关于聚四氟乙烯的综述
聚四氟乙烯材质标准

聚四氟乙烯材质
聚四氟乙烯材质标准
1.化学成分
聚四氟乙烯(PTFE)是一种高分子聚合物,由四氟乙烯(TFE)单体通过聚合反应形成。
在聚合过程中,可能添加其他氟代单体或非氟代单体以改变其物理和化学性能。
2.物理性能
聚四氟乙烯具有极高的耐热性,可在260℃下长期使用,且具有优良的耐低温性,在-196℃下不会脆化。
PTFE是一种无毒无味且难燃的物质,具有很高的抗紫外线稳定性。
3.热性能
聚四氟乙烯的热稳定性主要表现在其抗热氧化性能和高温下的稳定性。
在高温下,PTFE的分解温度超过400℃,即使在高温下,它的强度和模量也不会显著降低。
4.力学性能
聚四氟乙烯具有优良的力学性能,如高强度、高模量、低摩擦系数等。
它的摩擦系数是所有固体材料中最低的,具有自润滑特性。
5.耐腐蚀性
聚四氟乙烯具有极高的耐化学腐蚀性,能抵抗大多数酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。
6.电性能
聚四氟乙烯在常温下的电绝缘性能很好,介电常数很低,在高温和频率变化时仍能保持良好的绝缘性能。
但聚四氟乙烯容易产生静电,集聚的静电可能会引发火花。
7.环境适应性
聚四氟乙烯在常温下具有优异的耐候性和化学稳定性,能够在恶劣的环境中保持性能的稳定性。
但是聚四氟乙烯不推荐用于暴露于紫外线和含有高能辐射的场合。
8.安全性能
聚四氟乙烯本身无毒,但在高温下可能与某些物质发生反应生成有毒物质。
此外,聚四氟乙烯在高温下可能释放出有毒气体。
因此,在使用聚四氟乙烯时应注意安全问题。
聚四氟乙烯特点及应用

聚四氟乙烯特点及应用聚四氟乙烯是一种具有独特特点和广泛应用的材料。
以下是关于聚四氟乙烯的特点及应用的详细介绍。
特点:1. 耐腐蚀性:聚四氟乙烯在大多数化学物质中都具有极高的耐腐蚀性。
它可以耐受强酸、强碱、有机溶剂和许多氧化剂的侵蚀,使其成为化工行业及实验室中广泛使用的材料。
2. 高温稳定性:聚四氟乙烯的熔点较高,为327摄氏度,且可在高温下长时间使用。
它能耐受高达260摄氏度的温度,且在低温下也能保持良好的性能,使得该材料在极端的温度环境下仍能有效运作。
3. 低摩擦系数:聚四氟乙烯是一种低摩擦材料,其摩擦系数仅为0.05-0.08。
这使得它具有优异的自润滑性,能有效减少机械设备的磨损和能量损失。
4. 不粘性:聚四氟乙烯具有良好的不粘性,几乎没有与其表面接触后会附着的物质。
这使得其在食品加工、医疗器械和粉末涂料等领域得到广泛应用。
5. 电绝缘性:聚四氟乙烯是一种优异的电绝缘材料,具有较高的介电强度和体积电阻率。
它能在高频率下保持稳定的电性能,因此广泛应用于电子器件和电气设备中。
应用:1. 化学工业:由于聚四氟乙烯的耐腐蚀性和高温稳定性,它常被用于制造化工设备,例如泵、阀门、储罐和管道等。
它可以应对多种强酸、强碱和有机溶剂的侵蚀,保持设备的安全性和稳定性。
2. 食品加工:聚四氟乙烯的不粘性和耐高温性使其成为食品加工行业中常用的材料。
例如,它被用于制作不粘锅、面包机、烤箱衬板等,可以有效减少食物烧焦和附着于烹饪设备上的可能性。
3. 医疗器械:由于聚四氟乙烯的良好生物相容性和不粘性,它被广泛应用于医疗器械制造中。
例如,它被用于制作导管、人工心脏血管、人工关节等,可以减少医疗器械与组织之间的摩擦和感染的可能性。
4. 电子器件:聚四氟乙烯具有良好的电绝缘性能,因此常被用于制造电子器件。
例如,它被用作电子绝缘材料、线缆绝缘层、电容器和变压器绝缘片等。
5. 汽车工业:聚四氟乙烯的低摩擦系数和耐磨性使其在汽车制造中得到广泛应用。
2024年聚四氟乙烯(PTFE)市场调查报告

2024年聚四氟乙烯(PTFE)市场调查报告引言聚四氟乙烯(PTFE)是一种高性能聚合物材料,具有优异的化学稳定性、热稳定性和电绝缘性能。
它广泛应用于各个领域,包括化学工业、电子行业、医疗器械等。
本报告旨在对聚四氟乙烯市场进行调查和分析,以便了解市场现状、趋势和发展机会。
市场概述聚四氟乙烯市场自20世纪50年代开始发展,并迅速增长。
目前,全球聚四氟乙烯市场规模达到数十亿美元,预计在未来几年内将保持较快增长。
聚四氟乙烯作为一种高性能材料,在众多行业有广泛的应用。
市场应用1. 化学工业聚四氟乙烯在化学工业中应用广泛,主要用于制作管道、阀门、泵和密封件等设备,以抵抗强酸、强碱等腐蚀介质的侵蚀。
其在化学反应器和储罐中的应用也越来越多。
2. 电子行业聚四氟乙烯在电子行业中被广泛应用于电线电缆的绝缘层和导电线的保护套管。
它的优异电绝缘性能和高温稳定性能使得它成为电子元器件中的重要材料。
3. 医疗器械由于聚四氟乙烯具有生物相容性和化学稳定性,它在医疗器械领域也有广泛的应用。
例如,聚四氟乙烯被用于制作手术器械、导管、人工血管等,用于医疗设备和假体的制造。
市场竞争格局目前,全球聚四氟乙烯市场竞争激烈,主要的市场参与者包括Dupont、Daikin、3M等知名公司。
这些公司在技术研发、产品质量和市场份额等方面具有优势,并拥有广泛的客户网络。
市场发展机会随着工业技术的不断进步和新型应用的涌现,聚四氟乙烯市场面临着巨大的发展机会。
以下是几个可能的市场发展方向:1.高性能材料替代品:随着技术的进步,可能会有新型材料出现,替代聚四氟乙烯在某些领域的应用。
2.创新应用领域:聚四氟乙烯在新兴领域如新能源、汽车电子等方面的应用潜力巨大,这将为市场带来新的增长点。
3.国内市场发展:中国作为全球最大的制造业国家,对聚四氟乙烯市场有巨大的需求,因此国内市场的开拓和发展将带动市场整体增长。
结论聚四氟乙烯市场正处于快速增长阶段,其广泛的应用和潜在的发展机会使得该市场具有吸引力。
聚四氟乙烯的优缺点

聚四氟乙烯的优缺点优点:1.优异的耐高温性能:PTFE具有极高的耐高温性能,可以在-200℃至+260℃的温度范围内持续工作,能够满足许多高温工作环境的需要。
2.良好的化学惰性:PTFE具有出色的化学惰性,能够抵御酸、碱等许多化学物质的腐蚀,使其在许多化学工艺中得到广泛应用。
3.优良的电绝缘性能:由于PTFE本身分子结构稳定,且电阻率高,导电性极低,使其成为理想的电绝缘材料,广泛应用于电子元器件和绝缘材料领域。
4.良好的摩擦耐磨性:PTFE具有低摩擦系数和良好的耐磨性,使其成为理想的润滑材料,能够在高速、高温和高压条件下稳定工作。
5.高拉伸强度:PTFE的拉伸强度较高,可以用于承受较大载荷的工程结构。
缺点:1.高成本:PTFE的生产工艺复杂,原材料成本较高,导致其价格相对较高,限制了其在一些领域的广泛应用。
2.加工性差:PTFE具有较高的熔点和较低的热导率,且流动性较差。
在加工过程中需要使用特殊的设备和工艺,加工性较差,限制了其应用范围。
3.容易渗透:PTFE材料本身孔隙较多,容易渗透液体和气体。
在一些应用中,这可能会导致材料的失效。
4.强力机械性能差:虽然PTFE的拉伸强度较高,但其弯曲强度和冲击强度较低。
在一些载荷较大的工程结构中,可能需要采取增加材料厚度或设计结构等方式来弥补这一缺点。
总结:聚四氟乙烯是一种重要的高性能工程塑料,具有优异的耐温性能、化学惰性和电绝缘性能。
它还具有较好的摩擦耐磨性和拉伸强度。
然而,PTFE的生产成本较高,加工性差,容易渗透液体和气体,并且在弯曲和冲击强度方面较弱。
因此,在使用聚四氟乙烯时,需要综合考虑其优点和缺点,选择适合的使用场景和工艺,以获得最佳的使用效果。
聚四氟乙烯性能全参数

聚四氟乙烯性能全参数
1.物理性能:
2.化学稳定性:
PTFE具有卓越的化学稳定性,几乎耐所有化学品的侵蚀,包括酸、碱、有机溶剂和氧化剂等。
它在常温下可以长期保持稳定且不腐蚀。
3.热稳定性:
PTFE的热稳定性极好,能够在-200℃至+260℃的温度范围内保持良好的物理和化学性能,并且在长时间高温下也能维持较高的强度。
它的熔点很高,在327℃左右。
4.电绝缘性:
PTFE是一种优异的电绝缘材料,具有良好的电绝缘性能,其表面电阻率高达1018-1020欧姆/cm。
PTFE可用于制作绝缘材料、电缆覆盖物和电子元件等。
5.高温特性:
PTFE具有优良的高温稳定性,能够在高温环境下保持其物理、机械性能和绝缘性能。
PTFE材料在高温下不会软化、脆化或分解,能够长期承受高温环境的作用。
6.水蒸气渗透性:
PTFE的水蒸气渗透性非常低,可用作防水、防潮材料。
PTFE的独特结构使其能够有效阻止水分、水蒸气的渗透,具有良好的防水性能。
7.机械性能:
PTFE具有较低的摩擦系数、良好的耐磨性和高强度。
它的抗拉强度约为15-30MPa,断裂伸长率为200-450%。
PTFE材料的机械性能可以通过填充剂的添加进行改善,在一定程度上降低其摩擦系数,并提高其强度和硬度。
综上所述,聚四氟乙烯具有低摩擦系数、优异的化学稳定性、高热稳定性、优良的电绝缘性、良好的高温特性、低水蒸气渗透性和较低的表面张力等特性。
这些特点使得PTFE广泛应用于不同领域,如化工、电子、机械、医疗、航空航天等。
聚四氟乙烯在医疗方面的应用科技文献综述10页

聚四氟乙烯在医疗方面的应用Teflon used in health care姓名:班级:学号:聚四氟乙烯在医疗方面的应用摘要:近代医疗方面广泛使用各种各样的聚合物制品。
这些制品不仅用于人体,与人体内组织相接触,也用于医疗领域的各种设备。
近年来聚合物大大排挤和替代了金属及其他材料在医疗领域的应用。
关键词:膨体聚四氟乙烯补片;植入材料;鼻整形;生物材料,医用材料,医用高分子Teflon used in health careAbstract Widely used in modern medical treatment of various polymer articles. These products not only for the body, in contact with the human body tissue, but also for a variety of devices in the medical field. In recent years, polymer greatly marginalized and alternative metal and other materials used in the medical field.Key words Expanded polytetrafluoroethylene mesh;Implant material;Rhinoplasty;Biological materials,Medical materials,Medical polymer前言膨体聚四氟乙烯(EPTFE)具有独特的结构和性能,生物相容性良好,非常适合作脏器修补材料和整形外科材料。
而且随着医学的进步,各种高难度手术的普及和人们生活水平的提高,对其需求量越来越大,但目前所用EPTFE产品多依赖进口,且价格昂贵,给病人带来很大的经济负担。
因此研制出与进口产品性能相当EPTFE材料不仅具有重要的理论意义,而且会产生明显的经济效益。
聚四氟乙烯(PTFE)以其优异的耐高低温性能和化学稳定性资料
聚四氟乙烯(PTFE)以其优异的耐高低温性能和化学稳定性、很好的电绝缘性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自润滑性,已在化工、石油、纺织、电子电气、医疗、机械等领域获得了广泛应用。
氟塑料中聚四氟乙烯(PTFE)的消耗量最大,用途最广,是氟塑料中的一个重要品种。
PTFE具有优异的耐高低温性能和化学稳定性、很好的电绝缘性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自润滑性,有“塑料王”之美称。
该材料最早是为国防和尖端技术需要而开发的,而后逐渐推广到民用,其用途涉及航空航天和民用的许多方面,目前在其应用领域已成为不可或缺的材料。
PTFE的性能特点PTFE是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物,是一种类似于PE的透明或不透明的蜡状物,其密度为2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。
它的化学结构与PE相似,只是聚乙烯中的全部氢原子都被氟原子所取代。
由于C-F键键能高,性能稳定,因而其耐化学腐蚀性极佳,能够承受除了熔融的碱金属、氟化介质以及高于300℃的氢氧化钠之外的所有强酸(包括王水),以及强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用;PTFE分子中F原子对称,C-F键中两种元素以共价键结合,分子中没有游离的电子,使整个分子呈中性,因此它具有优良的介电性能,而且其电绝缘性不受环境及频率的影响。
它的体积电阻大于1017健?m,介电损耗小,击穿电压高、耐电弧性好,能在250℃的电气环境下长期工作;因PTFE分子结构中没有氢键,结构对称,所以它的结晶度很高(一般结晶度为55%~75%,有时高达94%),使PTFE耐热性能极好,其熔融温度为324℃,分解温度为415℃,最高使用温度为250℃,脆化温度为-190℃,热变形温度(0.46MPa条件下)为120℃。
PTFE的力学性能良好,其拉伸强度为21~28MPa,弯曲强度为11~14MPa,伸长率为250%~300%,对钢的动静摩擦系数均为0.04,比尼龙、聚甲醛、聚酯塑料的摩擦系数都小。
聚四氟乙烯的性能与作用
聚四氟乙烯的性能与作用PTFE具有许多独特的物理性能,如低摩擦系数、无粘性、无毒、透明度高、抗腐蚀性好等。
由于其低摩擦系数,PTFE常用于制造高性能轴承、密封件和润滑材料。
它的无粘性和高透明度使其在食品加工、医疗器械和电子行业中得到广泛应用。
此外,PTFE还具有很好的耐磨性和强度,能够承受较大的冲击力,因此在制造机械零件、密封圈和耐磨件上也有广泛的应用。
在化学性能方面,PTFE是一种惰性材料,对大多数化学物质都具有很强的抗腐蚀性。
它可以耐受酸、碱、有机溶剂和高温等恶劣环境,因此在化学工业中用于制造化学容器、管道、阀门等设备。
此外,PTFE具有低吸水性,可以在潮湿环境下保持稳定的性能。
PTFE的热稳定性也是其重要的性能之一、它可以在-200℃至260℃的温度范围内保持稳定的性能,同时,在高温下也不易变形或熔化。
因此,PTFE常用于制造高温设备、电线电缆绝缘层和密封材料等。
PTFE在工业和日常生活中有广泛的应用。
首先,在机械制造行业中,PTFE常用于制造轴承、密封圈、活塞环和管道等零部件。
其次,在化学工业中,PTFE被广泛应用于制造化学容器、管道、阀门和泵等设备。
此外,在食品加工和医疗器械行业中,PTFE用于制造烹饪用具、食品容器和手术器械等。
另外,PTFE也常用于电子行业,用于制造电线电缆绝缘层、高频线圈和射频连接器等。
总之,聚四氟乙烯(PTFE)具有独特的物理性能、化学性能和热稳定性,使其在各个工业领域都有广泛的应用。
它在降低摩擦、延长使用寿命、提高工作效率等方面发挥了重要作用,并且在制造高性能、耐腐蚀、高温设备上有着独特的优势。
未来,随着科学技术的进步,PTFE的性能和应用领域将进一步扩大和丰富。
聚四氟乙烯用途
一、聚四氟乙烯简介聚四氟乙烯(简写为PTFE),别名铁氟龙,俗称“塑料王”,是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物,化学式为(C2F4)n,耐热、耐寒性优良,可在-80~260ºC长期使用。
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。
二、聚四氟乙烯性能聚四氟乙烯是一种热塑性聚合物,在室温下为白色固体,密度约为2200 kg/m3。
根据科慕的数据,它的熔点是600K(327°C;620°F)。
它在低至5K(-268.15℃;-450.67℉)的低温下保持高强度、韧性和自润滑性;在194K(-79℃;-110℉)以上的温度下具有良好的柔韧性。
聚四氟乙烯和所有碳氟化合物一样,从碳氟键的聚合效应中展示出其性能。
已知影响这些碳氟键的唯一化学物质是高活性金属,如碱金属,在较高温度下还有铝和镁等金属,氟化物如二氟化氙和氟化钴。
三、聚四氟乙烯PTFE应用分类型材:棒、管、板、胚料、建筑帐篷膜、拉伸多孔膜等。
比如丹凯可以供应PTFE管、PTFE板等。
改性:添加在其他塑料中,增加塑料的润滑性,降低摩擦防腐蚀用途:化工容器、管道内衬,波纹伸缩管,接头,喷嘴,搅拌器,阀门及泵的主要部件,过滤材料,生料带,发电机定子和转子引水管,浸渍玻璃纤维布,金属涂层;密封用途:夹层垫片,坐料带,弹性密封带,轴、活塞杆、阀门、涡轮泵内密封件;绝缘用途:电池粘结剂,热电偶的护套,高频、超高频通讯设备,雷达的微波绝缘材料,印刷线路基板及马达、变压器(含气体变压器)绝缘材料,空调、电子炉、各种加热器,电缆线缆绝缘;防粘用途:厨房用锅,烘面包的烤模,冷冻食品储存托盘,电熨斗托底,复印机夹辊;耐温用途:如微波炉的连轴器、滚轮,制冷机、空调、制氧机、压缩机的耐温配件;医疗用途:人体代用动脉、静脉血管、心脏膜,内窥镜、钳导管,气管,其他管、瓶、滤布等医疗器材;耐磨用途:无油轴承、滑动垫,活塞环、流水线设备部件传送带四、聚四氟乙烯创新应用层状α–磷酸锆改性聚四氟乙烯摩擦磨损性能聚四氟乙烯(PTFE)具有优异的自润滑性能,摩擦因数低,是滑动摩擦零件中重要的减摩基体材料,但PTFE材料存在耐磨性差、硬度和强度低等缺点,限制了其在很多领域的发展和应用。
聚四氟乙烯材料特点
聚四氟乙烯材料特点聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)是一种重要的高分子材料,具有许多独特的特点和广泛的应用领域。
本文将详细介绍聚四氟乙烯材料的特点。
1. 物理性质•低摩擦系数:聚四氟乙烯具有极低的摩擦系数,是目前已知最低的固体材料之一。
这使得它在润滑领域有着广泛应用,例如制造轴承、密封件等。
•高化学稳定性:PTFE具有出色的耐化学腐蚀性能,能够在广泛的酸、碱等腐蚀介质中长期稳定使用。
它对大多数化学品都表现出良好的抗腐蚀性,因此被广泛应用于化工、电子、医药等领域。
•低表面能:聚四氟乙烯表面能非常低,使其具有优异的防粘附性和易清洁性。
这使得PTFE在食品加工、涂料、纸张等行业中得到广泛应用。
•低温性能:PTFE具有良好的低温性能,可在极低温度下仍保持较高的韧性和强度。
它可以在-196℃至260℃的温度范围内长期使用,因此被广泛应用于冷冻食品、超导技术等领域。
2. 结构特点•线性高分子结构:聚四氟乙烯由四氟乙烯单体通过聚合反应形成,其分子结构呈线性链状。
这种线性结构使得PTFE具有一定的柔韧性和延展性。
•碳氟键:PTFE分子中的碳与氟通过共价键相连,这种碳氟键是非常稳定且强大的化学键,赋予了PTFE优异的耐化学腐蚀性和热稳定性。
•高度晶型结构:聚四氟乙烯具有高度晶型结构,这使得它具有较高的硬度和刚性。
这种晶型结构也使得PTFE具有较低的断裂伸长率。
3. 应用领域•电气绝缘材料:PTFE具有优异的电绝缘性能,可以在高温、高压的环境下长期稳定工作。
它广泛应用于电子元器件、电线电缆等领域。
•密封材料:由于聚四氟乙烯具有出色的耐腐蚀性和防粘附性,它被广泛应用于制造密封件,如垫片、填料等。
•润滑材料:PTFE的低摩擦系数使其成为理想的润滑材料。
它可以用于制造轴承、齿轮、导轨等零部件,减少摩擦损耗,并提高机械设备的效率和寿命。
•食品加工:聚四氟乙烯具有优异的防粘附性和耐化学腐蚀性,被广泛应用于食品加工行业。
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关于聚四氟乙烯的综述蔡炜梁(08330020)(中山大学化学与化学工程学院,化工专业,广州,510275)摘要本文主要介绍聚四氟乙烯(PTFE)的发展和制备原理,以及各种制备方法的特点的比较,同时主要介绍聚四氟乙烯材料的性能和应用,展望其发展前景。
聚四氟乙烯作为一种功能性塑料,在众多材料里拥有许多优异的性能,包括优良的化学稳定性和耐腐蚀性,很好的电绝缘性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自润滑性,对人体无毒性,已在化工、石油、纺织、电子电气、医疗、机械等领域获得了广泛应用。
关键词聚四氟乙烯性能应用“塑料王”Abstract This article is about the preparation and development of the Poly tetra fluoro ethylene (PTFE), and the comparison among the characteristics of several preparations. At the same time we introduce the performances and the applications of the PTFE. It has a broad prospect. As one kind of functionality plastic, PTFE has many excellent performances, including excellent chemistry stability and bear causticity, electricity insulates function, no adherent, weather resistance, incombustibility and excellent self-lubricity. PTFE is not poisonous to human body and it has already acquired an extensive application in many realms, such as chemical engineering, petroleum, spinning, electronics electricity, medical treatment and machine. Keywords PTFE, performance, application, the king of the plastics1.引言随着社会文明的进步和科学技术的发展,材料化学学科也在日新月异地发展,许多新型的无机材料越来越多地被使用在日常生活中。
聚四氟乙烯作为一种新型的无机非金属材料,在人们的生活和生产实践中起着举足轻重的作用。
四氟乙烯的发现首先是被用于冰箱的制冷剂,杜邦公司(Do Pont)的研究员Plunkett 在研制四氟乙烯时意外得到的。
1938年4月6日,Plunkett和他的助手首次从装有TFE的钢瓶中得到了粉末状的聚四氟乙烯(PTFE),引起杜邦公司的重视,并探索其聚合条件及材料的性能和应用前景。
在第二次世界大战中,PTFE以其优异的性能被列为军需品,同时其专利也被保护起来。
直到1946年JAC才报导了杜邦公司在聚四氟乙烯的研究工作,同时美国专利局批准了多项专利。
聚四氟乙烯的性能特点主要有耐高低温性、耐化学腐蚀和耐候性、摩擦系数低、优异的电气绝缘性、自润滑性和非粘附性等众多优良品质,因此聚四氟乙烯被用于防腐材料、无油润滑材料、电子设备的高级介质材料、医学材料、防粘材料等。
虽然PTFE材料具有其它材料无法替代的优异性能,但是本身也存在着一定的缺点,例如:难熔融加工性、难焊接性和冷流性。
随着材料应用技术的不断发展,这些缺点正在逐渐被克服,从而使它在石油化工、电子、医学、光学等多种领域的应用前景更加广阔。
2.聚四氟乙烯的制备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 Kg f/cm2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。
聚四氟乙烯的聚合方法包括本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合( 亦称分散聚合) 等,工业生产中主要采用悬浮聚合和乳液聚合。
2.1.悬浮聚合悬浮聚合PTFE的加工方法基本步骤包括预成型、烧结和冷却三部分。
预成型是将粉末状PTFE树脂压成具有一定形状的预成品;烧结是将预成品加热至树脂熔点使树脂粒子密集为均相结构;冷却是在一定的冷却速度下降温以获取一定形状的聚四氟乙烯材料。
(1)PTFE挤压成型工艺。
挤压成型是将聚四氟乙烯树脂加入挤压机的料腔中加压,挤入口模使它形成密实的管材、棒材等制品,然后经烧结、冷却制成具有一定规格的产品,挤压成型的特点在于可连续成型,是模压成型工艺的连续化。
(2)PTFE等压成型。
等压成型又称为液压成型,用于制造体积较大的PTFE的套筒、贮槽、半球壳体、大圆板、塔柱、圆管和用于切削大张薄板的大毛坯、方坯等,也可制造整体的内衬PTFE复合结构的三通弯头、导流管等形状复杂的制品。
PTFE等压成型具有设备简单、投产快、模具结构简单操作方便、制品受压均匀、质量好、节约树脂等特点。
(3)PTFE模压成型。
模压成型是PTFE最常用的方法,一些形状简单的制品如板、棒、套管、薄膜毛坯、垫板等都可用模压成型。
模压成型方法基本上包括混料、预成型、烧结、冷却四步组成。
即在室温下使聚四氟乙烯成型成密实的预成型品,加热到熔点以上,使其由结晶相转变为无定形相,形成密集、连续、透明的弹性体,在通过降温转变为结晶相的过程。
聚四氟乙烯的烧结过程由升温、保温、降温三个阶段组成。
升温是将预成型品由室温加热到烧结温度的过程,是从结晶相转变为无定形相的过程。
聚四氟乙烯受热后体积膨胀,在熔点时体积膨胀25%左右。
保温是将达到烧结温度的预成型品在此温度下保持一段时间,使整个制件达到完全透明的过程。
在保温过程中,聚四氟乙烯的分子运动加剧,颗粒间的界面消失,成为密实的连续的整体。
聚四氟乙烯的烧结温度一般为375℃。
降温是将以烧结的预成型品从保温温度降至室温的过程。
在此过程中,树脂由无定形转变为结晶相,降温速度的快慢受到制品大小的限制。
降温时在其结晶速度最快的温度范围中保温一段时间,使预成型品的内外温度趋于平衡,这种制品称为不淬火制品。
采取快速冷却方式的制品称为淬火制品。
2.2.乳液聚合(分散聚合)分散PTFE是PTFE分散粒子经凝聚后形成的次级粒子,直径为500μm,粉状,比表面积大,吸收有机溶剂后,经剪切力的作用形成糊膏状,通常采用挤压成型工艺,故称糊膏挤压成型。
采用糊膏挤压成型的PTFE制品品种较多,有小口径棒、电线、薄壁管、导型材、生料带、生料棒和PTFE膨体制品,如弹性带、膨体生料带、膨体纤维和膨体膜等。
(1)PTFE分散液浸渍。
用PTFE分散液浸渍石棉、玻璃纤维、玻璃布、多孔金属等材料所制得的制品具有优良的性能,如不吸水、良好的不粘性、润滑性与气密性,及在高温时仍具有优良的耐化学腐蚀性。
(2)PTFE分散液的涂覆成型。
PTFE分散液在金属、陶瓷、木材、塑料表面形成涂层,使这些材料表面具有防粘、低摩擦系数和防湿性能,从而大大开拓了这些材料的应用范围。
涂覆工艺有静电喷涂、等离子喷涂等。
(3)湿法混合与填充PTFE。
湿法混合就是将PTFE分散液和填充剂均匀混合后使其共凝聚。
用此法制得的PTFE制品力学强度较高,耐磨性及介电性能较好,但由于乳液聚合树脂热稳定性较差,仅限于制造薄壁小型制品。
(4)PTFE分散液流延成型。
PTFE分散液流延成型是在一条连续运转的高度抛光的金属带上持续不断地用PTFE分散液涂布,然后将涂布好的PTFE送入高温塔进行烘焙,在水分及表面活性剂完全挥发后再在360-380℃下烧结成制品,用该方法加工的制品为PTFE流延薄膜,表面光滑、柔软,用作电容器的绝缘材料。
3.聚四氟乙烯的结构和特点PTFE的分子构形如图1 所示。
在温度低于19℃时呈三棱体形,螺旋形大分子中每13个碳原子扭转180°,其轴向间距为117nm;温度高于19℃时呈六面体形,每15个碳原子扭转180°,轴向间距为2nm。
这种由温度变化引起的大分子链型式的转变可以引起聚合物的比容有1%的突然变化。
图1 聚四氟乙烯分子构形PTFE分子的主链由C - C键构成,所有的侧键都为氟原子取代,C - F 键结合能很大,所以PTFE有很高的耐热性能;氟原子较氢原子半径大,且带负电,对主链碳原子的正电荷起有效的屏蔽作用,而相邻大分子上的氟原子的负电荷具有排斥作用,导致了PTFE极低的内聚能,分子间结合力很弱;氟原子体积大,又相互排斥,使PTFE分子链不能呈平面锯齿形而呈螺旋形,并且比较僵硬。
由于PTFE的特殊分子结构特征,使其具有如下的特点:1.摩擦系数小。
由于PTFE大分子间的相互引力小,且表面对其它分子的吸引力也很小,因此其摩擦系数非常小,是已知固体工程材料中最低的,仅为0.04 (静摩擦系数) ,小于其动摩擦系数,在极低的滑动速度下也不会出现爬行现象,是金属摩擦学中从未出现的奇特现象。
2.优异的耐老化性能和抗辐射性能。
在苛刻环境下性能不变,潮湿状态下不受微生物侵袭,而且对各种射线辐射具有极高的防护能力,在真空中,辐照剂量为1 ×107 rad时,仍可保持原有拉伸强度的50%。
3.极佳的化学稳定性。
PTFE不与环境介质发生反应,能承受大部分强酸(包括王水、氢氟酸、浓盐酸、发烟硫酸、有机酸等)、强碱、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用。
4.极小的吸水率( 0.001% ~0.005% ) 。
渗透率较低,除了对其组成相似的氟碳化合物有较高的渗透率外,对大部分气体和液体的渗透性较小。
5.良好的电性能。
PTFE 为高度非极性材料,具有极优良的介电性,并且不随频率和温度而变化,也不受湿度和腐蚀性气体的影响。
6.宽广的使用温度(从- 250℃到260℃) 。
7.突出的表面不粘性和良好的自润滑性。
8.PTFE表面张力小( 0.019N /m),是目前表面能最小的一种固体材料,几乎所有的固体材料都不能粘附在其表面。
9.极好的热稳定性。
PTFE熔点327℃,高于其它一般高聚物。
在260℃时其断裂强度仍保持5MPa左右(约为室温的1 /5) ,抗屈服强度达114MPa。
同时,它还具有极可贵的不燃性,其限氧指数(LO I)在95 以上,在火焰上只能熔融,不生成液滴,最终只被碳化。