PTFE क्या है (पॉलीटेट्रफ्लुओरोथिलीन)

PTFE (Polytetrafluoroethylene) क्या है?

PTFE Polytetrafluoroethylene एक उच्च-प्रदर्शन बहुक्रियाशील फ्लोरोपोलिमर है जो कार्बन परमाणुओं और फ्लोरीन परमाणुओं से बना है। फ्लोरोपोलिमर गुणों और लाभों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ प्लास्टिक का एक समूह है। PTFE एक ऐसा फ्लोरोपोलिमर है जिसकी खोज ने हमेशा के लिए फ्लोरोपॉलेमर समूह में क्रांति ला दी और विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए मार्ग प्रशस्त किया।

PTFE सामग्री के सामान्य अनुप्रयोगों में से एक में किचन कुकवेयर के लिए नॉन-स्टिक कोटिंग्स शामिल हैं। इसकी गैर-प्रतिक्रिया के कारण, कार्बन-फ्लोराइन बॉन्ड की ताकत के कारण भाग में, इसका उपयोग अक्सर प्रतिक्रियाशील और संक्षारक रसायनों के लिए पाइप और कंटेनरों को बनाने के लिए किया जाता है।

PTFE कैसे बनाया जाता है?

PTFE को किसी भी अन्य बहुलक की तरह निर्मित किया जाता है। यह जलीय मीडिया में एक बैच प्रक्रिया में TFE अतिरिक्त पोलीमराइजेशन का उपयोग करके मुक्त कट्टरपंथी पोलीमराइजेशन तकनीक द्वारा निर्मित है।

PTFE की रासायनिक संरचना पॉलीथीन के समान है; एकमात्र बड़ा अंतर यह है कि हाइड्रोजन परमाणुओं को पूरी तरह से फ्लोरीन द्वारा बदल दिया जाता है। हालांकि, PE और PTFE बहुत अलग तरीकों से तैयार किए जाते हैं।

फ्लोरीन परमाणुओं का बड़ा आकार कार्बन-कार्बन बॉन्ड के चारों ओर एक समान, निरंतर म्यान बनाता है, जो अच्छे रासायनिक प्रतिरोध, विद्युत निष्क्रियता और स्थिरता के साथ अणु प्रदान करता है।

PTFE के लक्षण और प्रदर्शन

PTFE तीन मुख्य रूपों-ग्रैन्यूल्स, पानी-आधारित फैलाव और ठीक पाउडर में आता है।

ग्रैन्युलर PTFE सामग्री को एक जलीय माध्यम में निलंबन पोलीमराइजेशन द्वारा कम या कोई फैलाव का उपयोग करके उत्पादित किया जाता है। दानेदार PTFE सामग्री का उपयोग मुख्य रूप से संपीड़न, आइसोस्टैटिक दबाव और प्लंजर एक्सट्रूज़न विधियों में किया जाता है।

जल-आधारित PTFE फैलाव अधिक फैलाव और आंदोलन के साथ एक ही जल-आधारित पोलीमराइजेशन का उपयोग करते हैं। पानी-आधारित फैलाव मुख्य रूप से कोटिंग्स और फिल्म कास्टिंग विधियों में उपयोग किए जाते हैं।

बारीक पाउडर PTFE एक छोटा सफेद कण है जो नियंत्रित पायस पोलीमराइजेशन द्वारा निर्मित होता है। ठीक PTFE पाउडर को पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने के लिए पेस्ट एक्सट्रूज़न या एडिटिव्स के माध्यम से गुच्छे में संसाधित किया जा सकता है।

PTFE के अन्य उल्लेखनीय गुणों में उत्कृष्ट उच्च और कम तापमान प्रतिरोध, विद्युत इंसुलेटिंग गुण, रासायनिक जड़ता, घर्षण का कम गुणांक (स्थैतिक 0.08 और गतिशील 0.01), और एक विस्तृत तापमान सीमा (-260 से 260 ° C) पर गैर-स्टिक गुण शामिल हैं। ।

जब रासायनिक प्रतिरोध की बात आती है तो PTFE सबसे विश्वसनीय सामग्रियों में से एक है। यह केवल पिघले हुए क्षार धातुओं, कार्बनिक हलाइड्स जैसे क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड (सीएलएफ 3) और ऑक्सीजन डिफ्लोराइड (ओएफ 2), और उच्च तापमान पर गैसीय फ्लोरीन द्वारा हमला किया जाता है।

PTFE के यांत्रिक गुण भी प्रभावशाली हैं, लेकिन कमरे के तापमान पर अन्य इंजीनियरिंग प्लास्टिक के रूप में अच्छे नहीं हैं। फिलर्स को जोड़ना इस बाधा को पार करने का एक सफल तरीका साबित हुआ है। इसकी सामान्य तापमान सीमा के भीतर, PTFE कुछ उपयोगी यांत्रिक गुणों को प्रदर्शित करता है। इन गुणों को चरों के प्रसंस्करण से भी बाधित किया जाता है जैसे कि सिंटरिंग तापमान, प्रीफॉर्म दबाव, शीतलन दर, आदि। बहुलक गुण जैसे कि दाढ़ द्रव्यमान कण आकार और कण आकार वितरण यांत्रिक गुणों को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकते हैं।

PTFE में बकाया विद्युत इन्सुलेशन गुण, कम ढांकता हुआ स्थिरांक और इन्सुलेशन वोल्टेज का सामना करना पड़ता है। बहुत कम ढांकता हुआ स्थिरांक (2.0) मैक्रोमोलेक्यूलस की जटिल सममित संरचना का एक परिणाम है।

PTFE सामग्री भी अच्छे थर्मल गुणों को दिखाती है, जिसमें 440 ° C से नीचे कोई महत्वपूर्ण गिरावट नहीं है।

0.02 MRAD की खुराक पर शुरू होने वाले हवाई क्षरण और विकिरण द्वारा भी हमला किया जाता है।

पीटीएफई सामग्री के नुकसान

पारंपरिक PTFE सामग्री कुछ कमियों के बिना नहीं हैं। वे हैं:

रेंगना और संवेदनशील पहनना

इसे पिघले हुए राज्य प्रसंस्करण विधियों द्वारा संसाधित नहीं किया जा सकता है, और उपयुक्त तरीके अक्सर अपरंपरागत और स्केलेबल हो सकते हैं।

जुड़ने में कठिनाई

ग्लास संक्रमण तापमान के पास उच्च आयामी परिवर्तन।

कम विकिरण प्रतिरोध

यह संक्षारक है और आसानी से विषाक्त धुएं का उत्पादन कर सकता है।

PTFE के लिए फिलर्स और एडिटिव्स का महत्व

फिलर्स और एडिटिव्स के अलावा पीटीएफई के यांत्रिक गुणों में काफी सुधार कर सकते हैं, विशेष रूप से रेंगना और पहनने की दरें। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले भराव में स्टील, कार्बन, ग्लास फाइबर, कार्बन फाइबर, ग्रेफाइट, कांस्य, स्टील, आदि शामिल हैं।

ग्लास फाइबर : इसका जोड़ इसके कम और उच्च तापमान को प्रभावित करके PTFE के रेंगने और पहनने के गुणों में सुधार करेगा। इसके अतिरिक्त, कांच से भरे यौगिक ऑक्सीकरण वातावरण में असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन करते हैं।

कार्बन फाइबर: कार्बन फाइबर रेंगने को कम करने, कठोरता में सुधार, लचीलापन बढ़ाने और संपीड़ित मापांक के लिए आवश्यक है। कार्बन फाइबर यौगिकों के साथ मिश्रित पीटीएफई में उच्च तापीय चालकता और थर्मल विस्तार का एक कम गुणांक होता है। कार्बन फाइबर मजबूत अल्कलिस और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के लिए निष्क्रिय है (कांच फाइबर दोनों एसिड के लिए प्रतिरोधी है)। ये भाग ऑटोमोटिव भागों जैसे कि सदमे अवशोषक के निर्माण के लिए आदर्श हैं।

कार्बन: एक एडिटिव के रूप में कार्बन रेंगने को कम करने, कठोरता बढ़ाने और पीटीएफई की तापीय चालकता में सुधार करने में मदद करेगा। पीटीएफई और ग्रेफाइट को मिलाकर और कार्बन से भरे यौगिक के पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाकर समान परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं। ये मिश्रण गैर-शाब्दिक अनुप्रयोगों जैसे कि संपीड़न सिलेंडर में पिस्टन के छल्ले के लिए आदर्श हैं।

कांस्य से भरे PTFE: इस यौगिक में उत्कृष्ट थर्मल और विद्युत चालकता होती है, जिससे यह उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श होता है जो चरम भार और तापमान के अधीन होते हैं।

भराव जोड़ने के लाभ

PTFE यौगिक की छिद्र को बढ़ाने के लिए फिलर्स/एडिटिव्स आवश्यक हैं और इसलिए विद्युत गुणों को प्रभावित करते हैं - यह ढांकता हुआ स्थिर और अपव्यय कारक को बढ़ाते हुए ढांकता हुआ शक्ति को कम करता है।

फिलर्स उच्च और निम्न तापमान पर PTFE के प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकते हैं।

हालांकि, रासायनिक गुणों में परिवर्तन उपयोग किए जाने वाले योज्य के प्रकार पर बहुत निर्भर करता है। आम तौर पर, यह सकारात्मक परिणाम भी छोड़ देता है।

PTFE अनुप्रयोग

आमतौर पर, फ्लोराइज्ड थर्माप्लास्टिक का उपयोग उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों में उच्च तापमान प्रतिरोध, उच्च शुद्धता, कम तापमान, रासायनिक निष्क्रियता, गैर-स्टिक और स्व-चिकनाई गुणों के साथ किया जाता है। यहाँ PTFE के लिए कुछ सबसे आम उपयोग हैं:

इंजीनियरिंग - बीयरिंग, नॉनस्टिक सतहों, वाल्व सीटें, प्लग, फिटिंग, वाल्व और पंप भागों।

मेडिकल - हार्ट पैच, कार्डियोवस्कुलर ग्राफ्ट्स, लिगामेंट रिप्लेसमेंट।

रासायनिक उद्योग - पंप, डायाफ्राम, इम्पेलर्स, हीट एक्सचेंजर्स, ऑटोक्लेव्स, रिएक्शन वेसल्स, स्टोरेज टैंक, वेसल्स, आदि की कोटिंग।

ऑटोमोटिव -स्टेम सील, शाफ्ट सील, गैसकेट, ओ-रिंग, ईंधन नली लाइनर, पावर स्टीयरिंग, ट्रांसमिशन, और बहुत कुछ।

विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स - लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड, विद्युत इन्सुलेशन, आदि।

PTFE के प्रसंस्करण के लिए सर्वश्रेष्ठ प्रौद्योगिकियां

PTFE की कठोर बहुलक श्रृंखला संरचना, इंजेक्शन मोल्डिंग और एक्सट्रूज़न जैसे पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके संसाधित करना बेहद मुश्किल बनाती है। फिर भी, इसकी अत्यधिक उच्च पिघल चिपचिपाहट और उच्च पिघलने का तापमान मदद नहीं करता है। पाउडर धातुकर्म को संभालने के लिए आदर्श प्रसंस्करण तकनीक PTFE के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है।

Sintering, संपीड़न मोल्डिंग, दबाना, स्टैम्पिंग या पेस्ट एक्सट्रूज़न, हॉट स्टैम्पिंग, मशीनिंग, विशेष मशीनों पर पूर्व-चित्रित पाउडर का एक्सट्रूज़न।

पेस्ट एक्सट्रूज़न हाइड्रोकार्बन के साथ PTFE को मिलाता है, जिसका उपयोग इसे टेप, पाइप और वायर इन्सुलेशन में बनाने के लिए किया जाता है। भाग के पाप करने से पहले हाइड्रोकार्बन वाष्पित हो जाते हैं।

ऑपरेटिंग रेंज -200 डिग्री सेल्सियस से 260 डिग्री सेल्सियस।

सामान्य प्रश्न

1. क्या पॉलीटेट्रैफ्लुओरोथिलीन कैंसर का कारण बनता है?

उत्तर। PTFE को मानव स्वास्थ्य के लिए विषाक्त दिखाया गया है क्योंकि इसमें PFOA नामक एक कार्सिनोजेन होता है। हालांकि, चिंता करने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि PTFE नॉन-स्टिक कोटिंग्स में अब यह पदार्थ नहीं है।

2. PTFE पाइप का उपयोग किस लिए किया जाता है?

उत्तर। PTFE ट्यूबिंग का उपयोग आमतौर पर प्रयोगशाला ट्यूबिंग के रूप में किया जाता है, जहां रासायनिक प्रतिरोध और शुद्धता सबसे महत्वपूर्ण होती है। PTFE में घर्षण का एक बहुत कम गुणांक है और इसे ज्ञात "स्लिपरिएस्ट" पदार्थों में से एक के रूप में जाना जाता है।

3. PTFE किस तरह का प्लास्टिक है?

उत्तर। PTFE एक थर्माप्लास्टिक बहुलक है जो कार्बन परमाणुओं और फ्लोरीन परमाणुओं से बना एक फ्लोरोपोलिमर है।

4. PTFE बोर्ड का उपयोग क्या है?

उत्तर। PTFE शीट का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है जैसे कि PTFE ने गास्केट और PTFE पैकिंग। इसमें गैसों, पानी, रसायनों, ईंधन और तेलों के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है।