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聚四氟乙烯材料介绍 [复制链接]

周齐浦 594 1
周齐浦
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本话题最后由 作者 于 2022-02-17 09:47 编辑
     聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,简写为PTFE),一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系数极低,所以可作润滑作用之余,亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。
物理性质
聚四氟乙烯被称“塑料王”,氟树脂之父罗伊·普朗克特1936 年在美国杜邦公司开始研究氟利昂的代用品,他们收集了部分四氟乙烯储存于钢瓶中,准备第二天进行下一步的实验,可是当第二天打开钢瓶减压阀后,却没有气体溢出,他们以为是漏气,可是将钢瓶称量时,发现钢瓶并没有减重。他们锯开了钢瓶,发现了大量的白色粉末,这是聚四氟乙烯。
他们研究发现聚四氟乙烯性质优良,可以用于原子弹、炮弹等的防熔密封垫圈,因此美国军方将该技术在二战期间一直保密。直到二战结束后,才解密,并于1946年实现工业化生产聚四氟乙烯。
中文商品名“特氟隆”(teflon)、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物,其结构简式为 -[-CF2-CF2-]n- ,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性,是当今世界上耐腐蚀性能佳材料之一,除熔融碱金属、三氟化氯、五氟化氯和液氟外,能耐其它一切化学药品,在王水中煮沸也不起变化 ,广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的场合。有密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力、耐温优异(能在正250℃至负180℃的温度下长期工作)。聚四氟乙烯本身对人没有毒性。
使用温度 -190~250℃,允许骤冷骤热,或冷热交替操作。 
压力 -0.1~6.4Mpa(全负压至64kgf/cm2)(Full vacuum to 64kgf/cm2)
它的产生解决了化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片. 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀的特点,它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
优点
耐高温——使用工作温度达250℃。
耐低温——具有良好的机械韧性;即使温度下降到-196℃,也可保持5%的伸长率。
耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂,表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。
耐气候——有塑料中佳的老化寿命。
高润滑——是固体材料中摩擦系数低者。
不粘附——是固体材料中小的表面张力,不粘附任何物质。
无毒害——具有生理惰性,作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。
电绝缘性——可以抵抗1500伏高压电。
聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在10^4数量级,而聚乙烯仅在10^3)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较碳稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。
不足
1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在长时间连续载荷作用下发生的塑性变形(蠕变),这给它的应用带来一定的限制。如当PTFE用作密封垫时,为密封严密而把螺栓拧得很紧,以致超过特定的压缩应力时,会使垫圈产生“冷流”(蠕变)而被压扁。这些缺点可通过加入适当的填料及改进零件结构等方法来克服。
2、PTFE具有突出的不粘性,限制了其工业上的应用。它是极好的防粘材料,这种性能又使它与其他物件的表面粘合极为困难。
3、PTFE的线膨胀系数为钢的10~20倍,比多数塑料大,其线膨胀系数随着温度的变化而发生很不规律的变化。在应用PTFE时,如果对这方面性能注意不够,很容易造成损失。

化学性质

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耐大气老化性:耐辐照性能和较低的渗透性:长期暴露于大气中,表面及性能保持不变。
不燃性:限氧指数在90以下。
耐酸碱性:不溶于强酸强碱有机溶剂(包括魔酸,即氟锑磺酸)。
氧化性:能耐强氧化剂的腐蚀。
酸碱性:呈中性
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