PTFE vlákna

Vlákna z polytetrafluorehylenu
(přesměrováno z Fluorová vlákna)

PTFE vlákno je syntetický produkt z polytetrafluorethylenu (PTFE).

Chemická struktura PTFE

Vlákna se začala vyrábět v roce 1954 pod značkou Teflon®, mimo toho jsou známé např. Profilen®, Fluon® aj.[1][2]

Rozsah výroby není veřejně známý. Z dostupných informací se dá jen odvodit, že koncem 2. dekády 21. století vyráběné množství nepřesahuje 10 000 tun ročně.[3]

(Výroba PTFE surovin (granulát, prášek a tekutá disperse) dosáhla v roce 2015 cca 165 000 tun, průměrná prodejní cena 11 USD/kg).[4]

Výroba fluorového filamentuEditovat

 
Hnědá PTFE vlákna (cca 350× zvětšená)
  • Nejznámější je technologie zvlákňování s použitím matrice. Výchozí surovina je zde vodnatá disperze získaná emulzní polymerací monomerního PTFE, polymerní matrice bývá např. z viskózy nebo z PVA. Disperze se smíchá s viskózou, fluorové částice tak slinou s matricí a směs se protlačuje tryskami do koagulační lázně. Vznikající vlákno se potom zahřívá na 350-400 °C, matricová část se při tom rozkládá, fluorové částice se spékají (sintrují), sedminásobným protažením dostávají podélnou orientaci a hotové vlákno potřebnou pevnost.
Textilní vlákno se dá vyrobit jen s obsahem PTFE ve zvlákňované směsi mezi 75 a 96 %. V hotovém vláknu zůstanou cca 4 % zbytků matrice, které mu dávají tmavohnědou barvu a proto se mu někdy říká hnědý teflon.[5]
  • Druhá známá metoda je zvákňování z vytlačované pasty. Z elastické hmoty se tvoří drobné fibrily, vláknina se sintruje a a dlouží. Výrobek s průměrem pod 0,15 mm má vyšší tažnou pevnost, je však nestejnoměrnější než při zvlákňování PTFE s použitím matrice.
  • Jiné metody zvlákňování nejsou ekonomcké a fyzikální vlastnosti vláken jsou nedostačující.[6]

Vlastnosti PTFE vlákenEditovat

Vlákna sestávají z polymerních uhlíkových řetězců chráněných atomy fluoru (viz nákres vpravo nahoře).

Materiál se dodává většinou jako hrubý filament s jemností jednotlivých fibril cca 5-25 dtex, známý je však i jako monofil a staplová vlákna.[7]

Vlákno má specifickou hmotnost 2,2 g/cm³, pevnost 10-30 cN/tex, vynikající odolnost proti účinkům beta, gama a UV záření a chemikálií. Odpuzuje vlhkost, snáší trvale teploty do cca 300 °C a je téměř nehořlavé (95% LOI).

Hybridní filamenty ze směsi PTFE s aramidovými nebo skleněnými vlákny jsou určeny pro zpracování do kompozitů.[8]

PoužitíEditovat

Textilie s obsahem fluoruEditovat

 
Tkanina impregnovaná roztokem PTFE
  • Textilní vlákna se dají vedle PTFE vyrábět také ze sloučenin:
ethylen-chlorotrifluoroethylenu (ECTFE), ethylen-tetrafluoroethylenu (ETFE), polychlorotrifluoroethylenu (PCTFE), perfluoroalkoxy (PFA) a polyvinyl-fluoridu (PVF)[13]
Průmyslová výroba je dosud (do 2. dekády 21. století) známá jen u vláken z pryskyřice perfluoroalkoxy (PFA). Tento materiál má velmi podobné vlastnosti jako PTFE, liší se způsobem výroby (tavné zvlákňování).[14]
  • Povrstvené/impregnované textilie (např. tkaniny ze skleněných přízí) se vyrábí tak, že se textilie ponoří do PTFE disperse, suší a sintruje ve formě fólie.[3] [15]
  • Příze impregnované (coated) se namáčí ve vodném roztoku PTFE a suší horkým vzduchem.[16] Příze (např. ze skleněných nebo polyesterových filamentů) jsou kompletně obaleny impregnační látkou s obsahem 10-20 % PTFE.[17]

Celosvětový výnos z prodeje PTFE výrobků pro textilní účely (vlákna pro tkané a netkané textilie a textilie impregnované PTFE) se v roce 2018 odhadoval na 671 milionů USD.[18]

OdkazyEditovat

ReferenceEditovat

  1. Kießling/Matthes: Textil- Fachwörterbuch, Berlin 1993, ISBN 3-7949-0546-6, str.138
  2. Metody identifikace různých komponentů tkanin [online]. Hanzhou Dobest, 2018-09-11 datum přístupu = 2019-10-07. Dostupné online. (česky) 
  3. a b Wiley-VCH:Ullmann´s Polymers and Plastics, John Wiley & Sons 2016, ISBN 9783527685950, str. 606-650
  4. PTFE-A Global Market Overview [online]. Cision, 2016-04-19 datum přístupu = 2019-10-14. Dostupné online. (anglicky) 
  5. Hans-Karl Rouette: Handbuch Textilveredlung, Deutscher Fachverlag 2006, ISBN 3-86641-012-3, str. 76
  6. Preparation technology of PFTE fiber [online]. CoreTex, 2014-2017 datum přístupu = 2019-10-14. Dostupné online. (anglicky) 
  7. Staplová vlákna z PTFE (anglicky): http://www.lenzing.com/plastics/en/ptfe/2787.jsp Archivováno 30. 8. 2010 na Wayback Machine
  8. Hybridní filamenty (anglicky): http://www.lenzing.com/plastics/en/ptfe/2105.jsp Archivováno 7. 11. 2010 na Wayback Machine
  9. Teflon Filament [online]. ASI, 2004 datum přístupu = 2019-10-10. Dostupné online. (anglicky) 
  10. Filtry z fluorových vláken (anglicky): http://www.lenzing.com/plastics/en/ptfe/665.jsp Archivováno 30. 8. 2009 na Wayback Machine
  11. Sportovní oděvy z fluor. textilií (anglicky): http://www.lenzing.com/plastics/en/ptfe/2781.jsp Archivováno 31. 8. 2010 na Wayback Machine
  12. Ochranné oděvy (anglicky): http://www.lenzing.com/plastics/en/ptfe/2787.jsp Archivováno 30. 8. 2010 na Wayback Machine
  13. Fiberchart [online]. Swicofil, 2019 datum přístupu = 2019-10-14. Dostupné online. (anglicky) 
  14. Ebnesajjad: Fluoroplastics, William Andrew 2015, ISBN 9781455731985 , str. 228-247
  15. A novel technique for coating [online]. Journal of Fluorine Chemistry, 2017 datum přístupu = 2019-10-14. Dostupné online. (anglicky) 
  16. Alagirusamy/Das: Technical Textile Yarns, Elsevier 2010, ISBN 9781845699475, str. 163
  17. PTFE Coated Sewing Threadse impregnované PTFE [online]. Polux, 2019 datum přístupu = 2019-10-14. Dostupné online. (anglicky) 
  18. PTFE Fabrics Market [online]. RD Reports and Data, 2019 datum přístupu = 2019-10-14. Dostupné online. (anglicky) 

LiteraturaEditovat

  • Peter/Routte: Grundlagen der Textilveredlung, Deutscher Fachverlag Frankfurt/Main 1989, ISBN 3-87150-277-4