PTFE називають «королем пластмас».Рой Планк, батько фторопласту, почав вивчати замінники фреону в DuPont у Сполучених Штатах у 1936 році. Вони зібрали частину тетрафторетилену та зберігали його в сталевих пляшках, готуючись до наступного експерименту наступного дня, але коли редукційний клапан балона відкрив наступного дня, переливу газу не було.Вони думали, що він тече, але, зваживши циліндр, виявили, що циліндр не втратив ваги.Вони розпиляли сталеву пляшку і виявили велику кількість білого порошку, який був політетрафторетиленом (тефлоном).
PTFE називають «королем пластмас».Рой Планк, батько фторопласту, почав вивчати замінники фреону в DuPont у Сполучених Штатах у 1936 році. Вони зібрали частину тетрафторетилену та зберігали його в сталевих пляшках, готуючись до наступного експерименту наступного дня, але коли редукційний клапан балона відкрив наступного дня, переливу газу не було.Вони думали, що він тече, але, зваживши циліндр, виявили, що циліндр не втратив ваги.Вони розпиляли сталеву пляшку і виявили велику кількість білого порошку, який був політетрафторетиленом (тефлоном).
Характеристики та властивості:
Механічні властивості PTFE відносно м'які.PTFE має низку відмінних експлуатаційних властивостей:
- Стійкість до високих температур:температура тривалого використання 200 ~ 260 градусів;
- Стійкість до низьких температур:ще м'який при -100 градусах;
- Стійкість до корозії:стійкість до царської горілки і всіх органічних розчинників;
- Стійкість до погодних умов:оптимальний термін старіння в пластику;
- Високий рівень змащення:мінімальний коефіцієнт тертя (0,04) у пластмасах;
- Нев'язкий:мінімальний поверхневий натяг у твердих матеріалах без прилипання будь-якої речовини;
- нетоксичний:з фізіологічною інерцією та чудовими електричними властивостями, це ідеальний ізоляційний матеріал C-класу, товстий шар газети може блокувати високу напругу 1500 В.Він гладший за лід.
Коефіцієнт тертя PTFE дуже малий, лише 1/5 від коефіцієнта тертя поліетилену, що є важливою особливістю перфторвуглецевої поверхні.А оскільки міжмолекулярна сила ланцюга фтор-вуглець надзвичайно низька, PTFE не є в’язким.PTFE зберігає відмінні механічні властивості в широкому діапазоні температур від -196 до 260 °C. Однією з характеристик перфторвуглецевих полімерів є те, що вони не є крихкими при низьких температурах.PTFE має високу щільність 2,14-2,20 г / см3, майже без водопоглинання, а рівноважний коефіцієнт водопоглинання становить менше 0,01%.PTFE є типовим м'яким і слабким полімером.Сила взаємного тяжіння між макромолекулами мала, жорсткість, твердість і міцність малі.При тривалому навантаженні він деформується.
Огляд технології
Суспензійна полімеризація:у чайнику для полімеризації вода використовується як середовище, персульфат амонію використовується як ініціатор, а розбавлена соляна кислота використовується як активатор, тетрафторетилен полімеризується при тиску 0,5-2 МПа та 40-45 ℃ для отримання білих частинок і до отримати порошкоподібний політетрафторетилен з різними розмірами частинок після затирання, подрібнення та сушіння.
Дисперсійна полімеризація:Невелика кількість диспергатора (перфтороктаноат амонію) і стабілізатора (фторвуглецева сполука) додається для ініціації полімеризації за допомогою окисно-відновного каталізатора.Полімеризація поділяється на полімеризацію високого тиску і низького тиску.Високий тиск становить 2 МПа і 25 ℃, а низький тиск 0,6-0,7 МПа і 0-38 ℃.Розчин полімеризації політетрафторетилену генерується дисперсійною полімеризацією, а дисперсійна смола одержується шляхом коагуляції, сушіння та просіювання. За допомогою дисперсійної полімеризації під дією безіонної води та різних допоміжних речовин утворюється біла емульсія.Емульсію випарюють і концентрують через концентраційний котел з утворенням концентрованої рідини, тобто дисперсної емульсії.
Дисперсійна смола має кращу продуктивність обробки та продуктивність продукту.Політетрафторетилен тугоплавкий і погано текучий.Його розмір і форма частинок мають важливий вплив на текучість розплаву, його технологічні властивості та властивості продукту.Різниця в якості суспендованих смол і дисперсних смол пов’язана з їх розміром частинок, розподілом частинок за розміром і морфологією частинок.Перший має міліметровий розмір частинок, тоді як другий має субмікронний розмір (250-350 нм). Суспензовані смоли можна формувати та обробляти, але не можна екструдувати у формі пасти, тоді як дисперсні смоли можна використовувати для екструзії пасти.Молекулярна маса та кристалічність PTFE диспергуючих смол, як правило, вищі, ніж у суспендованих смол, з кристалічністю до 96-98%, а термін служби при вигині в 2300 разів довший, ніж у суспендованих смол.
Розмір частинок диспергованої смоли, отриманої шляхом емульсійної полімеризації, невеликий, розподіл частинок за розміром розумний, а морфологію частинок можна контролювати, отже, з хорошою продуктивністю обробки та ефективністю продукту.
В даний час близько двох третин смол PTFE виробляється суспензійним методом і одна третина дисперсійним.
У 2019 році існує 12 вітчизняних компаній з виробництва PTFE із загальною потужністю близько 140 000 тонн на рік, що становить понад 40% світових виробничих потужностей.Однак слід зазначити, що виробничі потужності Китаю з ПТФЕ - це в основному продукція середнього та низького класу для лиття під тиском.
Виробничі потужності Китаю з ПТФЕ є відносно концентрованими.На шість провідних компаній галузі припадає близько 83% загальних виробничих потужностей.Лідер галузі, Dongyue Group, займає майже одну третину частки ринку.
У 2019 році, за оцінками, внутрішній випуск PTFE становить близько 90 000 тонн, головним чином у продуктах середнього та низького класу для лиття під тиском, а рівень локалізації високоякісної PTFE смоли дуже низький, що сильно залежить від імпорту. Китай є чистий експортер PTFE.У 2004 році обсяг експорту PTFE Китаю перевищив обсяг імпорту, і його потужність значно розширилася з 2010 по 2012 рік, а обсяг експорту збільшувався з року в рік.У 2010 році обсяг експорту PTFE з Китаю вперше перевищив 20 000 тонн і досі залишається на рівні близько 20 000 тонн на рік. Обсяг імпорту зберігається на стабільному рівні 5000-6000 тонн, з яких 70-80% імпортованого PTFE є високим - Продукти з модифікованою продуктивністю для задоволення потреб нижчих галузей промисловості у виробах з PTFE високого класу.В даний час китайський PTFE високого класу в основному постачається іноземними компаніями, такими якDaikinв Японії ,DuPontв Сполучених Штатах.
Основні програми 5G
З безперервним розвитком технології зв’язку 5G попит на відповідні високочастотні та низькодіелектричні матеріали також зростає. Фторвмісні матеріали мають чудову ізоляцію та не піддаються перешкодам високочастотних радіохвиль.Фторполімери мають хороші низькі діелектричні властивості та низькі коефіцієнти втрат в умовах високої частоти.Вони можуть забезпечити надвисокі частоти та високу швидкість для центрів обробки даних, веж передачі сигналу та персонального електронного обладнання.Тому з прискоренням 5G ринковий попит на високоефективні фторполімери також зростає.
Основними сферами застосування є високошвидкісні комунікаційні кабелі 5G, напівпровідники, друковані плати та компоненти антен.
Високочастотний і високошвидкісний кабель
Тефлонова смола покращує електричні характеристики компонентів і оболонок ізоляції кабелів і забезпечує їм неперевершену пожежну безпеку.Ці характеристики мають велике значення для систем проводки (таких як високошвидкісний кабель) для локальних мереж (LAN), центрів обробки даних та інших високопродуктивних телекомунікаційних програм.Тому фторполімери будуть використовуватися на високочастотних лініях передачі з кількома функціями, великими обсягами передачі даних і високою чіткістю.
Виробництво напівпровідників
5G впливає на розвиток напівпровідникової промисловості та змінює потреби галузі.Полімери PTFE також відіграють важливу роль у процесах виробництва напівпровідників.
PCB і компоненти антени
В епоху 5G друковані плати (PCB) будуть сильно залежати від високоефективних фторполімерних матеріалів, які можуть покращити якість передачі 5G.PTFE використовується для компонентів препрегу в друкованих платах і антенних системах для досягнення високочастотних з’єднань.
Час публікації: 26 лютого 2019 р