5G के साथ PTFE को मिला नया मौका!

PTFE को "प्लास्टिक का राजा" कहा जाता है।फ्लोरोरेसिन के जनक, रॉय प्लैंक ने 1936 में संयुक्त राज्य अमेरिका के ड्यूपॉन्ट में फ़्रीऑन के विकल्प का अध्ययन करना शुरू किया। उन्होंने टेट्राफ्लुओरोएथिलीन का हिस्सा एकत्र किया और इसे स्टील की बोतलों में संग्रहीत किया, अगले दिन अगले प्रयोग की तैयारी की, लेकिन जब दबाव कम करने वाला वाल्व अगले दिन सिलेंडर खोला गया तो गैस ओवरफ्लो नहीं हुई।उन्हें लगा कि यह लीक हो रहा है, लेकिन जब सिलेंडर का वजन किया गया तो पता चला कि सिलेंडर का वजन कम नहीं हुआ है।उन्होंने स्टील की बोतल को देखा और बड़ी मात्रा में सफेद पाउडर पाया, जो पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (टेफ्लॉन) था।

PTFE को "प्लास्टिक का राजा" कहा जाता है।फ्लोरोरेसिन के जनक, रॉय प्लैंक ने 1936 में संयुक्त राज्य अमेरिका के ड्यूपॉन्ट में फ़्रीऑन के विकल्प का अध्ययन करना शुरू किया। उन्होंने टेट्राफ्लुओरोएथिलीन का हिस्सा एकत्र किया और इसे स्टील की बोतलों में संग्रहीत किया, अगले दिन अगले प्रयोग की तैयारी की, लेकिन जब दबाव कम करने वाला वाल्व अगले दिन सिलेंडर खोला गया तो गैस ओवरफ्लो नहीं हुई।उन्हें लगा कि यह लीक हो रहा है, लेकिन जब सिलेंडर का वजन किया गया तो पता चला कि सिलेंडर का वजन कम नहीं हुआ है।उन्होंने स्टील की बोतल को देखा और बड़ी मात्रा में सफेद पाउडर पाया, जो पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (टेफ्लॉन) था।

विशेषताएँ और गुण:

पीटीएफई के यांत्रिक गुण अपेक्षाकृत नरम हैं।PTFE में उत्कृष्ट प्रदर्शन गुणों की एक श्रृंखला है:

1. उच्च तापमान प्रतिरोध:200 ~ 260 डिग्री का दीर्घकालिक उपयोग तापमान;
2. कम तापमान प्रतिरोध:-100 डिग्री पर अभी भी नरम;
3. जंग प्रतिरोध:एक्वा रेजिया और सभी कार्बनिक सॉल्वैंट्स का प्रतिरोध;
4. मौसम प्रतिरोधक:प्लास्टिक में इष्टतम उम्र बढ़ने का जीवन;
5. उच्च स्नेहन:प्लास्टिक में घर्षण का न्यूनतम गुणांक (0.04);
6. गैर चिपचिपा:किसी पदार्थ से चिपके बिना ठोस पदार्थों में न्यूनतम सतह तनाव;
7. गैर विषैले:शारीरिक जड़ता और उत्कृष्ट विद्युत गुणों के साथ, यह एक आदर्श सी-क्लास इन्सुलेशन सामग्री है, अखबार की मोटी परत 1500V के उच्च वोल्टेज को रोक सकती है।यह बर्फ से भी अधिक चिकना है.

पीटीएफई का घर्षण गुणांक बहुत छोटा है, पॉलीथीन का केवल 1/5, जो पेरफ्लूरोकार्बन सतह की एक महत्वपूर्ण विशेषता है।और क्योंकि फ्लोरीन-कार्बन श्रृंखला का अंतर आणविक बल बेहद कम है, पीटीएफई चिपचिपा नहीं है।पीटीएफई -196 से 260 डिग्री सेल्सियस की विस्तृत तापमान सीमा में उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों को बनाए रखता है। पेरफ्लूरोकार्बन पॉलिमर की एक विशेषता यह है कि वे कम तापमान पर भंगुर नहीं होते हैं।PTFE का उच्च घनत्व 2.14-2.20g/cm है³, लगभग कोई जल अवशोषण नहीं, और संतुलन जल अवशोषण दर 0.01% से कम है।पीटीएफई एक विशिष्ट नरम और कमजोर बहुलक है।मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण बल छोटा है, और कठोरता, कठोरता और ताकत छोटी है।यह दीर्घकालिक तनाव के तहत ख़राब हो जाएगा।

प्रौद्योगिकी सिंहावलोकन

सस्पेंशन पोलीमराइजेशन:पोलीमराइज़ेशन केतली में, पानी को एक माध्यम के रूप में उपयोग किया जाता है, अमोनियम परसल्फेट को एक सर्जक के रूप में उपयोग किया जाता है, और पतला हाइड्रोक्लोरिक एसिड एक उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है, टेट्राफ्लुओरोएथिलीन को सफेद कणों को प्राप्त करने के लिए 0.5-2 एमपीए और 40-45 ℃ के दबाव पर पोलीमराइज़ किया जाता है, और मैश करने, पीसने और सुखाने के बाद विभिन्न कण आकारों के साथ पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन पाउडर प्राप्त करें।

फैलाव पोलीमराइजेशन:रेडॉक्स उत्प्रेरक के साथ पोलीमराइजेशन शुरू करने के लिए थोड़ी मात्रा में डिस्पर्सेंट (अमोनियम पेरफ्लूरूक्टानोएट) और स्टेबलाइजर (फ्लोरोकार्बन यौगिक) मिलाया जाता है।पॉलिमराइजेशन को उच्च दबाव और निम्न दबाव में विभाजित किया गया है।उच्च दबाव 2 एमपीए और 25 ℃ है, और निम्न दबाव 0.6-0.7 एमपीए और 0-38 ℃ है।एक पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन पोलीमराइजेशन समाधान फैलाव पोलीमराइजेशन द्वारा उत्पन्न होता है, और एक फैलाव राल जमावट, सुखाने और स्क्रीनिंग द्वारा प्राप्त किया जाता है। फैलाव पोलीमराइजेशन के माध्यम से, आयन मुक्त पानी और विभिन्न सहायक पदार्थों की कार्रवाई के तहत, एक सफेद इमल्शन बनता है।इमल्शन को एक सांद्रित केतली के माध्यम से वाष्पित किया जाता है और एक केंद्रित तरल, यानी एक फैला हुआ इमल्शन बनाने के लिए केंद्रित किया जाता है।

फैलाव राल में बेहतर प्रसंस्करण प्रदर्शन और उत्पाद प्रदर्शन होता है।पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन दुर्दम्य है और इसमें तरलता कम है।इसके कण आकार और कण आकार का पिघली हुई तरलता, इसके प्रसंस्करण गुणों और उत्पाद गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।निलंबित रेजिन और बिखरे हुए रेजिन की गुणवत्ता में अंतर उनके कण आकार, कण आकार वितरण और कण आकारिकी के कारण होता है।पहले में एक मिलीमीटर कण आकार होता है, जबकि बाद में एक सबमाइक्रोन आकार (250-350nm) होता है। निलंबित रेजिन को ढाला और संसाधित किया जा सकता है, लेकिन पेस्ट के रूप में बाहर नहीं निकाला जा सकता है, जबकि बिखरे हुए रेजिन का उपयोग पेस्ट बाहर निकालना के लिए किया जा सकता है।पीटीएफई फैलाने वाले रेजिन का आणविक भार और क्रिस्टलीयता आम तौर पर निलंबित रेजिन की तुलना में अधिक होती है, क्रिस्टलीयता 96-98% तक होती है, और झुकने वाली थकान का जीवन निलंबित रेजिन की तुलना में 2300 गुना अधिक होता है।

इमल्शन पोलीमराइजेशन द्वारा उत्पादित बिखरे हुए राल का कण आकार छोटा है, कण आकार वितरण उचित है, और कण आकारिकी नियंत्रणीय है, इसलिए अच्छे प्रसंस्करण प्रदर्शन और उत्पाद प्रदर्शन के साथ।

वर्तमान में, लगभग दो-तिहाई PTFE रेजिन निलंबन विधि द्वारा और एक तिहाई फैलाव विधि द्वारा उत्पादित किए जाते हैं।

2019 में, कुल 12 घरेलू पीटीएफई उत्पादन कंपनियां हैं जिनकी कुल क्षमता लगभग 140,000 टन/वर्ष है, जो वैश्विक उत्पादन क्षमता का 40% से अधिक है।हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चीन की PTFE उत्पादन क्षमता मुख्य रूप से इंजेक्शन मोल्डिंग ग्रेड मध्य और निम्न-अंत उत्पाद है।

चीन की PTFE उत्पादन क्षमता अपेक्षाकृत केंद्रित है।उद्योग की शीर्ष छह कंपनियों की कुल उत्पादन क्षमता का लगभग 83% हिस्सा है।उद्योग के अग्रणी डोंग्यू ग्रुप का बाजार हिस्सेदारी में लगभग एक-तिहाई हिस्सा है।

2019 में, यह अनुमान लगाया गया है कि घरेलू PTFE उत्पादन लगभग 90,000 टन है, मुख्य रूप से इंजेक्शन मोल्डिंग ग्रेड मध्य और निम्न-अंत उत्पादों में, और उच्च-अंत PTFE राल स्थानीयकरण दर बहुत कम है, जो आयात पर बहुत अधिक निर्भर है। चीन है पीटीएफई का शुद्ध निर्यातक।2004 में, चीन की PTFE निर्यात मात्रा आयात मात्रा से अधिक हो गई, और 2010 से 2012 तक इसकी क्षमता में काफी वृद्धि हुई, और इसकी निर्यात मात्रा साल दर साल बढ़ती गई।2010 में, चीन की पीटीएफई निर्यात मात्रा पहली बार 20,000 टन से अधिक हो गई और अब तक लगभग 20,000 टन प्रति वर्ष बनी हुई है। आयात मात्रा ने 5000-6000 टन का स्थिर पैमाना बनाए रखा है, जिसमें से 70-80% आयातित पीटीएफई अधिक है। -हाई-एंड पीटीएफई उत्पादों के लिए डाउनस्ट्रीम उद्योगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए प्रदर्शन संशोधित उत्पाद।वर्तमान में, चीन की हाई-एंड PTFE की आपूर्ति मुख्य रूप से विदेशी कंपनियों द्वारा की जाती हैDaikinजापान में ,Dupontसंयुक्त राज्य अमेरिका में।

5G के मुख्य अनुप्रयोग

5G संचार प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, संबंधित उच्च आवृत्ति और कम ढांकता हुआ सामग्री की मांग भी बढ़ रही है। फ्लोरीन सामग्री में उत्कृष्ट इन्सुलेशन होता है और उच्च आवृत्ति रेडियो तरंगों द्वारा आसानी से हस्तक्षेप नहीं किया जाता है।फ़्लोरोपॉलीमर में उच्च आवृत्ति स्थितियों के तहत अच्छे कम ढांकता हुआ गुण और कम हानि कारक होते हैं।वे डेटा केंद्रों, सिग्नल ट्रांसमिशन टावरों और व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए अल्ट्रा-उच्च आवृत्तियों और उच्च गति प्रदर्शन प्रदान कर सकते हैं।इसलिए, 5G की तेजी के साथ, उच्च प्रदर्शन वाले फ्लोरोपॉलीमर की बाजार मांग भी बढ़ रही है।

मुख्य अनुप्रयोग 5G संचार हाई-स्पीड केबल, सेमीकंडक्टर, पीसीबी और एंटीना घटक हैं।

उच्च आवृत्ति और उच्च गति केबल

टेफ्लॉन रेज़िन केबल इन्सुलेशन घटकों और जैकेटों के विद्युत प्रदर्शन में सुधार करता है और उन्हें बेजोड़ अग्नि सुरक्षा प्रदान करता है।ये विशेषताएँ स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क (LAN), डेटा केंद्रों और अन्य उच्च-प्रदर्शन दूरसंचार अनुप्रयोगों के लिए वायरिंग सिस्टम (जैसे हाई-स्पीड केबल) के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं।इसलिए, फ़्लोरोपॉलीमर का उपयोग कई कार्यों, बड़े डेटा ट्रांसमिशन वॉल्यूम और उच्च परिभाषा के साथ उच्च-आवृत्ति ट्रांसमिशन लाइनों पर किया जाएगा।

सेमीकंडक्टर निर्माण

5G सेमीकंडक्टर उद्योग के विकास को प्रभावित कर रहा है और उद्योग की जरूरतों को बदल रहा है।PTFE पॉलिमर सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रियाओं में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

पीसीबी और एंटीना घटक

5जी युग में, मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) उच्च प्रदर्शन वाले फ्लोरोपॉलीमर सामग्रियों पर अत्यधिक निर्भर होंगे, जो 5जी ट्रांसमिशन की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं।पीटीएफई का उपयोग उच्च-आवृत्ति कनेक्शन प्राप्त करने के लिए पीसीबी और एंटीना सिस्टम में प्रीप्रेग घटकों के लिए किया जाता है।