Il PTFE è chiamato “il re delle materie plastiche”.Roy Planck, il padre della fluororesina, iniziò a studiare i sostituti del Freon presso la DuPont negli Stati Uniti nel 1936. Raccolsero parte del tetrafluoroetilene e lo conservarono in bottiglie di acciaio, preparandosi per l'esperimento successivo il giorno successivo. Ma quando il riduttore di pressione della bombola è stata aperta il giorno successivo, non si è verificato alcun traboccamento di gas.Pensavano che ci fosse una perdita, ma pesando la bombola hanno scoperto che la bombola non aveva perso peso.Hanno segato la bottiglia d'acciaio e hanno trovato una grande quantità di polvere bianca, che era politetrafluoroetilene (teflon).
Il PTFE è chiamato “il re delle materie plastiche”.Roy Planck, il padre della fluororesina, iniziò a studiare i sostituti del Freon presso la DuPont negli Stati Uniti nel 1936. Raccolsero parte del tetrafluoroetilene e lo conservarono in bottiglie di acciaio, preparandosi per l'esperimento successivo il giorno successivo. Ma quando il riduttore di pressione della bombola è stata aperta il giorno successivo, non si è verificato alcun traboccamento di gas.Pensavano che ci fosse una perdita, ma pesando la bombola hanno scoperto che la bombola non aveva perso peso.Hanno segato la bottiglia d'acciaio e hanno trovato una grande quantità di polvere bianca, che era politetrafluoroetilene (teflon).
Caratteristiche e proprietà:
Le proprietà meccaniche del PTFE sono relativamente morbide.Il PTFE ha una serie di eccellenti proprietà prestazionali:
- Resistenza alle alte temperature:temperatura di utilizzo a lungo termine di 200 ~ 260 gradi;
- Resistenza alle basse temperature:ancora morbido a -100 gradi;
- Resistenza alla corrosione:resistenza all'acqua regia e a tutti i solventi organici;
- Resistenza agli agenti atmosferici:durata di invecchiamento ottimale nella plastica;
- Elevata lubrificazione:coefficiente minimo di attrito (0,04) nelle materie plastiche;
- Non viscoso:tensione superficiale minima nei materiali solidi senza far aderire alcuna sostanza;
- Non tossico:con inerzia fisiologica ed eccellenti proprietà elettriche, è un materiale isolante ideale di Classe C, lo spesso strato di giornale può bloccare l'alta tensione di 1500 V.È più liscio del ghiaccio.
Il coefficiente di attrito del PTFE è molto piccolo, solo 1/5 di quello del polietilene, che è una caratteristica importante della superficie del perfluorocarburo.E poiché la forza intermolecolare della catena fluoro-carbonio è estremamente bassa, il PTFE non è viscoso.Il PTFE mantiene eccellenti proprietà meccaniche in un ampio intervallo di temperature da -196 a 260 ° C. Una delle caratteristiche dei polimeri perfluorocarburici è che non sono fragili alle basse temperature.Il PTFE ha un'alta densità di 2,14-2,20 g/cm3, con quasi nessun assorbimento d'acqua e il tasso di assorbimento d'acqua all'equilibrio è inferiore allo 0,01%.Il PTFE è un tipico polimero morbido e debole.La forza gravitazionale reciproca tra le macromolecole è piccola e la rigidità, la durezza e la resistenza sono piccole.Si deformerà sotto stress a lungo termine.
Panoramica della tecnologia
Polimerizzazione in sospensione:nel bollitore di polimerizzazione, l'acqua utilizzata come mezzo, il persolfato di ammonio utilizzato come iniziatore e l'acido cloridrico diluito utilizzato come attivatore, il tetrafluoroetilene viene polimerizzato ad una pressione di 0,5-2 MPa e 40-45 ℃ per ottenere particelle bianche e ottenere politetrafluoroetilene in polvere con particelle di diverse dimensioni dopo schiacciamento, macinazione ed essiccazione.
Polimerizzazione in dispersione:Una piccola quantità di disperdente (perfluoroottanoato di ammonio) e di stabilizzante (composto di fluorocarburo) viene aggiunta per avviare la polimerizzazione con un catalizzatore redox.La polimerizzazione si divide in alta pressione e bassa pressione.L'alta pressione è 2 MPa e 25 ℃ e la bassa pressione è 0,6-0,7 MPa e 0-38 ℃.Una soluzione di polimerizzazione del politetrafluoroetilene viene generata mediante polimerizzazione in dispersione e una resina in dispersione viene ottenuta mediante coagulazione, essiccazione e vagliatura. Attraverso la polimerizzazione in dispersione, sotto l'azione di acqua priva di ioni e vari ausiliari, si forma un'emulsione bianca.L'emulsione viene evaporata e concentrata attraverso un bollitore di concentrazione per formare un liquido concentrato, cioè un'emulsione dispersa.
La resina in dispersione offre prestazioni di lavorazione e prestazioni del prodotto migliori.Il politetrafluoroetilene è refrattario e ha scarsa fluidità.La dimensione e la forma delle particelle hanno un'influenza importante sulla fluidità della fusione, sulle proprietà di lavorazione e sulle proprietà del prodotto.La differenza nella qualità delle resine sospese e delle resine disperse è dovuta alla dimensione delle particelle, alla distribuzione granulometrica e alla morfologia delle particelle.La prima ha una dimensione delle particelle millimetrica, mentre la seconda ha una dimensione submicronica (250-350 nm). Le resine sospese possono essere modellate e lavorate, ma non possono essere estruse in forma di pasta, mentre le resine disperse possono essere utilizzate per l'estrusione di pasta.Il peso molecolare e la cristallinità delle resine disperdenti del PTFE sono generalmente superiori a quelli delle resine in sospensione, con una cristallinità fino al 96-98%, e la durata a fatica da flessione è 2300 volte più lunga di quella delle resine in sospensione.
La dimensione delle particelle della resina dispersa prodotta mediante polimerizzazione in emulsione è piccola, la distribuzione delle dimensioni delle particelle è ragionevole e la morfologia delle particelle è controllabile, quindi con buone prestazioni di lavorazione e prestazioni del prodotto.
Attualmente circa due terzi delle resine PTFE vengono prodotte con il metodo della sospensione e un terzo con il metodo della dispersione.
Nel 2019 si contano complessivamente 12 aziende produttrici nazionali di PTFE con una capacità totale di circa 140.000 ton/anno, pari a oltre il 40% della capacità produttiva globale.Tuttavia, va notato che la capacità produttiva cinese di PTFE riguarda principalmente prodotti di fascia media e bassa per stampaggio a iniezione.
La capacità produttiva cinese di PTFE è relativamente concentrata.Le prime sei aziende del settore rappresentano circa l'83% della capacità produttiva totale.Il leader del settore, Dongyue Group, occupa quasi un terzo della quota di mercato.
Nel 2019, si stima che la produzione nazionale di PTFE sia di circa 90.000 tonnellate, principalmente in prodotti di fascia media e bassa per stampaggio a iniezione, e il tasso di localizzazione della resina PTFE di fascia alta è molto basso, fortemente dipendente dalle importazioni. un esportatore netto di PTFE.Nel 2004, il volume delle esportazioni cinesi di PTFE ha superato il volume delle importazioni e la sua capacità è aumentata in modo significativo dal 2010 al 2012 e il volume delle esportazioni è aumentato di anno in anno.Nel 2010, il volume delle esportazioni cinesi di PTFE ha superato per la prima volta le 20.000 tonnellate e rimane fino ad oggi intorno alle 20.000 tonnellate all'anno. Il volume delle importazioni ha mantenuto una scala stabile di 5.000-6.000 tonnellate, di cui il 70-80% del PTFE importato è elevato. prodotti modificati ad alte prestazioni per soddisfare le esigenze delle industrie a valle per i prodotti in PTFE di fascia alta.Al momento, il PTFE di fascia alta della Cina è fornito principalmente da società straniere comeDaikinin Giappone ,DuPontnegli Stati Uniti.
Principali applicazioni del 5G
Con il continuo sviluppo della tecnologia di comunicazione 5G, è in aumento anche la domanda di materiali corrispondenti ad alta frequenza e basso dielettrico. I materiali fluorurati hanno un eccellente isolamento e non vengono facilmente interferiti dalle onde radio ad alta frequenza.I fluoropolimeri hanno buone proprietà dielettriche basse e bassi fattori di perdita in condizioni di alta frequenza.Possono fornire frequenze ultraelevate e prestazioni ad alta velocità per data center, torri di trasmissione del segnale e apparecchiature elettroniche personali.Pertanto, con l’accelerazione del 5G, aumenta anche la richiesta del mercato di fluoropolimeri ad alte prestazioni.
Le principali applicazioni sono cavi di comunicazione 5G ad alta velocità, semiconduttori, PCB e componenti di antenne.
Cavo ad alta frequenza e ad alta velocità
La resina di teflon migliora le prestazioni elettriche dei componenti e delle guaine isolanti dei cavi e fornisce loro una sicurezza antincendio senza pari.Queste caratteristiche sono di grande importanza per i sistemi di cablaggio (come i cavi ad alta velocità) per reti locali (LAN), data center e altre applicazioni di telecomunicazioni ad alte prestazioni.Pertanto, i fluoropolimeri verranno utilizzati su linee di trasmissione ad alta frequenza con molteplici funzioni, grandi volumi di trasmissione dati e alta definizione.
Produzione di semiconduttori
Il 5G sta influenzando lo sviluppo dell’industria dei semiconduttori e cambiando le esigenze del settore.I polimeri PTFE svolgono un ruolo importante anche nei processi di produzione dei semiconduttori.
Componenti PCB e antenne
Nell’era del 5G, i circuiti stampati (PCB) dipenderanno fortemente dai materiali fluoropolimerici ad alte prestazioni, che possono migliorare la qualità della trasmissione 5G.Il PTFE viene utilizzato per componenti preimpregnati nei PCB e nei sistemi di antenne per ottenere connessioni ad alta frequenza.
Orario di pubblicazione: 26 febbraio 2019