ל-PTFE יש הזדמנות חדשה יחד עם 5G!

PTFE נקרא "מלך הפלסטיק".רוי פלאנק, אבי הפלואורזין, החל לחקור את תחליפי פריאון ב-DuPont בארצות הברית בשנת 1936. הם אספו חלק מהטטרה-פלואורואתילן ואחסנו אותו בבקבוקי פלדה, והתכוננו לניסוי הבא למחרת, אבל כאשר שסתום הפחתת הלחץ של הגליל נפתח למחרת, לא היה גז.הם חשבו שזה דולף, אבל כששקלו את הצילינדר גילו שהגליל לא ירד במשקל.הם ניסרו את בקבוק הפלדה ומצאו כמות גדולה של אבקה לבנה, שהייתה פוליטטראפלואורואתילן (טפלון).

PTFE נקרא "מלך הפלסטיק".רוי פלאנק, אבי הפלואורזין, החל לחקור את תחליפי פריאון ב-DuPont בארצות הברית בשנת 1936. הם אספו חלק מהטטרה-פלואורואתילן ואחסנו אותו בבקבוקי פלדה, והתכוננו לניסוי הבא למחרת, אבל כאשר שסתום הפחתת הלחץ של הגליל נפתח למחרת, לא היה גז.הם חשבו שזה דולף, אבל כששקלו את הצילינדר גילו שהגליל לא ירד במשקל.הם ניסרו את בקבוק הפלדה ומצאו כמות גדולה של אבקה לבנה, שהייתה פוליטטראפלואורואתילן (טפלון).

מאפיינים ומאפיינים:

התכונות המכניות של PTFE רכות יחסית.ל-PTFE יש סדרה של תכונות ביצועים מצוינות:

1. עמידות בטמפרטורה גבוהה:טמפרטורת שימוש לטווח ארוך של 200 ~ 260 מעלות;
2. עמידות בטמפרטורה נמוכה:עדיין רך ב-100 מעלות;
3. עמידות בפני קורוזיה:עמידות בפני אקווה רג'יה וכל הממיסים האורגניים;
4. עמידות לתנאי מזג האויר:חיי הזדקנות אופטימליים בפלסטיק;
5. שימון גבוה:מקדם חיכוך מינימלי (0.04) בפלסטיק;
6. לא צמיג:מתח פנים מינימלי בחומרים מוצקים ללא הדבקה של חומר כלשהו;
7. לא רעיל:עם אינרציה פיזיולוגית ותכונות חשמליות מצוינות, זהו חומר בידוד אידיאלי C-Class, שכבה עבה בעיתון יכולה לחסום את המתח הגבוה של 1500V.זה חלק יותר מקרח.

מקדם החיכוך של PTFE קטן מאוד, רק 1/5 מזה של פוליאתילן, שהוא מאפיין חשוב של משטח פרפלואורי-פחמן.ומכיוון שהכוח הבין-מולקולרי של שרשרת הפלואור-פחמן נמוך במיוחד, PTFE אינו צמיג.PTFE שומר על תכונות מכניות מעולות בטווח טמפרטורות רחב של -196 עד 260 מעלות צלזיוס. אחד המאפיינים של פולימרי פרפלואורו-פחמן הוא שהם אינם שבירים בטמפרטורות נמוכות.ל-PTFE יש צפיפות גבוהה של 2.14-2.20 גרם / ס"מ³, כמעט ללא ספיגת מים, ושיעור ספיגת המים בשיווי המשקל הוא פחות מ-0.01%.PTFE הוא פולימר רך וחלש טיפוסי.כוח הכבידה ההדדי בין מקרומולקולות קטן, והקשיחות, הקשיות והחוזק קטנים.זה יתעוות תחת לחץ לטווח ארוך.

סקירה טכנולוגית

פילמור השעיה:בקומקום הפילמור, מים המשמשים כמדיום, אמוניום פרסולפט המשמש כיוזם וחומצה הידרוכלורית מדוללת המשמשת כמפעיל, טטרפלואורואתילן עובר פילמר בלחץ של 0.5-2 MPa ו-40-45 ℃ כדי להשיג חלקיקים לבנים, וכדי להשיג פוליטרפלואורואתילן באבקת בגדלים שונים של חלקיקים לאחר ריסוק, טחינה וייבוש.

פילמור פיזור:כמות קטנה של חומר מפזר (אמוניום פרפלואורו-אוקטנואט) ומייצב (תרכובת פלואור-פחמן) מתווספת כדי להתחיל פילמור עם זרז חיזור.פילמור מתחלק ללחץ גבוה ולחץ נמוך.הלחץ הגבוה הוא 2 MPa ו-25 ℃, והלחץ הנמוך הוא 0.6-0.7 MPa ו-0-38 ℃.תמיסת פילמור פוליטטראפלואורואתילן נוצרת על ידי פילמור פיזור, ושרף פיזור מתקבל על ידי קרישה, ייבוש והקרנה.באמצעות פילמור פיזור, בפעולת מים נטולי יונים וחומרי עזר שונים, נוצרת אמולסיה לבנה.האמולסיה מתאדה ומרוכזת דרך קומקום ריכוז ליצירת נוזל מרוכז, כלומר אמולסיה מפוזרת.

לשרף פיזור יש ביצועי עיבוד וביצועי מוצר טובים יותר.פוליטטראפלואורואתילן הוא עקשן ובעל נזילות גרועה.לגודל החלקיקים ולצורת החלקיקים שלו יש השפעה חשובה על נזילות ההיתוך, תכונות העיבוד שלו ותכונות המוצר.ההבדל באיכות של שרפים מרחפים ושל שרפים מפוזרים נובע מגודל החלקיקים, התפלגות גודל החלקיקים ומורפולוגיה של החלקיקים.לראשון יש גודל חלקיקים של מילימטר, בעוד שלאחרון יש גודל תת-מיקרון (250-350nm). שרפים תלויים ניתנים לעיצוב ולעיבוד, אך לא ניתן לשחול בצורת משחה, בעוד שרפים מפוזרים יכולים לשמש לשחול הדבק.המשקל המולקולרי והגבישיות של שרפים מפזרים PTFE גבוהים בדרך כלל מאלו של שרפים מרחפים, עם גבישיות של עד 96-98%, וחיי עייפות הכיפוף ארוכים פי 2300 מזה של שרפים מרחפים.

גודל החלקיקים של השרף המפוזר המיוצר על ידי פילמור אמולסיה הוא קטן, התפלגות גודל החלקיקים סבירה, והמורפולוגיה של החלקיקים ניתנת לשליטה, ולכן עם ביצועי עיבוד טובים וביצועי המוצר.

כיום, כשני שליש משרף PTFE מיוצרים בשיטת ההשעיה ושליש בשיטת פיזור.

בשנת 2019, ישנן בסך הכל 12 חברות לייצור PTFE מקומיות עם קיבולת כוללת של כ-140,000 טון לשנה, המהווים יותר מ-40% מכושר הייצור העולמי.עם זאת, יש לציין כי כושר הייצור של PTFE בסין הוא בעיקר מוצרים בינוניים ונמוכים בדרגת הזרקה.

כושר הייצור של PTFE בסין מרוכז יחסית.שש החברות המובילות בענף מהוות כ-83% מסך כושר הייצור.מובילת התעשייה, Dongyue Group, תופסת כמעט שליש מנתח השוק.

בשנת 2019, ההערכה היא שתפוקת ה-PTFE המקומית היא כ-90,000 טון, בעיקר במוצרים בינוניים ונמוכים בדרגת הזרקה, ושיעור לוקליזציה של שרף PTFE מתקדם נמוך מאוד, התלוי מאוד ביבוא. יצואנית נטו של PTFE.בשנת 2004, נפח יצוא ה-PTFE של סין עלה על נפח היבוא, וקיבולתו התרחבה משמעותית מ-2010 עד 2012, ונפח היצוא שלו גדל משנה לשנה.בשנת 2010, נפח יצוא ה-PTFE של סין עלה על 20,000 טון בפעם הראשונה ונשאר בסביבות 20,000 טון לשנה עד כה. נפח היבוא שמר על קנה מידה יציב של 5000-6000 טון, מתוכם 70-80% מה-PTFE המיובא גבוה -מוצרים שעברו שינוי ביצועים כדי לענות על הצרכים של תעשיות במורד הזרם עבור מוצרי PTFE מתקדמים.נכון לעכשיו, ה-PTFE היוקרתי של סין מסופק בעיקר על ידי חברות זרות כגוןדייקיןביפן ,דופונטבארצות הברית.

יישומים עיקריים של 5G

עם הפיתוח המתמשך של טכנולוגיית תקשורת 5G, גם הדרישה לחומרים דיאלקטריים בתדר גבוה ותדירות נמוך עולה. לחומרי פלואור יש בידוד מעולה ואינם מופרעים בקלות על ידי גלי רדיו בתדר גבוה.לפלואורפולימרים יש תכונות דיאלקטריות נמוכות וגורמי הפסד נמוכים בתנאי תדר גבוה.הם יכולים לספק תדרים גבוהים במיוחד וביצועים מהירים עבור מרכזי נתונים, מגדלי שידור אותות וציוד אלקטרוני אישי.לכן, עם האצה של 5G, הביקוש בשוק לפלואורפולימרים בעלי ביצועים גבוהים גובר גם הוא.

היישומים העיקריים הם כבלי תקשורת 5G במהירות גבוהה, מוליכים למחצה, PCB ורכיבי אנטנה.

כבל בתדר גבוה ובמהירות גבוהה

שרף טפלון משפר את הביצועים החשמליים של רכיבי בידוד כבלים ומעילים ומספק להם בטיחות אש ללא תחרות.למאפיינים אלה יש חשיבות רבה עבור מערכות חיווט (כגון כבלים במהירות גבוהה) עבור רשתות מקומיות (LAN), מרכזי נתונים ויישומי תקשורת בעלי ביצועים גבוהים אחרים.לכן, fluoropolymers ישמשו על קווי תמסורת בתדר גבוה עם פונקציות מרובות, נפחי העברת נתונים גדולים ו-high definition.

ייצור מוליכים למחצה

5G משפיע על התפתחות תעשיית המוליכים למחצה ומשנה את צרכי התעשייה.פולימרי PTFE ממלאים גם תפקיד חשוב בתהליכי ייצור מוליכים למחצה.

PCB ורכיבי אנטנה

בעידן ה-5G, לוחות מעגלים מודפסים (PCB) יהיו תלויים מאוד בחומרי פלואורפולימר בעלי ביצועים גבוהים, שיכולים לשפר את איכות שידור ה-5G.PTFE משמש עבור רכיבי prepreg ב-PCB ומערכות אנטנות כדי להשיג חיבורים בתדר גבוה.