PTFE - Teflon
Teflon – PTFE – polytetrafluoretylen – poly-tetrafluorethylen
Teflon anvendelse: ”Slip let” belægning, blandebeholdere, pumper, filtre, røreværker, svejsesko til ekstrudere, bøsninger, pakninger, membraner, glideelementer, komponenter i kemisk industri, tørsmøremiddel, lejemateriale (ofte iblandet forstærkningsmidler), speciel pakning, belægninger ved røggasrensning. Den mest anvendte fremstillingsmetode til halvfabrikata er presning/sintring. Beholdere, der før var foret med keramik eller bly, er i dag ofte erstattet med fluorplastbelagte stålbeholdere.
Andre fluorplaster benyttes til rør og folier, se det under “Kemisk opbygning”.
Brand: PTFE er ikke brændbart. Ved overophedning sker der en nedbrydning af materialet under dannelse af den giftige luftart fluorbrinte. Der bør ikke ryges eller anvendes åben ild i forbindelse med bearbejdning af PTFE.
Elektriske egenskaber: PTFE er en god elektrisk isolator. Isoleringsevnen påvirkes meget lidt ved længere tids ophold i vand og er, indtil 150°C, nærmest uafhængig af temperaturen. De dielektriske egenskaber er udmærkede og inden for store områder nærmest uafhængige af frekvens og temperatur.
Farver: PTFE er hvidt.
Fysiologiske egenskaber : Ren PTFE er et fysiologisk inaktivt materiale. Der kendes ikke negative påvirkninger ved kontakt med PTFE. Materialet kan anvendes i emner, der kommer i kontakt med medicinal- og fødevarer, da de fleste typer opfylder kravene fra BGA og FDA. (EU direktiver og det amerikanske FDA regulativ om plastmaterialers anvendelse i kontakt med fødevarer.) Der findes forstærkede typer der opfylder kravene i EU- og FDA regulativerne.
Handelsnavne: Teflon® er DuPont’s registrerede varemærke. Flurosint® , Hostaflon®
Historie: Blev opdaget af DuPont i forbindelse med udvikling af kølemidler til kølemaskiner i 1938.
Roy J. Plunkett var kemikeren der ved et tilfælde opdagede teflon in 1938. Plunkett var født d. 26 juni 1910 i New Carlisle, Ohio ,han startede på Manchester College (BA chemistry i 1932) og Ohio State University (Ph.D. chemistry 1936). I 1936 blev han ansat som kemiker ved E.I. du Pont de Nemours& Company på deres Jackson Laboratory i Deepwater, New Jersey. Den 6 april 1938, ville Plunkett kontrolere en frossen trykflaske med tetrafluoroethylene, brugt i chlorofluorocarbon kølemiddel produktion. Da Plunkett åbnede en ventil på beholderen opdagede han at ingenting kom ud. Da han kiggede for at se hvorfor, opdagede han at et hvidt pulver som ikke tilhørte beholderen havde dannet sig. Tetrafluoroethylenen I beholderen hade polymerizeret sig til polytetrafluoroethylene (Teflon). Plunkett døde d. 12 maj 1994 I en alder af 84 år.
DuPont patenterede teflon i 1941, og registrerede handelsnavnet Teflon i 1944.
Teflon blev under anden verdenskrig og betraktet som strategisk materiale, fordi det bl.a. blev brukt i kernevåpenprogrammet. Etter krigen blev det frigivet og bredt markedsført. I Europa er Hoechst og ICI kendte PTFE råvareprodusenter.
Kategori: Højkrystallinsk fluorplast. PTFE bliver ikke plastisk ved opvarmning.
Kemikalieresistens: Nærmest fuldstændig kemikaliebestandighed. Struktureret opbygning med en stærk kulstoffluorforbindelse og en indhyldning af kulstofkæden med de store fluoratomer giver teflon sin nærmest universale kemikalieresistens. Der kendes ikke stoffer, der ved temperaturer under 300°C kan opløse PTFE, dog kan det angribes af fluorholdige kulbrinter, smeltede og opløste alkalimetaller, og ioniserende stråling. Spændingsrevnedannelse samt korrosion finder ikke sted.
I forbindelse med røggasrensning, hvor der er gasser mættet med 250°C varm svovlsyredamp, anvendes typisk belægninger på ½-1 mm. tykkelse.
Kemisk opbygning: Fluorplast Vægtfylde: 2,20 g/cm³
Teflon fremstilles på grundlag af kloroform og flussyre, som i en totrinsproses først gir en monomer tetrafluoretylen, og efter polymerisionen opstår det høykrystallinske materiale PTFE. Dette er ikke en tradisionel termoplast, men nærmere en ”termoelast”, fordi de lange molekylekæder forhindrer at materialet blir plastisk ved oppvarming. Dette vanskeliggør, at PTFE kan bearbejdes termoplastisk, som ved ekstrudering, sprøjtestøbning og varmeformning.
Det er udviklet andre fluorplaster, hvor man har bevaret de fleste af PTFE’s gode egenskaper, samtidig med at de er nemmere at bearbejde.
ECTFE – ethylen-chlortrifluoretylen-copolymer – Ethylen-ChlorTriFluorEten – Kan stuksvejses – Rør og fittings findes i handlen. – Anvendes i temperaturområdet -76°C til +150°C . Ekstrem god kemisk resistens mod syrer, baser og opløsningsmidler. Høj diffusionstæthed.
ETFE – etylen-tetrafluoretylen-copolymer (Hostaflon ET – Tefzel) kan normalt anvendes i temperaturområdet -100°C til +150°C. ETFE har stort set identisk kemikalieresistens med PTFE. Selvslukkende . Kan svejses. Folier har god lysgennemtrængelighed og særdeles god over for UV-stråling. Kina`s nye olympiske vandsportsstadion i Beijing, er
beklædt med en folie af ETFE i ca. 0,2 mm. tykkelse.
FEP – tetrafluoretylen-hexafluorpropylen-copolymer (Teflon FEP) kan normalt anvendes i temperaturområdet -40°C til +205°C. FEP har stort set identisk kemikalieresistens med PTFE.
FKM – fluorelastomer (Vitan)
PCTFE – polyklortrifluoretylen (Kel-f)
PFA – perfluoralkoxy-copolymer (Hostaflon TFA – Teflon PFA) kan normalt anvendes i temperaturområdet -40°C til +250°C. PFA har stort set identisk kemikalieresistens med PTFE.
PVDF – polyvinylidenfluorid kan normalt anvendes i temperaturområdet -30°C til +140°C. PVDF har ringere kemikalieresistens end PTFE. PVDF er billigere og har bedre mekaniske egenskaber end PTFE.
PVF – polyvinylfluorid (Tedar – Dyflor)
Levering: Plader, rundstænger, emnerør, folie.
Kan også leveres med tilsætning af glas, grafit, bronze eller lign.
Limning: På grund af PTFE kemikalieresistens samt upolaritet egner det sig ikke til limning. Ved en ætsning af overfladen, er det muligt at lime med f.eks. epoxybaserede
limtyper, dog med mindre styrke.
Mekaniske egenskaber: Teflon har fremragende glideegenskaber, men ringe slidstyrke, ringe stivhed og tendens til koldflydning. Teflon kan uforstærket, kun anvendes ved lave statiske belastninger. Ved indkapsling og ved kortere varende belastninger, kan koldflydningen begrænses og man kan udnytte glideegenskaber selv ved større belastninger. Tilsætning af forstærkningsmaterialer, som glasfibre og kul kan forbedre de mekaniske egenskaber.
Optiske egenskaber: Teflon er lysbrydende. Lys vil kun kunne trænge igennem meget tynde folier.
Overfladebehandling: På grund meget lav overfladespænding er enhver form for overfladebehandling meget kompliceret.
Samling (mekanisk): Store statiske belastninger medfører krybninger. Formsluttende forbindelser er bedre end friktionsforbindelser , f.eks. er en mangenot bedre end en feder-notforbindelse, og en snapforbindelse ofte bedre end en skrueforbindelse. Ved samling af plast med med metal , bør man være opmærksom på plastens væsentligt større temperaturudvidelseskoefficient.
Sprøjtestøbning: Teflon kan ikke sprøjtestøbes da materialet ikke bliver plastisk ved opvarmning og derfor ikke kan ekstruderes eller sprøjtestøbes.
Spåntagning: Der bør ikke ryges, hvor der arbejdes med fluorplast. Der bør der køles med olieemulsion. Spåntagende bearbejdning af PTFE kan foretages på almindelige værktøjsmaskiner. Stålene bør være skarpe og slebet i korrekte vinkler. Plastens sejhed og tendens til spændingsudligning betyder, at man ofte kan foretage den grove bearbejdning, uden at det går ud over det færdige produkts kvalitet. Støre lineær termiske udvidelseskoefficient, samt krystalomlejring finder sted ved ca. 19°C hvilket medfører større dimensionsforandringer.
Svejsning: Grundet at PTFE ikke danner smelt ved opvarmning, men en gel-lignende overflade, der ikke “binder” ved stuksvejsning kan PTFE kun svejses ved anvendelse af påsvejsning af 0,3-0,5 mm. PFA folie på stukfladerne . Svejsetryk ved forsegling er 0,15 N/mm² . Forsegling ca. 1 min pr. mm. godstykkelse. Disse flader kan herefter stuksvejses sammen med et svejsetryk på 0,50 N/mm². Køletiden vil være ca. 2 min. pr mm. godstykkelse. Der anvendes keramisk varmelegeme og temperaturer mellem 380-420°C.
Varmluftsvejsning med specialteknik ved tynde plader i forbindelse med røggasrensning.
Der bør anvendes udsugning, ved svejsning af teflon.
Termiske Egenskaber: Stor termiske stabilitet gør, at PTFE kan anvendes vedvarende i temperaturområdet –270 til +260°C. Ved meget lave temperaturer bevarer PTFE sin fleksibilitet og elasticitet. Den maksimale temperatur kan kortvarigt overskrides, over 300 °C vil en langsom nedbrydning, med frigivelse af farlige fluorforbindelser påbegyndes.
Dimensionsstabilitet: ved 19°C forekommer der en omlejring af molekylestrukturen, hvilket giver en volumenændring på ca. 1%.
UV- Stabilitet: PTFE kan uden tilsætning af stabilisatorer anvendes udendørs uden der forekommer ændringer i materialets egenskaber. PTFE egner sig ikke til anvendelse i forbindelse med højenergibestråling.
Varmformning(Termoformning): Meget vanskelig
Vægtfylde ( gram / cm³ ) : 2,18
