PTFE disebut sebagai “raja plastik”.Roy Planck, bapak fluororesin, mulai mempelajari pengganti Freon di DuPont di Amerika Serikat pada tahun 1936. Mereka mengumpulkan sebagian dari tetrafluoroetilen dan menyimpannya dalam botol baja, mempersiapkan percobaan berikutnya pada hari berikutnya, Tapi ketika katup pengurang tekanan silinder dibuka keesokan harinya, tidak ada gas yang meluap.Mereka mengira silinder tersebut bocor, namun saat menimbang silinder tersebut, mereka menemukan bahwa silinder tersebut tidak kehilangan beratnya.Mereka menggergaji botol baja tersebut dan menemukan sejumlah besar bubuk putih, yaitu polytetrafluoroethylene (teflon).
PTFE disebut sebagai “raja plastik”.Roy Planck, bapak fluororesin, mulai mempelajari pengganti Freon di DuPont di Amerika Serikat pada tahun 1936. Mereka mengumpulkan sebagian dari tetrafluoroetilen dan menyimpannya dalam botol baja, mempersiapkan percobaan berikutnya pada hari berikutnya, Tapi ketika katup pengurang tekanan silinder dibuka keesokan harinya, tidak ada gas yang meluap.Mereka mengira silinder tersebut bocor, namun saat menimbang silinder tersebut, mereka menemukan bahwa silinder tersebut tidak kehilangan beratnya.Mereka menggergaji botol baja tersebut dan menemukan sejumlah besar bubuk putih, yaitu polytetrafluoroethylene (teflon).
Karakteristik dan properti:
Sifat mekanik PTFE relatif lunak.PTFE memiliki serangkaian sifat kinerja yang sangat baik:
- Ketahanan suhu tinggi:suhu penggunaan jangka panjang 200 ~ 260 derajat;
- Ketahanan suhu rendah:masih lunak pada suhu -100 derajat;
- Tahan korosi:ketahanan terhadap aqua regia dan semua pelarut organik;
- Ketahanan cuaca:umur penuaan yang optimal pada plastik;
- Pelumasan tinggi:koefisien gesekan minimum (0,04) pada plastik;
- Tidak kental:tegangan permukaan minimum pada bahan padat tanpa melekatnya zat apa pun;
- Tidak beracun:dengan inersia fisiologis dan sifat listrik yang sangat baik, ini adalah bahan insulasi Kelas C yang ideal, lapisan tebal koran dapat memblokir tegangan tinggi 1500V.Ini lebih halus dari es.
Koefisien gesekan PTFE sangat kecil, hanya 1/5 dari polietilen, yang merupakan ciri penting permukaan perfluorokarbon.Dan karena gaya antar molekul rantai fluor-karbon sangat rendah, PTFE tidak kental.PTFE mempertahankan sifat mekanik yang sangat baik dalam kisaran suhu yang luas dari -196 hingga 260 °C. Salah satu karakteristik polimer perfluorokarbon adalah tidak rapuh pada suhu rendah.PTFE memiliki kepadatan tinggi 2,14-2,20g/cm3, hampir tidak ada penyerapan air, dan laju penyerapan air kesetimbangan kurang dari 0,01%.PTFE adalah polimer lunak dan lemah yang khas.Gaya gravitasi timbal balik antar makromolekul kecil, dan kekakuan, kekerasan, dan kekuatannya kecil.Ini akan berubah bentuk karena tekanan jangka panjang.
Ikhtisar Teknologi
Polimerisasi suspensi:dalam ketel polimerisasi, air digunakan sebagai media, amonium persulfat digunakan sebagai inisiator, dan asam klorida encer digunakan sebagai aktivator, tetrafluoroetilen dipolimerisasi pada tekanan 0,5-2 MPa dan 40-45 ℃ untuk memperoleh partikel putih, dan untuk dapatkan bubuk polytetrafluoroethylene dengan ukuran partikel berbeda setelah dihaluskan, digiling, dan dikeringkan.
Polimerisasi dispersi:Sejumlah kecil dispersan (amonium perfluorooctanoate) dan stabilisator (senyawa fluorokarbon) ditambahkan untuk memulai polimerisasi dengan katalis redoks.Polimerisasi dibagi menjadi tekanan tinggi dan tekanan rendah.Tekanan tinggi 2 MPa dan 25 ℃, dan tekanan rendah 0,6-0,7 MPa dan 0-38 ℃.Larutan polimerisasi polytetrafluoroethylene dihasilkan melalui polimerisasi dispersi, dan resin dispersi diperoleh dengan koagulasi, pengeringan, dan penyaringan. Melalui polimerisasi dispersi, di bawah aksi air bebas ion dan berbagai bahan pembantu, emulsi putih terbentuk.Emulsi diuapkan dan dipekatkan melalui ketel konsentrasi untuk membentuk cairan pekat, yaitu emulsi terdispersi.
Resin dispersi memiliki kinerja pemrosesan dan kinerja produk yang lebih baik.Polytetrafluoroethylene bersifat tahan api dan memiliki fluiditas yang buruk.Ukuran partikel dan bentuk partikelnya mempunyai pengaruh penting terhadap fluiditas lelehan, sifat pemrosesannya, dan sifat produknya.Perbedaan kualitas resin tersuspensi dan resin terdispersi disebabkan oleh ukuran partikel, distribusi ukuran partikel, dan morfologi partikel.Yang pertama memiliki ukuran partikel milimeter, sedangkan yang kedua memiliki ukuran submikron (250-350nm). Resin tersuspensi dapat dicetak dan diproses, tetapi tidak dapat diekstrusi dalam bentuk pasta, sedangkan resin terdispersi dapat digunakan untuk ekstrusi pasta.Berat molekul dan kristalinitas resin pendispersi PTFE umumnya lebih tinggi dibandingkan resin tersuspensi, dengan kristalinitas hingga 96-98%, dan umur kelelahan lentur 2300 kali lebih lama dibandingkan resin tersuspensi.
Ukuran partikel resin terdispersi yang dihasilkan oleh polimerisasi emulsi kecil, distribusi ukuran partikel masuk akal, dan morfologi partikel dapat dikontrol, sehingga memiliki kinerja pemrosesan dan kinerja produk yang baik.
Saat ini, sekitar dua pertiga resin PTFE diproduksi dengan metode suspensi dan sepertiganya dengan metode dispersi.
Pada tahun 2019, terdapat total 12 perusahaan produksi PTFE dalam negeri dengan total kapasitas sekitar 140.000 ton/tahun, yang mencakup lebih dari 40% kapasitas produksi global.Namun, perlu dicatat bahwa kapasitas produksi PTFE Tiongkok sebagian besar merupakan produk cetakan injeksi kelas menengah dan bawah.
Kapasitas produksi PTFE Tiongkok relatif terkonsentrasi.Enam perusahaan teratas di industri ini menyumbang sekitar 83% dari total kapasitas produksi.Pemimpin industri, Dongyue Group, menguasai hampir sepertiga pangsa pasar.
Pada tahun 2019, diperkirakan keluaran PTFE dalam negeri sekitar 90.000 ton, terutama pada produk cetakan injeksi kelas menengah dan bawah, dan tingkat lokalisasi resin PTFE kelas atas sangat rendah, yang sangat bergantung pada impor. Tiongkok adalah eksportir bersih PTFE.Pada tahun 2004, volume ekspor PTFE Tiongkok melebihi volume impor, dan kapasitasnya meningkat secara signifikan dari tahun 2010 hingga 2012, dan volume ekspornya meningkat dari tahun ke tahun.Pada tahun 2010, volume ekspor PTFE Tiongkok untuk pertama kalinya melampaui 20.000 ton dan tetap berada di sekitar 20.000 ton/tahun hingga saat ini. Volume impor tetap stabil pada skala 5.000-6.000 ton, dimana 70-80% PTFE impor tergolong tinggi -produk yang dimodifikasi kinerjanya untuk memenuhi kebutuhan industri hilir akan produk PTFE kelas atas.Saat ini, PTFE kelas atas Tiongkok sebagian besar dipasok oleh perusahaan asing sepertiDaikindi Jepang ,DuPontdi Amerika Serikat.
Aplikasi utama 5G
Dengan terus berkembangnya teknologi komunikasi 5G, permintaan akan bahan dielektrik frekuensi tinggi dan rendah yang sesuai juga meningkat. Bahan fluor memiliki insulasi yang sangat baik dan tidak mudah terganggu oleh gelombang radio frekuensi tinggi.Fluoropolimer memiliki sifat dielektrik rendah yang baik dan faktor kerugian yang rendah dalam kondisi frekuensi tinggi.Mereka dapat memberikan frekuensi ultra-tinggi dan kinerja kecepatan tinggi untuk pusat data, menara transmisi sinyal, dan peralatan elektronik pribadi.Oleh karena itu, dengan percepatan 5G, permintaan pasar akan fluoropolimer berkinerja tinggi juga meningkat.
Aplikasi utamanya adalah kabel komunikasi 5G berkecepatan tinggi, semikonduktor, PCB, dan komponen antena.
Kabel frekuensi tinggi dan berkecepatan tinggi
Resin teflon meningkatkan kinerja kelistrikan komponen dan jaket insulasi kabel serta memberikan keamanan kebakaran yang tak tertandingi.Karakteristik ini sangat penting untuk sistem perkabelan (seperti kabel berkecepatan tinggi) untuk jaringan area lokal (LAN), pusat data, dan aplikasi telekomunikasi berkinerja tinggi lainnya.Oleh karena itu, fluoropolimer akan digunakan pada saluran transmisi frekuensi tinggi dengan berbagai fungsi, volume transmisi data besar, dan definisi tinggi.
Manufaktur semikonduktor
5G mempengaruhi perkembangan industri semikonduktor dan mengubah kebutuhan industri.Polimer PTFE juga memainkan peran penting dalam proses pembuatan semikonduktor.
Komponen PCB dan antena
Di era 5G, papan sirkuit cetak (PCB) akan sangat bergantung pada bahan fluoropolimer berperforma tinggi, yang dapat meningkatkan kualitas transmisi 5G.PTFE digunakan untuk komponen prepreg di PCB dan sistem antena untuk mencapai koneksi frekuensi tinggi.
Waktu posting: 26 Februari 2019