聚四氟乙烯
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,簡(jiǎn)寫(xiě)為teflon,一般稱(chēng)作“不粘涂層”或“易清潔物料。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點(diǎn),幾乎不溶于所有的溶劑。同時(shí),聚四氟乙烯具有耐高溫的特點(diǎn),它的摩擦系數(shù)極低,所以可作潤(rùn)滑作用之余,亦成為了易清潔水管內(nèi)層的理想涂料。
物理性質(zhì)
英文縮寫(xiě):PTFE
中文名稱(chēng):聚四氟乙烯
中文別名:PTFE;鐵氟龍;特氟龍;teflon;特氟隆;F4;塑料;
英文名稱(chēng): Polytetrafluoroethylene(英文縮寫(xiě)為T(mén)eflon或[PTFE,F(xiàn)4])
英文別名:TETRAFLUOROETHYLENE OLIGOMER;TETRAFLUOROETHYLENE RESIN; TEFLON; TEFLON 7A; TEFLON(TM) 30B; TEFLON(TM) 6; TEFLON(TM) 7A; PTFE
EINECS號(hào) 204-126-9
CAS No.:9002-84-0
分 子 式:(C2F4)n
分 子 量:100.015612
熔 點(diǎn):327℃
沸 點(diǎn):400℃
折 射 率:1.35
風(fēng)險(xiǎn)術(shù)語(yǔ):R41對(duì)眼睛有嚴(yán)重傷害。
安全術(shù)語(yǔ):S24/25避免與皮膚和眼睛接觸。
其他∶聚四氟乙烯中波的傳播速度為︰207019667.8=0.69v0 注:波在媒介中的傳播速度計(jì)算式為
.為介電常數(shù),
為磁導(dǎo)率
聚四氟乙烯被稱(chēng)“塑料王”,氟樹(shù)脂之父羅伊·普朗克特1936 年在美國(guó)杜邦公司開(kāi)始研究氟利昂的代用品,他們收集了部分四氟乙烯儲(chǔ)存于鋼瓶中,準(zhǔn)備第二天進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn),可是當(dāng)?shù)诙齑蜷_(kāi)鋼瓶減壓閥后,卻沒(méi)有氣體溢出,他們以為是漏氣,可是將鋼瓶稱(chēng)量時(shí),發(fā)現(xiàn)鋼瓶并沒(méi)有減重。他們鋸開(kāi)了鋼瓶,發(fā)現(xiàn)了大量的白色粉末,這是聚四氟乙烯。
他們研究發(fā)現(xiàn)聚四氟乙烯性質(zhì)優(yōu)良,可以用于、炮彈等的防熔密封墊圈,因此美國(guó)軍方將該技術(shù)在二戰(zhàn)期間一直保密。直到二戰(zhàn)結(jié)束后,才解密,并于1946年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)聚四氟乙烯。
中文商品名“特氟隆”(teflon)、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”等。它是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 -[-CF2-CF2-]n- ,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性,是當(dāng)今上耐腐蝕性能材料之一,除熔融堿金屬、三氟化氯、和外,能耐其它一切化學(xué)藥品,在王水中煮沸也不起變化,廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機(jī)溶劑的場(chǎng)合。有密封性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力、耐溫優(yōu)異(能在+250℃至-180℃的溫度下長(zhǎng)期工作)。聚四氟乙烯本身對(duì)人沒(méi)有毒性。
使用溫度 -190~250℃,允許驟冷驟熱,或冷熱交替操作。
壓力 -0.1~6.4Mpa(全負(fù)壓至64kgf/cm2)(Full vacuum to 64kgf/cm2)
它的產(chǎn)生解決了化工、石油、制藥等領(lǐng)域的許多問(wèn)題。聚四氟乙烯密封件、墊圈、墊片. 聚四氟乙烯密封件、墊片、密封墊圈是選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹(shù)脂模塑加工制成。聚四氟乙烯與其他塑料相比具有耐化學(xué)腐蝕的特點(diǎn),它已被廣泛地應(yīng)用作為密封材料和填充材料。
分散液可用作各種材料的絕緣浸漬液和金屬、玻璃、陶器表面的防腐涂層等。各種聚四氟圈、聚四氟墊片、聚四氟盤(pán)根等廣泛用于各類(lèi)防腐管道法蘭密封。此外,也可以用于抽絲,聚四氟乙烯纖維——氟綸(國(guó)外商品名為特氟綸)。
如今,各類(lèi)塑料王制品已在化工、機(jī)械、電子、電器、軍工、航天、環(huán)保和橋梁等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。
聚四氟乙烯(PTFE)使用條件行業(yè) 化工、石化、煉油、氯堿、制酸、磷肥、制藥、、化纖、染化、焦化、煤氣、有機(jī)合成、有色冶煉、鋼鐵、原子能及高分子過(guò)濾材料、高純產(chǎn)品生產(chǎn)(如離子膜電解),粘稠物料輸送與操作,衛(wèi)生要求高度嚴(yán)格的食品、飲料等加工生產(chǎn)部門(mén)。
優(yōu)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。
耐氣候——有塑料中良好的老化壽命。
高潤(rùn)滑——是固體材料中摩擦系數(shù)較低者。
不粘附——是固體材料中較小的表面張力,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)。
電絕緣性——可以抵抗1500伏高壓電。
聚四氟乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較大,低的為數(shù)十萬(wàn),高的達(dá)一千萬(wàn)以上
,一般為數(shù)百萬(wàn)(聚合度在10^4數(shù)量級(jí),而聚乙烯僅在10^3)。一般結(jié)晶度為90~95%,熔融溫度為327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列,由于氟原子半徑較碳稍大,所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向,而是形成一個(gè)螺旋狀的扭曲鏈,氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時(shí),形成13/6螺旋;在19℃發(fā)生相變,分子稍微解開(kāi),形成15/7螺旋。
不足
1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)載荷作用下發(fā)生的塑性變形(蠕變),這給它的應(yīng)用帶來(lái)一定的限制。如當(dāng)PTFE用作密封墊時(shí),為密封嚴(yán)密而把螺栓擰得很緊,以致超過(guò)特定的壓縮應(yīng)力時(shí),會(huì)使墊圈產(chǎn)生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點(diǎn)可通過(guò)加入適當(dāng)?shù)奶盍霞案倪M(jìn)零件結(jié)構(gòu)等方法來(lái)克服。
2、PTFE具有突出的不粘性,限制了其工業(yè)上的應(yīng)用。它是極好的防粘材料,這種性能又使它與其他物件的表面粘合極為困難。
3、PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的10~20倍,比多數(shù)塑料大,其線膨脹系數(shù)隨著溫度的變化而發(fā)生很不規(guī)律的變化。在應(yīng)用PTFE時(shí),如果對(duì)這方面性能注意不夠,很容易造成損失。
用途
1.可用于棒、管、板、電纜料、生料帶等材料的制作,經(jīng)二次加工還可制成薄板、薄膜及各種異型制品,還可用作潤(rùn)滑劑、稠化劑。
2.可作為塑料、橡膠、涂料、、潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂等的添加劑。
3.可推壓成型制成薄壁管、細(xì)棒材、異型棒材、電線電纜絕緣層、滾壓成薄帶作管道絲扣密封材料。
4.用于機(jī)械、電子、化工等工業(yè),用于噴涂、浸漬等。
5.用于制浸漬涂料。
6.可制成棒、板、管材、薄膜及各種異型制品,用于航天、化工、電子、機(jī)械、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
7.可制成高絕緣性電器零件、耐高頻電線電纜包皮、耐腐蝕化學(xué)器皿、耐高寒輸油管、人工器官等。
8.用于電池、纖維布等。
9.可制薄膜、管板棒、軸承、墊圈、閥門(mén)及化工管道、管件、設(shè)備容器襯里等,用于電器、化工航空、機(jī)械等領(lǐng)域。
10.主要用于電氣工業(yè),在航天、航空、電子、儀表、計(jì)算機(jī)等工業(yè)中用作電源和信號(hào)線的絕緣層、耐腐、耐磨材料。
11.代替石英玻璃器皿應(yīng)用于原子能、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體等行業(yè)的超純化學(xué)分析和貯存各種酸、堿、有機(jī)溶劑。
化學(xué)性質(zhì)
耐大氣老化性:耐輻照性能和較低的滲透性:長(zhǎng)期暴露于大氣中,表面及性能保持不變。
不燃性:限氧指數(shù)在90以下。
抗氧化性:能耐強(qiáng)氧化劑的腐蝕。
酸堿性:呈中性。
應(yīng)用
聚四氟乙烯可采用壓縮或擠出加工成型;也可制成水分散液,用于涂層、浸漬或制成纖維。
聚四氟乙烯在原子能、國(guó)防、航天、電子、電氣、化工、機(jī)械、儀器、儀表、建筑、紡織、金屬表面處理、制藥、醫(yī)療、紡織、食品、冶金冶煉等工業(yè)中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料,絕緣材料,防粘涂層等,,使之成為不可取代的產(chǎn)品。
聚四氟乙烯具有杰出的優(yōu)良綜合性能,耐高溫,耐腐蝕、不粘、自潤(rùn)滑、優(yōu)良的介電性能、很低的摩擦系數(shù)。用作工程塑料,可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等,一般應(yīng)用于性能要求較高的耐腐蝕的管道、容器、泵、閥以及制雷達(dá)、高頻通訊器材、無(wú)線電器材等。在PTFE中加入任何可以承受PTFE燒結(jié)溫度的填充劑,機(jī)械性能可獲得大大的改善,同時(shí)保持PTFE其它優(yōu)良性能。填充的品種有玻璃纖維、金屬、金屬化氧化物、石墨、二硫化鉬、碳纖纖、聚酰亞胺、EKONOL…等,耐磨耗、極限PV值可提高1000倍。
聚四氟乙烯管材選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹(shù)脂經(jīng)柱塞擠壓加工制成。在已知塑料中聚四氟乙烯具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能及介電性能。聚四氟乙烯編織盤(pán)根是一種良好的動(dòng)密封材料,是由膨體聚四氯乙烯帶條編織而成,具有低摩擦系數(shù)、耐磨、耐化學(xué)腐蝕、密封性良好、不水解、不變硬等優(yōu)良性能。用于各種介質(zhì)中工作的襯墊密封件和潤(rùn)滑材料,以及在各種頻率下使用的電絕緣件、電容器介質(zhì)、導(dǎo)線絕緣、電器儀表絕緣等。聚四氟乙烯 薄膜適用于作電容器介質(zhì)、 特種電纜的絕緣層、導(dǎo)線絕緣、電器儀表絕緣及密封襯墊,還可做不粘帶、密封帶、脫模、密封圈等。 此外,生活中用的不粘鍋的內(nèi)襯也使用聚四氟乙烯制作的,就是利用了聚四氟乙烯耐高溫,不粘的特點(diǎn)。