Chemikalienbeständige Kunststoffe:Fluorpolymere

Suchen Sie eine Gruppe von außergewöhnlich chemikalienbeständigen Kunststoffen? Schauen Sie sich Fluorpolymere an. Diese Kunststoffe auf Fluorkohlenstoffbasis bestehen aus mehreren starken Kohlenstoff-Fluor-Bindungen. Diese Kohlenstoff-Fluor-Bindung, kurz „C-F“ genannt, ist eine der stärksten der Wissenschaft bekannten Einfachbindungen. Die Vielzahl der C-F-Bindungen in Fluorpolymeren verleiht diesen Kunststoffen eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Säuren und Basen.

Fluorpolymere wurden erstmals 1938 zufällig entdeckt, als Roy Plunkett von DuPont mit Tetrafluorethylengas experimentierte. Er hat aus Versehen PTFE hergestellt (Polytetrafluorethylen), allgemein als Teflon® bekannt. Seit diesem glücklichen Tag wurden viele Fluorpolymere entwickelt, darunter PVDF (Polyvinylidendifluorid); ETFE (Polyethylentetrafluorethylen); FEP (fluoriertes Ethylenpropylen); PFA (Perfluoralkoxy); ECTFE (Ethylenchlortrifluorethylen) und PCTFE (Polychlortrifluorethylen).

Selbst Nicht-Kunststoff-Experten haben Teflon® wahrscheinlich in Aktion gesehen, auch wenn sie es nicht wissen, da das Material häufig verwendet wird, um antihaftbeschichtetes Kochgeschirr zu beschichten. Mit hoher Hitzebeständigkeit, ausgezeichneter chemischer Beständigkeit und einem sehr niedrigen Reibungskoeffizienten ist dieser Kunststoff hierfür bestens geeignet. (Obwohl Teflon® ein beeindruckendes Material ist, würde ich Ihnen raten, mit Ihrem Kochgeschirr nicht zu verrückt zu werden. Wie der Autor selbst erfahren hat, schmelzen Teflon®-Spatel und Kochlöffel, wenn sie auf offener Flamme stehen bleiben. Sagen Sie, die offene Flamme von a Gasherd. Aber das ist eine Geschichte für einen anderen Tag…) Aber die Geschichte von Fluorpolymeren ist so viel mehr als Töpfe und Pfannen.

Fluoroplaste sind beständig gegen eine umfangreiche Liste von Chemikalien bei Temperaturen zwischen 20 °C und 212 °C/100 °F, einschließlich:

Zu den spezifischen Chemikalien, denen Fluorpolymere widerstehen können, gehören:

Und es gibt noch viele mehr. Die hervorragende chemische Beständigkeit von Fluorpolymeren macht sie ideal für den Einsatz in vielen verschiedenen technischen Anwendungen, darunter:

Fluorpolymere haben auch einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten, was sie von Natur aus sehr rutschig macht. Tatsächlich soll PFA das einzige Material sein, das ein Gecko kann sich nicht daran halten. Aufgrund ihres geringen Reibungskoeffizienten sind Fluorpolymere bekanntermaßen schwer zu kleben. Es gibt sogar eine Fluorpolymerfarbe, die Insekten von Oberflächen abgleiten lässt. Diese Gleitfähigkeit und Nichtporösität machen Fluorpolymere von Natur aus antimikrobiell und eine gute Wahl für medizinische Anwendungen.

Fluorpolymere sind außerdem hydrophob, da weder Wasser noch wasserhaltige Substanzen sie benetzen können. Sie haben auch eine Entflammbarkeitsklasse von UL94 V-0, also sind sie selbstverlöschend. Fluorpolymere haben auch ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften, was sie zu großartigen Isolatoren macht.

Fluorpolymere sind auch für den Dauereinsatz bei extremen Temperaturen bekannt. PFA hält bis zu 260 °C/500°F stand, während FEP 200 °C/393 °F standhalten kann. ETFE hat Werte von 150 °C/302 °F. Viele Fluorpolymere können kryogenen Temperaturen standhalten. PTFE hält Temperaturwerten von -240 °C/-400 °F bis 260 °C/500 °F stand. ECTFE hat auch ausgezeichnete kryogene Eigenschaften und eine gute Leistung zwischen -76 °C/-105 °F bis 150 °C/302 °F, während PVDF Temperaturen von -30 °C/-22 °F bis 150 °C/302 °F standhalten kann . PCTFE funktioniert gut in einem Temperaturbereich von -240 °C/-400 °F bis 204 °C/400 °F.

Die Kehrseite von Fluorpolymeren ist, dass sie nicht allzu stark sind. Mit einer Zugfestigkeit von 7800 psi/53,8 MPa ist PCTFE neben ECTFE einer der stärksten mit einem UTI von 7800 psi/53,8 MPa. Als nächstes kommt ETFE mit 7500 psi/51,7 MPa. PVDF hat eine Zugfestigkeit von 4000-6000 psi/27,6-41,4 MPa und PFA hat Werte von 4300 psi/24 MPa. Die Zugfestigkeit von PTFE beträgt 2.500-4.000 psi/17,2-27,6 MPa, während FEP 3.000 psi/20,7 MPa beträgt. Wenn jedoch extreme chemische Beständigkeit, Glätte oder geringe Entflammbarkeit erforderlich ist und Zugfestigkeit kein Problem darstellt, sollten Sie sich Fluorpolymere ansehen.

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