聚四氟乙烯--机械性能

【专家解说】：聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，一般称作“不粘涂层”或“易洁镬物料”；是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。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，亦成为了易洁镬和水管内层的理想涂料。 目录[隐藏] 聚四氟乙烯(PTFE) 使用优点 化学性质 物理性质力学性能 耐化学腐蚀和耐候性 电性能 耐辐射性能 聚合 膨胀系数 聚四氟乙烯制品成型方法汇总 聚四氟乙烯烧结工艺物料性能 成型性能 聚四氟乙烯应用 聚四氟乙烯分类及其填充产品通用材料 防腐类 密封类 承荷类 绝缘类 防粘类 耐温类 其他类 聚四氟乙烯(PTFE) 使用优点 化学性质 物理性质 力学性能 耐化学腐蚀和耐候性 电性能 耐辐射性能 聚合 膨胀系数 聚四氟乙烯制品成型方法汇总 聚四氟乙烯烧结工艺 物料性能 成型性能 聚四氟乙烯应用 聚四氟乙烯分类及其填充产品 通用材料 防腐类 密封类 承荷类 绝缘类 防粘类 耐温类 其他类 [编辑本段]聚四氟乙烯(PTFE) 聚四氟乙烯（英文缩写为Teflon或[PTFE,F4]）,被美誉为/俗称“塑料王”，中文商品名“铁氟龙”、“特氟隆”（teflon)、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性(是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化，广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的)、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异（能在+250℃至-180℃的温度下长期工作）。聚四氟乙烯它本身对人没有毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。 温度 -20～250℃（-4～＋482°F），允许骤冷骤热，或冷热交替操作。 压力 -0.1～6.4Mpa（全负压至64kgf/cm2）（Full vacuum to 64kgf/cm2） 它的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片. 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。 用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。一般应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。分散液可用作各种材料的绝缘浸渍液和金属、玻璃、陶器表面的防腐图层等。各种聚四氟圈、聚四氟垫片、聚四氟盘根等广泛用于各类防腐管道法兰密封。此外，也可以用于抽丝，聚四氟乙烯纤维——氟纶（国外商品名为特氟纶）。 目前，各类聚四氟乙烯制品已在化工、机械、电子、电器、军工、航天、环保和桥梁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、氯碱、制酸、磷肥、制药、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。 [编辑本段]使用优点 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、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。 耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。 高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。 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。 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104数量级，而聚乙烯仅在103）。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，由于氟原子半径较氢稍大，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。 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。 [编辑本段]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。 耐酸碱性：不溶于强酸、强碱和有机溶剂。 抗氧化性：能耐强氧化剂的腐蚀。 酸碱性：呈中性。 [编辑本段]物理性质 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—塑料中最佳的老化寿命；高润滑—具有塑料中最小的摩擦系数（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。聚四氟乙烯材料，广泛应用在国防军工、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 。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，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103）。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，由于氟原子半径较氢稍大，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。 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 它的摩擦系数极小，仅为聚乙烯的1／5，这是全氟碳表面的重要特征。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℃的较广温度范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。 耐化学腐蚀和耐候性 除熔融的碱金属外，聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。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，也几乎不溶于所有的溶剂，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。 电性能 聚四氟乙烯在较宽频率范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。 膨胀系数 （25～250℃）10～12×10-5/℃ [编辑本段]聚四氟乙烯制品成型方法汇总 1、模压法 2、推压法 3、皮囊法 4、喷涂法 5、编织法 6、缠绕法 7、滚压法 8、挤压法 9、粘接法 10、焊接法 11、热定型法 12、机加工法 [编辑本段]聚四氟乙烯烧结工艺 成型收缩率:3.1-5.0% 成型温度：330-380℃ 烧结条件：最好温度不要超过385度，不然分子会坏死，影响质量。 物料性能 长期使用温度-200--260度，有卓越的耐化学腐蚀性，对所有化学品都耐腐蚀，摩擦系数在塑料中最低，还有很好的电性能，其电绝缘性不受温度影响，有“塑料王”之称。 2、 呈透明或半透明状态，结晶度越高，透明性越差。原料多为粉状树脂或浓缩分散液，具有极高的分子量，为高结晶度的热塑性聚合物。 3、 适于制作耐腐蚀件，减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件1 K) 4、 成型性能 1. 结晶料,吸湿小. 2.流动性差，极易分解，分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度，模具应加热，浇注系统对料流阻力应小。 3.粉状树脂常采用粉末粉末冶金法成型，使用烧结方法。烧结温度360-375度，不可超过410度。 乳液树脂通常用冷挤出再烧结的工艺加工，可在物品表面形成防腐层。如需要求制品透明性，韧性好，应采取快速冷却。也可采取挤压成型，可以挤出管、棒、型材。 4、PTFE熔体粘度很高，容体粘度随剪切应力的增大而减小，显示其非牛顿流体的特性。 5、二次加工，可以热压复合、焊接、粘结、增强、机械加工等，以制得最终产品。 6、最好用曲线烧结第一步在120度进行干燥 第二步如填充石墨或二流化墨在250度要进行温度处理。 3、第三步在345度处理一次 4、第四步在375度进行处理 5、第五步降温不要太快 [编辑本段]聚四氟乙烯应用 聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型；也可制成水分散液，用于涂层、浸渍或制成纤维。 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、制药、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、很低的摩擦系数。用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。一般应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，它的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、碳纤纤、聚酰亚胺、EKONOL…等，耐磨耗、极限PV值可提高1000倍。 特氟龙布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制成。在已知塑料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。它是由膨体聚四氯乙烯带条编织而成。聚四氟乙烯编织盘根是一种良好的动密封材料。它是由膨体聚四氯乙烯带条编织而成。它具有低摩擦系数、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、道线绝缘、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。 [编辑本段]聚四氟乙烯分类及其填充产品 通用材料 各种棒、管、板膜、带、绳、盘根、垫片,及用石墨、二硫化钼、三氧化二铝、玻纤、碳纤维作为填充物,来提高纯聚四氟乙烯力学性能. 防腐类 1.管道及配件：纯聚四氟乙烯管；聚四氟乙烯内衬管；外缠玻钢钢管；钢复合法兰； 2.化工容器内衬：聚四氟乙烯内衬釜；聚四氟乙烯内衬槽；聚四氟乙烯内衬塔； 3.热交换器； 4.波纹伸缩管； 5.阀门及泵的主要部件； 6.钢丝增强满压软管； 7.过滤材料。 聚四氟乙烯膜经过纵横双向拉伸内大量气孔，是一种新材料，将它与其他织物复合，即可制成烟尘固相防腐过滤袋或良好的防水透气、防风得暖的雨具运动服、防寒服、特种防护服和轻便帐篷，制药用空气压缩空气、各种溶剂的无菌过滤及电子工业中高纯气体的过滤。 密封类 1.静密封：夹层垫片；坐料带；弹性密封带； 2.动密封（编制盘根、环形密封件）：V型密封体——用于轴、活塞杆、阀门；涡轮泵内密封件；聚四氟乙烯与橡胶的复合密封环；带波纹管可伸缩的机械密封。 承荷类 1.填充聚四氟乙烯轴承，用于食品化工造纸、纺织机械； 2.多孔铜浸渍氟塑料金属轴承，可在高温高压干摩擦、真空条件下正常使用； 3.聚四氟乙烯纤维轴承的聚四氟乙烯纤维与玻纤或其他纤维混纺的复合织物制成的轴承内衬，用于低速高负荷； 4.填充聚四氟乙烯活塞环，导向环，机床导轨和桥梁滑块； 绝缘类 1.电线电缆的C级绝缘材料； 2.双水内冷汽轮发电机定子和转子引水管和热电偶的护套； 3.高频、超高频通讯设备和雷达的微波绝缘材料； 4.印刷线路基板及马达、变压器（含气体变压器）绝缘材料； 5.空调、电子炉、各种加热器及六氟化硫断路器的绝缘材料； 防粘类 1.浆纱机热辊上的聚四氟乙烯玻璃布包覆层——可免除化学浆料形成的粘辊现象，大大提高生产速率和坯布质量； 2.食品工业的微波干燥输送带——较之其他材料的输送带有不吸收微波能量，不粘物因之有节电、清洁优点； 3.聚乙烯袋装封口的热合套防粘材料； 4.防粘涂层——用于厨房用锅、烘面包的烤模、冷冻食品储存托盘、电熨斗托底、复印机夹辊； 耐温类 1.微波炉的驱动传动装置，如微波炉的连轴器、滚轮； 2.各种制冷机、空调、制氧机、压缩机的耐温配件； 其他类 1.人体代用动脉、静脉血管、心脏膜； 2.内窥镜、钳导管，气管； 3.其他管、瓶、滤布等医疗器材。