二、基本簡(jiǎn)介
聚四氟乙烯被稱“塑料王”,氟樹脂之父羅伊·普朗克特1936 年在美國(guó)杜邦公司開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_鋼瓶減壓閥后,卻沒有氣體溢出,他們以為是漏氣,可是將鋼瓶稱量時(shí),發(fā)現(xiàn)鋼瓶并沒有減重。他們鋸開了鋼瓶,發(fā)現(xiàn)了大量的白色粉末,這是聚四氟乙烯。
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。
三、基本信息
CAS No.:9002-84-0
EINECS號(hào):204-126-9
分 子 式:(C2F4)n
分 子 量:100.015612
熔 點(diǎn):327℃
沸 點(diǎn):400℃
折 射 率:1.35
英文名稱:poly(tetrafluoroethylene);TETRAFLUOROETHYLENE OLIGOMER; TETRAFLUOROETHYLENE RESIN; TEFLON; TEFLON 7A; TEFLON(TM) 30B; TEFLON(TM) 6; TEFLON(TM) 7A;
四、基本特點(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——有塑料中的老化壽命。
高潤(rùn)滑——是固體材料中摩擦系數(shù)低者。
不粘附——是固體材料中小的表面張力,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)以上聚四氟乙烯
聚四氟乙烯
,一般為數(shù)百萬(wàn)(聚合度在104數(shù)量級(jí),而聚乙烯僅在103)。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,由于氟原子半徑較氫稍大,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,形成15/7螺旋。
雖然在全氟碳化合物中碳-碳鍵和碳-氟鍵的斷裂需要分別吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯僅需能量171.38kJ。所以在高溫裂解時(shí),聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃時(shí)的失重速率(%)每小時(shí)分別為1×10-4.4×10-3和9×10-2。可見,聚四氟乙烯可在 260℃長(zhǎng)期使用。由于高溫裂解時(shí)還產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟和等,所以要特別注意安全防護(hù)并防止聚四氟乙烯接觸明火。
五、基本性質(zhì)
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。
耐酸堿性:不溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑(包括魔酸,即氟銻磺酸)。
抗氧化性:能耐強(qiáng)氧化劑的腐蝕。
酸堿性:呈中性。
物理性質(zhì)
密度:2.1–2.3 g/cm3;
聚四氟乙烯的機(jī)械性質(zhì)較軟。具有非常低的表面能。
聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列優(yōu)良的使用性能:耐高溫—長(zhǎng)期使用溫度200~260度,耐低溫—在-100度時(shí)仍柔軟;耐腐蝕—能耐王水和一切有機(jī)溶劑;耐氣候—塑料中的老化壽命;高潤(rùn)滑—具有塑料中小的摩擦系數(shù)(0.04);不粘性—具有固體材料中小的表面張力而不粘附任何物質(zhì);無(wú)毒害—具有生理惰性;優(yōu)異的電氣性能,是理想的C級(jí)絕緣材料,報(bào)紙厚的一層就能阻擋1500V的高壓;比冰還要光滑。聚四氟乙烯材料,廣泛應(yīng)用在國(guó)防軍工、原子能、石油、無(wú)線電、電力機(jī)械、化學(xué)工業(yè)等重要部門。產(chǎn)品:聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、車削板材。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫為PTFE。結(jié)構(gòu)式為:CF3(CF2CF2)nCF3。20世紀(jì)30年代末期發(fā)現(xiàn),40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。性質(zhì) 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104數(shù)量級(jí),而聚乙烯僅在103)。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,由于氟原子半徑較氫稍大,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,形成15/7螺旋。
雖然在全氟碳化合物中碳-碳鍵和碳-氟鍵的斷裂需要分別吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯僅需能量171.38kJ。所以在高溫裂解時(shí),聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃時(shí)的失重速率(%)每小時(shí)分別為1×10-4.4×10-3和9×10-2??梢?,聚四氟乙烯可在 260℃長(zhǎng)期使用。由于高溫裂解時(shí)還產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟和等,所以要特別注意安全防護(hù)并防止聚四氟乙烯接觸明火。
力學(xué)性能
它的摩擦系數(shù)極小,僅為聚乙烯的1/5,這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力極低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。
聚四氟乙烯在-196~260℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能,全氟碳高分子的特點(diǎn)之一是在低溫不變脆。
耐化學(xué)腐蝕和耐候性
除熔融的堿金屬外,聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。例如在濃、硝酸、,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均無(wú)變化,也幾乎不溶于所有的溶劑,只在300℃以上稍溶于全烷烴(約0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸潮,不燃,對(duì)氧、紫外線均極穩(wěn)定,所以具有優(yōu)異的耐候性。
電性能
聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低,而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。
耐輻射性能
聚四氟乙烯的耐輻射性能較差(104拉德),受高能輻射后引起降解,高分子的電性能和力學(xué)性能均明顯下降。
聚合
聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。工業(yè)上的聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進(jìn)行的,用以分散反應(yīng)熱,并便于控制溫度。聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2壓力下進(jìn)行,可用無(wú)機(jī)的過(guò)鹽、有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑,也可以用氧化還原引發(fā)體系。每摩爾四氟乙烯聚合時(shí)放熱171.38kJ。分散聚合須添加全氟型的表面活性劑,例如全氟辛酸或其鹽類。
膨脹系數(shù)
(25~250℃)10~12×10-5/℃
六、成型方法
1.模壓法:2.推壓法:3.皮囊法:4.噴涂法:5.編織法:6.纏繞法:7.滾壓法:8.?dāng)D壓法:9.粘接法:10.焊接法:11.熱定型法:12.機(jī)加工法:
七、應(yīng)用范疇
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
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯管材選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹脂經(jīng)柱塞擠壓加工制成。在已知塑料中聚四氟乙烯具有好的耐化學(xué)腐蝕性能及介電性能。聚四氟乙烯編織盤根是一種良好的動(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。 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)。
DuPont Teflon PTFE B 耐氣候 耐化學(xué) 涂敷應(yīng)用,
DuPont Teflon PTFE NXT 75 低摩擦 耐化學(xué) 無(wú)粘性 柔韌性 食品接觸
DuPont Teflon PTFE 60 X 低摩擦系數(shù),抗溶解性,耐化學(xué)性良好,粉狀
DuPont Teflon PTFE 601A 低摩擦系數(shù),抗溶解性,耐化學(xué)性良好,粉狀
DuPont Teflon PTFE 602A 低摩擦系數(shù),抗溶解性,耐化學(xué)性良好,粉狀
DuPont Teflon PTFE 605XT X 食品接觸的合規(guī)性,低摩擦系數(shù),抗溶解性,粉狀
DuPont Teflon PTFE 613A X 電線電纜應(yīng)用,耐化學(xué)性良好,粉狀
DuPont Teflon PTFE 62 X 良好的柔韌性,電線電纜應(yīng)用,管道,清晰度高,粉狀
DuPont Teflon PTFE 62N X 良好的柔韌性,電線電纜應(yīng)用,管道,清晰度高,粉狀