Το PTFE ονομάζεται «ο βασιλιάς των πλαστικών».Ο Roy Planck, ο πατέρας της φθοριορεζίνης, άρχισε να μελετά τα υποκατάστατα του Freon στο DuPont των Ηνωμένων Πολιτειών το 1936. Συνέλεξαν μέρος του τετραφθοροαιθυλενίου και το αποθήκευσαν σε χαλύβδινες φιάλες, προετοιμάζοντας το επόμενο πείραμα την επόμενη μέρα, αλλά όταν η βαλβίδα μείωσης πίεσης του κυλίνδρου άνοιξε την επόμενη μέρα, δεν υπήρξε υπερχείλιση αερίου.Νόμιζαν ότι είχε διαρροή, αλλά όταν ζύγισαν τον κύλινδρο, διαπίστωσαν ότι ο κύλινδρος δεν είχε χάσει βάρος.Άνοιξαν το ατσάλινο μπουκάλι και βρήκαν μεγάλη ποσότητα λευκής σκόνης, η οποία ήταν πολυτετραφθοροαιθυλένιο (τεφλόν).
Το PTFE ονομάζεται «ο βασιλιάς των πλαστικών».Ο Roy Planck, ο πατέρας της φθοριορεζίνης, άρχισε να μελετά τα υποκατάστατα του Freon στο DuPont των Ηνωμένων Πολιτειών το 1936. Συνέλεξαν μέρος του τετραφθοροαιθυλενίου και το αποθήκευσαν σε χαλύβδινες φιάλες, προετοιμάζοντας το επόμενο πείραμα την επόμενη μέρα, αλλά όταν η βαλβίδα μείωσης πίεσης του κυλίνδρου άνοιξε την επόμενη μέρα, δεν υπήρξε υπερχείλιση αερίου.Νόμιζαν ότι είχε διαρροή, αλλά όταν ζύγισαν τον κύλινδρο, διαπίστωσαν ότι ο κύλινδρος δεν είχε χάσει βάρος.Άνοιξαν το ατσάλινο μπουκάλι και βρήκαν μεγάλη ποσότητα λευκής σκόνης, η οποία ήταν πολυτετραφθοροαιθυλένιο (τεφλόν).
Χαρακτηριστικά και ιδιότητες:
Οι μηχανικές ιδιότητες του PTFE είναι σχετικά μαλακές.Το PTFE έχει μια σειρά από εξαιρετικές ιδιότητες απόδοσης:
- Αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία:θερμοκρασία μακροχρόνιας χρήσης 200 ~ 260 μοίρες.
- Αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία:ακόμα μαλακό στους -100 βαθμούς.
- Αντοχή στη διάβρωση:αντοχή στο aqua regia και σε όλους τους οργανικούς διαλύτες.
- Αντοχή στις καιρικές συνθήκες:βέλτιστη διάρκεια γήρανσης στο πλαστικό.
- Υψηλή λίπανση:ελάχιστος συντελεστής τριβής (0,04) στα πλαστικά.
- Μη παχύρρευστο:ελάχιστη επιφανειακή τάση σε στερεά υλικά χωρίς να προσκολλάται καμία ουσία.
- Μη τοξικό:με φυσιολογική αδράνεια και εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες, είναι ένα ιδανικό μονωτικό υλικό C-Class, το παχύ στρώμα εφημερίδας μπορεί να μπλοκάρει την υψηλή τάση των 1500V.Είναι πιο ομαλό από τον πάγο.
Ο συντελεστής τριβής του PTFE είναι πολύ μικρός, μόνο το 1/5 αυτού του πολυαιθυλενίου, που είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της επιφάνειας υπερφθοράνθρακα.Και επειδή η διαμοριακή δύναμη της αλυσίδας φθορίου-άνθρακα είναι εξαιρετικά χαμηλή, το PTFE δεν είναι παχύρρευστο.Το PTFE διατηρεί εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών από -196 έως 260 ° C. Ένα από τα χαρακτηριστικά των πολυμερών υπερφθοράνθρακα είναι ότι δεν είναι εύθραυστα σε χαμηλές θερμοκρασίες.Το PTFE έχει υψηλή πυκνότητα 2,14-2,20 g / cm3, χωρίς σχεδόν καθόλου απορρόφηση νερού και ο ρυθμός απορρόφησης νερού ισορροπίας είναι μικρότερος από 0,01%.Το PTFE είναι ένα τυπικό μαλακό και ασθενές πολυμερές.Η αμοιβαία βαρυτική δύναμη μεταξύ των μακρομορίων είναι μικρή και η ακαμψία, η σκληρότητα και η αντοχή είναι μικρές.Θα παραμορφωθεί υπό μακροχρόνιο στρες.
Επισκόπηση τεχνολογίας
Πολυμερισμός εναιωρήματος:στον βραστήρα πολυμερισμού, το νερό που χρησιμοποιείται ως μέσο, το υπερθειικό αμμώνιο χρησιμοποιείται ως εκκινητής και το αραιό υδροχλωρικό οξύ που χρησιμοποιείται ως ενεργοποιητής, το τετραφθοροαιθυλένιο πολυμερίζεται σε πίεση 0,5-2 MPa και 40-45 ℃ για να ληφθούν λευκά σωματίδια και για να αποκτήστε πολυτετραφθοροαιθυλένιο σε σκόνη με διαφορετικά μεγέθη σωματιδίων μετά από πολτοποίηση, άλεση και ξήρανση.
Πολυμερισμός διασποράς:Προστίθεται μια μικρή ποσότητα διασκορπιστικού (υπερφθοροοκτανοϊκό αμμώνιο) και σταθεροποιητής (ένωση φθοράνθρακα) για να ξεκινήσει ο πολυμερισμός με έναν οξειδοαναγωγικό καταλύτη.Ο πολυμερισμός χωρίζεται σε υψηλή και χαμηλή πίεση.Η υψηλή πίεση είναι 2 MPa και 25 ℃, και η χαμηλή πίεση είναι 0,6-0,7 MPa και 0-38 ℃.Ένα διάλυμα πολυμερισμού πολυτετραφθοροαιθυλενίου παράγεται με πολυμερισμό διασποράς και μια ρητίνη διασποράς λαμβάνεται με πήξη, ξήρανση και διαλογή. Μέσω πολυμερισμού διασποράς, υπό τη δράση νερού χωρίς ιόντα και διαφόρων βοηθητικών, σχηματίζεται ένα λευκό γαλάκτωμα.Το γαλάκτωμα εξατμίζεται και συμπυκνώνεται μέσω ενός βραστήρα συμπύκνωσης για να σχηματίσει ένα συμπυκνωμένο υγρό, δηλαδή ένα διασκορπισμένο γαλάκτωμα.
Η ρητίνη διασποράς έχει καλύτερη απόδοση επεξεργασίας και απόδοση προϊόντος.Το πολυτετραφθοροαιθυλένιο είναι πυρίμαχο και έχει κακή ρευστότητα.Το μέγεθος των σωματιδίων και το σχήμα των σωματιδίων του έχουν σημαντική επίδραση στη ρευστότητα του τήγματος, στις ιδιότητες επεξεργασίας του και στις ιδιότητες του προϊόντος.Η διαφορά στην ποιότητα των αιωρούμενων ρητινών και των διασκορπισμένων ρητινών οφείλεται στο μέγεθος των σωματιδίων, στην κατανομή μεγέθους σωματιδίων και στη μορφολογία των σωματιδίων.Η πρώτη έχει μέγεθος σωματιδίου χιλιοστού, ενώ η δεύτερη έχει μέγεθος υπομικρών (250-350 nm). Οι αιωρούμενες ρητίνες μπορούν να καλουπωθούν και να επεξεργαστούν, αλλά δεν μπορούν να εξωθηθούν σε μορφή πάστας, ενώ οι διασκορπισμένες ρητίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εξώθηση πάστας.Το μοριακό βάρος και η κρυσταλλικότητα των ρητινών διασποράς PTFE είναι γενικά υψηλότερα από εκείνα των αιωρούμενων ρητινών, με κρυσταλλικότητα έως και 96-98%, και η διάρκεια κόπωσης σε κάμψη είναι 2300 φορές μεγαλύτερη από αυτή των αιωρούμενων ρητινών.
Το μέγεθος σωματιδίων της διεσπαρμένης ρητίνης που παράγεται με πολυμερισμό γαλακτώματος είναι μικρό, η κατανομή μεγέθους σωματιδίων είναι λογική και η μορφολογία σωματιδίων είναι ελεγχόμενη, επομένως με καλή απόδοση επεξεργασίας και απόδοση προϊόντος.
Επί του παρόντος, περίπου τα δύο τρίτα των ρητινών PTFE παράγονται με τη μέθοδο εναιώρησης και το ένα τρίτο με τη μέθοδο διασποράς.
Το 2019, υπάρχουν συνολικά 12 εγχώριες εταιρείες παραγωγής PTFE με συνολική δυναμικότητα περίπου 140.000 τόνων/έτος, που αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 40% της παγκόσμιας παραγωγικής ικανότητας.Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι η ικανότητα παραγωγής PTFE της Κίνας είναι κυρίως προϊόντα μεσαίας και χαμηλής ποιότητας ποιότητας χύτευσης με έγχυση.
Η παραγωγική ικανότητα PTFE της Κίνας είναι σχετικά συγκεντρωμένη.Οι έξι κορυφαίες εταιρείες του κλάδου αντιπροσωπεύουν περίπου το 83% της συνολικής παραγωγικής ικανότητας.Ο ηγέτης του κλάδου, Dongyue Group, καταλαμβάνει σχεδόν το ένα τρίτο του μεριδίου αγοράς.
Το 2019, εκτιμάται ότι η εγχώρια παραγωγή PTFE είναι περίπου 90.000 τόνοι, κυρίως σε προϊόντα μεσαίας και χαμηλής ποιότητας ποιότητας χύτευσης με έγχυση και το ποσοστό εντοπισμού ρητίνης PTFE υψηλής τεχνολογίας είναι πολύ χαμηλό, το οποίο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις εισαγωγές. καθαρός εξαγωγέας PTFE.Το 2004, ο όγκος εξαγωγών PTFE της Κίνας υπερέβη τον όγκο των εισαγωγών και η χωρητικότητά της αυξήθηκε σημαντικά από το 2010 έως το 2012 και ο όγκος των εξαγωγών της αυξανόταν χρόνο με το χρόνο.Το 2010, ο όγκος εξαγωγών PTFE της Κίνας ξεπέρασε τους 20.000 τόνους για πρώτη φορά και παραμένει περίπου στους 20.000 τόνους / έτος μέχρι τώρα. Ο όγκος των εισαγωγών έχει διατηρήσει μια σταθερή κλίμακα 5000-6000 τόνων, εκ των οποίων το 70-80% των εισαγόμενων PTFE είναι υψηλό -Τροποποιημένα προϊόντα για την κάλυψη των αναγκών των κατάντη βιομηχανιών για προϊόντα PTFE υψηλής ποιότητας.Προς το παρόν, το high-end PTFE της Κίνας προμηθεύεται κυρίως από ξένες εταιρείες όπως π.χDaikinστην Ιαπωνία ,DuPontστις Ηνωμένες Πολιτείες.
Κύριες εφαρμογές του 5G
Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας επικοινωνίας 5G, αυξάνεται επίσης η ζήτηση για αντίστοιχα υλικά υψηλής συχνότητας και χαμηλών διηλεκτρικών υλικών. Τα υλικά φθορίου έχουν εξαιρετική μόνωση και δεν παρεμβάλλονται εύκολα από ραδιοκύματα υψηλής συχνότητας.Τα φθοροπολυμερή έχουν καλές χαμηλές διηλεκτρικές ιδιότητες και χαμηλούς παράγοντες απώλειας υπό συνθήκες υψηλής συχνότητας.Μπορούν να παρέχουν εξαιρετικά υψηλές συχνότητες και απόδοση υψηλής ταχύτητας για κέντρα δεδομένων, πύργους μετάδοσης σήματος και προσωπικό ηλεκτρονικό εξοπλισμό.Ως εκ τούτου, με την επιτάχυνση του 5G, αυξάνεται και η ζήτηση της αγοράς για φθοροπολυμερή υψηλής απόδοσης.
Οι κύριες εφαρμογές είναι καλώδια επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας 5G, ημιαγωγοί, PCB και εξαρτήματα κεραίας.
Καλώδιο υψηλής συχνότητας και υψηλής ταχύτητας
Η ρητίνη τεφλόν βελτιώνει την ηλεκτρική απόδοση των εξαρτημάτων μόνωσης καλωδίων και των μπουφάν και τους παρέχει απαράμιλλη πυρασφάλεια.Αυτά τα χαρακτηριστικά έχουν μεγάλη σημασία για συστήματα καλωδίωσης (όπως καλώδιο υψηλής ταχύτητας) για τοπικά δίκτυα (LAN), κέντρα δεδομένων και άλλες τηλεπικοινωνιακές εφαρμογές υψηλής απόδοσης.Ως εκ τούτου, τα φθοροπολυμερή θα χρησιμοποιηθούν σε γραμμές μεταφοράς υψηλής συχνότητας με πολλαπλές λειτουργίες, μεγάλους όγκους μετάδοσης δεδομένων και υψηλή ευκρίνεια.
Κατασκευή ημιαγωγών
Το 5G επηρεάζει την ανάπτυξη της βιομηχανίας ημιαγωγών και αλλάζει τις ανάγκες της βιομηχανίας.Τα πολυμερή PTFE διαδραματίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες κατασκευής ημιαγωγών.
PCB και εξαρτήματα κεραίας
Στην εποχή του 5G, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) θα εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από φθοροπολυμερή υλικά υψηλής απόδοσης, τα οποία μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα της μετάδοσης 5G.Το PTFE χρησιμοποιείται για προεμποτισμένα εξαρτήματα σε PCB και συστήματα κεραιών για την επίτευξη συνδέσεων υψηλής συχνότητας.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-26-2019