеты может блокировать высокое напряжение 1500 В.Он более гладкий, чем лед.
Коэффициент трения ПТФЭ очень мал, всего 1/5 от коэффициента трения полиэтилена, что является важной особенностью поверхности перфторуглерода.А поскольку межмолекулярная сила фторуглеродной цепи чрезвычайно низка, ПТФЭ не является вязким.ПТФЭ сохраняет превосходные механические свойства в широком диапазоне температур от -196 до 260°С. Одной из характеристик перфторуглеродных полимеров является то, что они не хрупкие при низких температурах.ПТФЭ имеет высокую плотность 2,14-2,20 г/см.3, практически без водопоглощения, а равновесная скорость водопоглощения составляет менее 0,01%.ПТФЭ — типичный мягкий и слабый полимер.Взаимная гравитационная сила между макромолекулами мала, а жесткость, твердость и прочность малы.Он деформируется при длительном напряжении.
Обзор технологии
Суспензионная полимеризация:В котле полимеризации, в качестве среды используют воду, в качестве инициатора используют персульфат аммония, а в качестве активатора используют разбавленную соляную кислоту, тетрафторэтилен полимеризуется при давлении 0,5-2 МПа и температуре 40-45 ℃ с получением белых частиц и получить порошкообразный политетрафторэтилен с различным размером частиц после затирания, измельчения и сушки.
Дисперсионная полимеризация:Небольшое количество диспергатора (перфтороктаноата аммония) и стабилизатора (фторуглеродного соединения) добавляют для инициации полимеризации с окислительно-восстановительным катализатором.Полимеризацию разделяют на высокое давление и низкое давление.Высокое давление составляет 2 МПа и 25 ℃, а низкое давление — 0,6-0,7 МПа и 0-38 ℃.Полимеризационный раствор политетрафторэтилена получают дисперсионной полимеризацией, а дисперсионную смолу получают коагуляцией, сушкой и просеиванием. При дисперсионной полимеризации под действием безионной воды и различных вспомогательных веществ образуется белая эмульсия.Эмульсию выпаривают и концентрируют в концентрационном котле с образованием концентрированной жидкости, то есть дисперсной эмульсии.
Дисперсионная смола имеет лучшие характеристики обработки и производительности продукта.Политетрафторэтилен тугоплавок и имеет плохую текучесть.Размер и форма частиц оказывают важное влияние на текучесть расплава, его технологические свойства и свойства продукта.Разница в качестве суспендированных смол и дисперсных смол обусловлена их размером частиц, гранулометрическим составом и морфологией частиц.Первый имеет размер частиц миллиметровый, а второй - субмикронный (250-350 нм). Суспендированные смолы можно формовать и перерабатывать, но нельзя экструдировать в виде пасты, тогда как дисперсные смолы можно использовать для экструзии пасты.Молекулярная масса и кристалличность диспергирующих смол ПТФЭ обычно выше, чем у суспендированных смол, с кристалличностью до 96-98%, а усталостная долговечность при изгибе в 2300 раз больше, чем у суспендированных смол.
Размер частиц дисперсной смолы, полученной путем эмульсионной полимеризации, невелик, распределение частиц по размерам является разумным, а морфологию частиц можно контролировать, что обеспечивает хорошие характеристики обработки и характеристики продукта.
В настоящее время около двух третей ПТФЭ-смол производится суспензионным методом и одна треть – дисперсионным.
В 2019 году в общей сложности насчитывалось 12 отечественных компаний по производству ПТФЭ общей мощностью около 140 000 тонн в год, что составляет более 40% мировой производственной мощности.Однако следует отметить, что производственные мощности Китая по производству ПТФЭ в основном представляют собой продукцию среднего и низкого качества для литья под давлением.
Мощности по производству ПТФЭ в Китае относительно сконцентрированы.На долю шести крупнейших компаний отрасли приходится около 83% общей производственной мощности.Лидер отрасли Dongyue Group занимает почти треть доли рынка.
По оценкам, в 2019 году внутренний объем производства ПТФЭ составит около 90 000 тонн, в основном это продукты среднего и низкого качества для литья под давлением, а уровень локализации высококачественных смол из ПТФЭ очень низок, что сильно зависит от импорта. Китай чистый экспортер ПТФЭ.В 2004 году объем экспорта ПТФЭ из Китая превысил объем импорта, а его мощности значительно расширились с 2010 по 2012 год, а объем экспорта увеличивался из года в год.В 2010 году объем экспорта ПТФЭ из Китая впервые превысил 20 000 тонн и до сих пор остается на уровне около 20 000 тонн в год. Объем импорта сохранился на стабильном уровне в 5 000-6 000 тонн, из которых 70-80% импортируемого ПТФЭ является высоким. -продукты с модифицированными характеристиками для удовлетворения потребностей перерабатывающих отраслей в высококачественных продуктах из ПТФЭ.В настоящее время высококачественный ПТФЭ в Китае поставляется в основном иностранными компаниями, такими какДайкинв Японии ,ДюпонВ Соединенных Штатах.
Основные применения 5G
С непрерывным развитием технологий связи 5G также растет спрос на соответствующие высокочастотные материалы с низкой диэлектрической проницаемостью. Фторсодержащие материалы обладают отличной изоляцией, и на них не влияют высокочастотные радиоволны.Фторполимеры обладают хорошими низкими диэлектрическими свойствами и низким коэффициентом потерь в условиях высоких частот.Они могут обеспечить сверхвысокие частоты и высокую скорость работы центров обработки данных, вышек передачи сигналов и персонального электронного оборудования.Поэтому с ускорением 5G растет и рыночный спрос на высокопроизводительные фторполимеры.
Основными областями применения являются высокоскоростные кабели связи 5G, полупроводники, печатные платы и антенные компоненты.
Высокочастотный и высокоскоростной кабель
Тефлоновая смола улучшает электрические характеристики компонентов и оболочек изоляции кабелей и обеспечивает им непревзойденную пожаробезопасность.Эти характеристики имеют большое значение для систем электропроводки (таких как высокоскоростной кабель) для локальных сетей (LAN), центров обработки данных и других высокопроизводительных телекоммуникационных приложений.Поэтому фторполимеры будут использоваться в высокочастотных линиях передачи с множеством функций, большими объемами передачи данных и высокой четкостью.
Производство полупроводников
5G влияет на развитие полупроводниковой промышленности и меняет потребности отрасли.Полимеры ПТФЭ также играют важную роль в процессах производства полупроводников.
Печатная плата и компоненты антенны
В эпоху 5G печатные платы (PCB) будут сильно зависеть от высокопроизводительных фторполимерных материалов, которые могут улучшить качество передачи 5G.ПТФЭ используется в качестве препрега в печатных платах и антенных системах для обеспечения высокочастотных соединений.
Время публикации: 26 февраля 2019 г.