PTFEとは（ポリテトラフルオロエチレン）

PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）とは何ですか？

PTFEポリテトラフルオロエチレンは、炭素原子とフッ素原子で構成される高性能多機能フルオロポリマーです。フルオロポリマーは、幅広い特性と利点を持つプラスチックのグループです。 PTFEはそのようなフルオロポリマーの1つであり、その発見はフルオロポリマーグループに永遠に革命をもたらし、さまざまなアプリケーションへの道を開いた。

PTFE材料の一般的な用途の1つには、キッチン調理器具用の非スティックコーティングが含まれています。その非反応性のため、一部はカーボンフルオリン結合の強度が原因で、反応性および腐食性の化学物質のパイプと容器を作るためによく使用されます。

PTFEはどのように作られていますか？

PTFEは、他のポリマーと同じように製造されています。水性媒体のバッチプロセスでのTFE添加重合を使用して、フリーラジカル重合技術によって製造されています。

PTFEの化学構造はポリエチレンと同じです。唯一の大きな違いは、水素原子がフッ素に完全に置き換えられることです。ただし、PEとPTFEは非常に異なる方法で準備されています。

フッ素原子のサイズが大きいため、炭素炭素結合の周りに均一な連続鞘が形成され、分子に良好な耐薬品性、電気的不活性、安定性を提供します。

PTFEの特性とパフォーマンス

PTFEには、3つの主要な顆粒、水ベースの分散剤、および微粉剤があります。

粒状PTFE材料は、分散剤をほとんどまたはまったく使用して、水性培地の懸濁重合によって生成されます。粒状PTFE材料は、主に圧縮、等吸着性のプレス、プランジャー押出方法に使用されます。

水ベースのPTFE分散剤は、より分散剤と攪拌を伴う同じ水ベースの重合を使用します。水ベースの分散液は、主にコーティングおよびフィルム鋳造方法で使用されます。

細かく粉末PTFEは、制御されたエマルジョン重合によって生成される小さな白い粒子です。細かいPTFE粉末は、耐摩耗性を改善するために、貼り付けまたは添加物を介してフレークに加工できます。

PTFEのその他の顕著な特性には、優れた高温および低温抵抗、電気絶縁特性、化学的不活性、低摩擦係数（静的0.08および動的0.01）、および広い温度範囲（-260〜260°C）にわたる非スティック特性が含まれます。 。

PTFEは、耐薬品性に​​関して最も信頼できる材料の1つです。それは、溶融アルカリ金属、塩素トリフッ化物（CLF3）やジフルオリド酸素（OF2）、高温での気体フッ素などの有機ハロゲン化物によってのみ攻撃されます。

PTFEの機械的特性も印象的ですが、室温の他のエンジニアリングプラスチックほど良くありません。フィラーを追加することは、この障害を克服するための成功した方法であることが証明されています。通常の温度範囲内で、PTFEはいくつかの有用な機械的特性を示します。これらの特性は、焼結温度、プレフォーム圧、冷却速度などの処理変数によって妨げられます。モル質量粒子サイズや粒子サイズ分布などのポリマー特性は、機械的特性に悪影響を与える可能性があります。

PTFEには、優れた電気断熱特性、低誘電率、断熱材に耐える電圧があります。非常に低い誘電率（2.0）は、高分子の複雑な対称構造の結果です。

PTFE材料は、良好な熱特性も示しており、440°C未満の有意な分解はありません。

また、0.02 MRADの用量から始まる空中の劣化と放射によって攻撃されます。

PTFE材料の短所

従来のPTFE材料には、いくつかの欠点がないわけではありません。彼らです：

クリープと敏感な着用

溶融状態処理方法によって処理することはできず、適切な方法はしばしば型破りでスケーラブルである可能性があります。

参加の難しさ

ガラス遷移温度近くの高次元変化。

低放射線抵抗

それは腐食性であり、有毒な煙を簡単に生成できます。

PTFEに対するフィラーと添加剤の重要性

フィラーと添加剤の添加は、PTFE、特にクリープと摩耗率の機械的特性を大幅に改善できます。一般的に使用されるフィラーには、鋼、炭素、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト、青銅、鋼などが含まれます。

ガラス繊維：その添加は、低温と高温に影響を与えることにより、PTFEのクリープと摩耗特性を改善します。さらに、ガラスで充填された化合物は、酸化環境で非常にうまく機能します。

炭素繊維：炭素繊維は、クリープを減らし、剛性を向上させ、柔軟性を高め、圧縮弾性率を向上させるために不可欠です。炭素繊維化合物とブレンドされたPTFEは、熱伝導率が高く、熱膨張係数が低い。炭素繊維は強力なアルカリとフルオリン酸に対して不活性です（ガラス繊維は両方の酸に耐性があります）。これらの部品は、ショックアブソーバーなどの自動車部品の製造に最適です。

炭素：添加剤としての炭素は、クリープを減らし、硬度を高め、PTFEの熱伝導率を向上させるのに役立ちます。同じ結果は、PTFEとグラファイトを混合し、炭素充填化合物の耐摩耗性を増加させることで達成できます。これらの混合物は、圧縮シリンダーのピストンリングなどの非潤滑アプリケーションに最適です。

青銅で満たされたPTFE：この化合物は優れた熱導電率と電気伝導率を備えており、極端な負荷や温度の影響を受けるアプリケーションに最適です。

フィラーを追加することの利点

フィラー/添加剤は、PTFE化合物の多孔性を増加させるために不可欠であり、したがって電気特性に影響を与えます - 誘電率を増加させながら、誘電率と散逸因子を増加させます。

フィラーは、高温と低温の両方でPTFEの性能を大幅に改善できます。

ただし、化学的特性の変化は、使用される添加物のタイプに大きく依存します。一般的に、肯定的な結果も残ります。

PTFEアプリケーション

通常、フッ素化する熱可塑性物質は、高温抵抗、高純度、低温、化学的不活性、非粘着性、自己潤滑特性を備えた高性能アプリケーションで使用されます。 PTFEの最も一般的な用途のいくつかは次のとおりです。

エンジニアリング- ベアリング、焦げ付き防止表面、バルブシート、プラグ、フィッティング、バルブ、ポンプ部品。

医療- 心臓のパッチ、心血管移植片、靭帯置換。

化学産業- ポンプ、ダイアフラム、インペラ、熱交換器、オートクレーブ、反応容器、貯蔵タンク、容器などのコーティング。

自動車- ステムシール、シャフトシール、ガスケット、Oリング、燃料ホースライナー、パワーステアリング、トランスミッションなど。

電気および電子機器- 柔軟な印刷回路基板、電気断熱材など。

PTFEを処理するための最良のテクノロジー

PTFEの剛性ポリマーチェーン構造により、射出成形や押出などの従来の方法を使用して処理することが非常に困難です。それでも、その非常に高い溶融粘度と高い融解温度は助けにはなりません。粉末冶金を処理するための理想的な加工技術は、PTFEに適しています。

焼結、圧縮成形、プレス、スタンピングまたは貼り付けの押し出し、ホットスタンピング、機械加工、特別な機械での事前に介入した粉末の押し出し。

貼り付けの押し出しは、PTFEと炭化水素を混合します。これは、テープ、パイプ、ワイヤーの断熱材にするために使用されます。炭化水素は、部品が焼結される前に蒸発します。

動作範囲-200°C〜260°C。

よくある質問

1.ポリテトラフルオロエチレンは癌を引き起こしますか？

答え。 PTFEは、PFOAと呼ばれる発がん物質が含まれているため、人間の健康に有毒であることが示されています。ただし、PTFEノンスティックコーティングにはこの物質が含まれていないため、心配する必要はありません。

2. PTFEパイプは何に使用されますか？

答え。 PTFEチューブは、化学耐性と純度が最も重要な実験室チューブとして最も一般的に使用されています。 PTFEは摩擦係数が非常に低く、既知の「最も滑りやすい」物質の1つとして知られています。

3. PTFEはどのようなプラスチックですか？

答え。 PTFEは、炭素原子とフッ素原子で構成されるフルオロポリマーである熱可塑性ポリマーです。

4. PTFEボードの使用は何ですか？

答え。 PTFEシートは、PTFEカプセル化ガスケットやPTFEパッキングなど、さまざまなアプリケーションで使用されます。ガス、水、化学物質、燃料、油に優れた耐性があります。