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塑料王：聚四氟乙烯(PTFE）詳解

日期：2020-06-17

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塑料王：聚四氟乙烯(PTFE）詳解

聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，簡(jiǎn)寫(xiě)為PTFE），俗稱“塑料王”，為以四氟乙烯作為單體聚合制得的聚合物。

聚四氟乙烯的物理特性：

性狀：有顆粒狀、粉狀和分散液三類,中性時(shí)透明，厚度增加而成灰白色

密度（g/mL,25oC）：2.1～2.3

熔點(diǎn)（oC）：327

沸點(diǎn)（oC,常壓）：400

折射率：1.37（20oC）

溶解性：不溶于任何溶劑

膨脹系數(shù)（25～250℃）10～12×10-5/℃

導(dǎo)熱系數(shù)：0.19~0.25 W/m.K

體積電阻率百度?Ωm?≥1×1015??表面電阻率?Ω?＞1010??耐?電?弧?s?≥300??拉伸強(qiáng)度?MPa?27.6??斷裂伸長(zhǎng)率?%?238??

壓縮彈性模量?MPa?280??壓縮強(qiáng)度5%?MPa?12.9??

沖擊強(qiáng)度（缺口）?KJ/m2?2.0??

彎曲強(qiáng)度?MPa?20.7??

彎曲彈性模量?MPa?700??

磨擦系數(shù)（負(fù)荷2MPa）（時(shí)間30mm）?0.11?

?磨損量（同上）?mg?249??磨痕寬度（同上）?mm?15.8?

聚四氟乙烯的化學(xué)特性：

聚四氟乙烯的化學(xué)特性最為突出的就是他的穩(wěn)定性，幾乎不溶于任何溶液。這使得他具有以下超強(qiáng)特點(diǎn)：

耐高溫——使用工作溫度達(dá)250℃。耐低溫——具有良好的機(jī)械韌性；即使溫度下降到-196℃，也可保持5%的伸長(zhǎng)率。耐腐蝕——對(duì)大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑，表現(xiàn)出惰性、能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑。耐氣候——有塑料中最佳的老化壽命。高潤(rùn)滑——是固體材料中摩擦系數(shù)最低者。不粘附——是固體材料中最小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)。無(wú)毒害——具有生理惰性，作為人工血管和臟器長(zhǎng)期植入體內(nèi)無(wú)不良反應(yīng)。

聚四氟乙烯的制備方法：

工業(yè)上采用懸浮聚合法或乳液聚合法生產(chǎn)

1. 單體四氟乙烯的制備

工業(yè)上以三氯甲烷為原料，用無(wú)水氫氟酸使三氯甲烷氟化，反應(yīng)溫度在65oC以上，用五氯化銻為催化劑，最后用熱裂法制成四氟乙烯。也可用鋅在高溫下與四氟二氯乙烷作用制得四氟乙烯。

2. 聚四氟乙烯的制備

在搪瓷或不銹鋼聚合釜中，以水為介質(zhì)，過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，全氟羧酸銨鹽為分散劑，氟碳化合物為穩(wěn)定劑，四氟乙烯經(jīng)氧化還原聚合而制得聚四氟乙烯。

聚四氟乙烯的歷史

聚四氟乙烯由杜邦公司科學(xué)家羅伊·普倫基特于上個(gè)世紀(jì)50年代發(fā)明。（不粘鍋也是羅伊·普倫基特發(fā)明的）

聚四氟乙烯的應(yīng)用：

1、防腐蝕性能的應(yīng)用

　　由于橡膠、玻璃、金屬合金等材料在耐腐蝕方面存在缺陷，難以滿足條件苛刻的溫度、壓力和化學(xué)介質(zhì)共存的環(huán)境，由此造成的損失相當(dāng)驚人。而ptfe材料以其卓越的耐腐蝕性能，業(yè)已成為石油、化工、紡織等行業(yè)的主要耐腐蝕材料。其具體應(yīng)用包括：輸送腐蝕性氣體的輸送管、排氣管、蒸汽管，軋鋼機(jī)高壓油管，飛機(jī)液壓系統(tǒng)和冷壓系統(tǒng)的高中低壓管道，精餾塔、熱交換器，釜、塔、槽的襯里，閥門(mén)等化工設(shè)備。

　　密封件的性能好壞對(duì)整個(gè)機(jī)器設(shè)備的效率與性能都有很大的影響。ptfe材料具有的耐腐蝕、耐老化、低摩擦系數(shù)及不粘性、耐溫范圍廣、彈性好的特性使其非常適合應(yīng)用于制造耐腐蝕要求高，使用溫度高于100℃的密封件。如機(jī)器、熱交換器、高壓容器、大直徑容器、閥門(mén)、泵的槽形法蘭的密封件，玻璃反應(yīng)鍋、平面法蘭、大直徑法蘭的密封件，軸、活塞桿、閥門(mén)桿、蝸輪泵、拉桿的密封件等等。

2、低摩擦性能在載荷方面的應(yīng)用

　　由于有的設(shè)備的摩擦部分不宜加油潤(rùn)滑，比如在潤(rùn)滑油脂會(huì)被溶劑溶解而失效的場(chǎng)合或者造紙、制藥、食品、紡織等工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品需要避免潤(rùn)滑油沾污，這就使填充ptfe材料成為機(jī)械設(shè)備零件無(wú)油潤(rùn)滑(直接承受載荷)的最理想材料。這是因?yàn)樵摬牧系哪Σ料禂?shù)是已知固體材料中最低的。其具體用途包括用于化工設(shè)備、造紙機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械的軸承，用作活塞環(huán)、機(jī)床導(dǎo)軌、導(dǎo)向環(huán)；在土木建筑工程廣泛用作橋梁、隧道、鋼結(jié)構(gòu)屋架、大型化工管道、貯槽的支承滑塊，以及用作橋梁支座和架橋轉(zhuǎn)體等。

3、在電子電氣方面的應(yīng)用

ptfe材料固有的低損耗與小介電常數(shù)使其可做成漆包線，以用于微型電機(jī)、熱電偶、控制裝置等；ptfe薄膜是制造電容器、無(wú)線電絕緣襯墊、絕緣電纜、馬達(dá)及變壓器的理想絕緣材料，也是航空航天等工業(yè)電子部件不可缺少的材料之一；利用氟塑料薄膜對(duì)氧氣透過(guò)性大，而對(duì)水蒸汽的透過(guò)性小的這種選擇透過(guò)性，可制造氧氣傳感器；利用氟塑料在高溫、高壓下發(fā)生極向電荷偏離現(xiàn)象的特性，可制造麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、機(jī)器人上的零件等；利用其低折射率的特性，可制造光導(dǎo)纖維。

4、在醫(yī)療醫(yī)藥方面的應(yīng)用

　　膨體ptfe材料是純惰性的，具有非常強(qiáng)的生物適應(yīng)性，不會(huì)引起機(jī)體的排斥，對(duì)人體無(wú)生理副作用，可用任何方法消毒，且具有多微孔結(jié)構(gòu)，從而可用于多種康復(fù)解決方案，包括用于軟組織再生的人造血管和補(bǔ)片以及用于血管、心臟、普通外科和整形外科的手術(shù)縫合。

5、防粘性能的應(yīng)用

ptfe材料具有固體材料中最小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)，同時(shí)還具有耐高低溫優(yōu)良的特性，從而使其在諸如制造不粘鍋的防粘方面的應(yīng)用非常廣泛。其防粘工藝主要包括兩種：把ptfe部件或薄片安裝在基體上，以及把ptfe涂層或與玻璃復(fù)合的漆布經(jīng)過(guò)熱收縮而套在基材上。

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