聚四氟乙烯( 二 ) _生活百科

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聚四氟乙烯薄膜如今，各类塑胶王製品已在化工、机械、电子、电器、军工、航天、环保和桥樑等国民经济领域中起到了举足轻重的作用。聚四氟乙烯(PTFE)使用条件行业化工、石化、炼油、氯硷、制酸、磷肥、製药、农药、化纤、染化、焦化、煤气、有机合成、有色冶炼、钢铁、原子能及高分子过滤材料、高纯产品生产（如离子膜电解），粘稠物料输送与操作，卫生要求高度严格的食品、饮料等加工生产部门。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、能耐强酸强硷、水和各种有机溶剂。

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聚四氟乙烯管耐气候——有塑胶中最佳的老化寿命。高润滑——是固体材料中摩擦係数最低者。不粘附——是固体材料中最小的表面张力，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。

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不足1、聚四氟乙烯具有“冷流性” 。即材料製品在长时间连续载荷作用下发生的塑性变形(蠕变)，这给它的套用带来一定的限制。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，限制了其工业上的套用。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的线膨胀係数为钢的10~20倍，比多数塑胶大，其线膨胀係数随着温度的变化而发生很不规律的变化。在套用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。耐酸硷性：不溶于强酸、强硷和有机溶剂（包括魔酸，即氟锑磺酸）。抗氧化性：能耐强氧化剂的腐蚀。酸硷性：呈中性。

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图片原料性能密度：2.1–2.3 g/cm3；聚四氟乙烯的机械性质较软。具有非常低的表面能。聚四氟乙烯(F4，PTFE)具有一系列优良的使用性能：耐高温—长期使用温度200~260度，耐低温—在-100度时仍柔软；耐腐蚀—能耐王水和一切有机溶剂；耐气候—塑胶中最佳的老化寿命；高润滑—具有塑胶中最小的摩擦係数（0.04）；不粘性—具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒害—具有生理惰性；优异的电气性能，是理想的C级绝缘材料，报纸厚的一层就能阻挡1500V的高压；比冰还要光滑。聚四氟乙烯材料，广泛套用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。产品：聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、车削板材。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE 。结构式为：CF3(CF2CF2)nCF3 。20世纪30年代末期发现，40年代投入工业生产。性质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。虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ 。所以在高温裂解时，聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率（%）每小时分别为1×10-4．4×10-3和9×10-2 。可见，聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等，所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。力学性能它的摩擦係数极小，仅为聚乙烯的1/5，这是全氟碳表面的重要特徵。又由于氟-碳链分子间作用力极低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。聚四氟乙烯在-196～260℃的较广温度範围内均保持优良的力学性能，全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。PTFE密度较大，为2. 14一2. 20g/cm3，几乎不吸水，平衡吸水率小于0. 01% 。聚四氟乙烯是典型的软而弱聚合物，大分子间的相互引力较小，刚度、硬度、强度都较小，在应力长期作用下会变形。聚四氟乙烯受载时容易出现蠕变现象，是典型的具有冷流性的塑胶。PTFE的蠕变随压缩应力、温度和结晶度的不同而异，温度越高则蠕变越大。PTFE的结晶度在55%一80%之间，蠕变数不超过2%;当结晶度在55%以下和80%以上时，蠕变数迅速增大。聚四氟乙烯力学性能方面优异的特性是摩擦因数小，在0. 01一0. 10之间，在现有塑胶材料，乃至所有工程材料中最小。PTFE的摩擦因数随滑动速率的增大而增大，当线速度达到0. 5一1. 0m/s以上时趋于稳定;而且静摩擦因数小于动摩擦因数，将这种特性用于轴承製造，可减小其起动阻力，使之从起动到运转都十分平稳。PTFE的摩擦因数随随载荷增加而减小，当载荷达到0. 8 MPa以上时趋于恆定。在高速、高载荷下，PTFE的摩擦因数低于0. 01 。从超低温到PTFE熔点，其摩擦因数几乎不变，只有在表面温度高于熔点时，摩擦因数为才急剧增大。由于分子间引力小，PTFE的硬度低，易被其他材料磨损。但是，只要对磨材料表面粗糙度合适，可在相当程度上降低PTEF的磨损量。耐候性聚四氟乙烯具有极高的耐化学腐蚀性能，例如在浓硫酸、硝酸、盐酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均无变化，也几乎不溶于绝大多数的溶剂，只在300℃以上稍溶于全烷烃（约0.1g/100g）。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，所以具有优异的耐候性。值得注意的是，聚四氟乙烯不能耐受极强的还原氛围熔融的硷金属，氨硷溶液（硷金属溶于液氨），某些氟化物（如TFA），萘钠盐等均可以迅速腐蚀聚四氟乙烯製品电性能聚四氟乙烯在较宽频率範围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。耐辐射性能聚四氟乙烯的耐辐射性能较差（104拉德），受高能辐射后引起降解，高分子的电性能和力学性能均明显下降。聚合聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。聚合一般在40～80℃，3～26千克力/厘米2压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ 。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。膨胀係数（25～250℃）10～12×10-5/℃套用聚四氟乙烯可採用压缩或挤出加工成型；也可製成水分散液，用于涂层、浸渍或製成纤维。聚四氟乙烯在原子能、国防、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、金属表面处理、製药、医疗、纺织、食品、冶金冶炼等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料，绝缘材料，防粘涂层等，使之成为不可取代的产品。聚四氟乙烯具有杰出的优良综合性能，耐高温，耐腐蚀、不粘、自润滑、优良的介电性能、很低的摩擦係数。用作工程塑胶，可製成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等，一般套用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。在PTFE中加入任何可以承受PTFE烧结温度的填充剂，机械性能可获得大大的改善，同时保持PTFE其它优良性能。填充的品种有玻璃纤维、金属、金属化氧化物、石墨、二硫化钼、碳纤维、聚醯亚胺、EKONOL…等，耐磨耗、极限PV值可提高1000倍。聚四氟乙烯管材选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂经柱塞挤压加工製成。在已知塑胶中聚四氟乙烯具有最好的耐化学腐蚀性能及介电性能。聚四氟乙烯编织盘根是一种良好的动密封材料，是由膨体聚四氯乙烯带条编织而成，具有低摩擦係数、耐磨、耐化学腐蚀、密封性良好、不水解、不变硬等优良性能。用于各种介质中工作的衬垫密封件和润滑材料，以及在各种频率下使用的电绝缘件、电容器介质、导线绝缘、电器仪表绝缘等。聚四氟乙烯薄膜适用于作电容器介质、特种电缆的绝缘层、导线绝缘、电器仪表绝缘及密封衬垫，还可做不粘带、密封带、脱模、密封圈等。此外，生活中用的不粘锅的内衬也使用聚四氟乙烯製作的，就是利用了聚四氟乙烯耐高温，不粘的特点。