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聚四氟乙烯基本常识

2014-06-10 1:52:51      点击:

聚四氟乙烯


           聚四氟乙烯[PTFE,F4]是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一,因此得"塑料王"之美称。它能在任何种类化学介质长期使用,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耐温优异的特点,它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。 

           具有高度的化学稳定性和卓越的耐化学腐蚀能力,如耐强酸、强碱、强氧化剂等,有突出的耐热、耐寒及耐摩性,长期使用温度范围为-200-+250℃,还有优异的电绝缘性,且不受温度与频率的影响。此外,具有不沾着、不吸水、不燃烧等特点。悬浮树脂一般采用模压,烧结的办法成型加工,所制得的棒、板或其他型材还可进一步用车刨、钻、铣等机加工方法加工。棒材再经车削牵伸可制成定向薄膜。 

  • 产品名称: 聚四氟乙烯 
  • 英文名: Polytetrafluoroethylene 

  名: PTFE;铁氟龙;特氟龙;teflon;特氟隆;F4;塑料之王;テフロン(日语)【英文缩写为PTFE,商标名Teflon®,中文译名各地不同:大陆译为特富龙®,香港译为特氟龙®,台湾译为铁氟龙®

分子式: [CF2CF2]n 


生产方法: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4080℃,326千克力/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。

  •   : 可制成棒、板、管材、薄膜及各种异型制品,用于航天、化工、电子、机械、医药等领域。

  • 聚四氟乙烯(PTFE)特性


1.强度(高强度-重量比

2.化学惰性 

3.生物适应性 

4.高热阻 

5.严酷环境中的高化学阻抗 

6.低可燃性 

7.低摩擦系数 

8.低介电常数 

9.低吸水性 

10.良好的风化属性


  • 化学性质:


聚四氟乙烯的化学结构是把聚乙烯中全部氢原子被氟原子取代而成。

它的分子式为:

PTFE分子中F原子把C-C键遮盖起来而且C-F键键能高特别稳定,除碱金属与元素氟外它不被任何化学药品侵蚀。

PTFE分子中F原子对称,C-F中两种元素共价相结合,分子中没有游离的电子,整个分子呈中性。使PTFE具有优良的介电性能,因为PTFE分子结构中没有克键,所以它的结晶度很高。由于PTFE分子外有一层惰性的含氟外壳,使它具有突出的不粘性能与低的摩擦系数。



绝缘性:不受环境及频率的影响,体积电阻可达1018欧姆厘米,介质损耗小,击穿电压高。 


耐高低温性:对温度的影响变化不大,温域范围广,可使用温度-190~260℃。 


自润滑性:具有塑料中最小的摩擦系数,是理想的无油润滑材料。 


表面不粘性:已知的固体材料都不能粘附在表面上,是一种表面能最小的固体材料。


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。



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346.94484.88kJ/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260370420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-44×10-39×10-2。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。


它在250℃的温度下不熔化,在-260℃的超低温中不发脆。聚四氟乙烯光滑异常,连冰都比不过它;它绝缘性能特别好,报纸厚的一层薄膜,便足以抵挡1500V的高压电。


  • 物理性质:


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—具有塑料中最小的磨擦系数(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。


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。


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/℃。


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。



名称

单位

指标

密  度

/m3

2.10-2.30×103

结 晶 度

%

树脂9397
  淬火制品5065
   不淬火制品6385

熔  点

3 27

热变形温度

55

维卡软化点

110

热分解温度

415

 线膨系数(垂直于压力方向)

1/

2060 10.3×10-5
20100 10.5×10-5
20150 11.4×10-5
20200 12.8×10-5

导热系数

W/m.K

0.256

泊松比(25

 

0.40

折 光 率

%

1.37

吸 水 率

 

0.01

对水的接触角

 

114°-115°

表面胀力

N/Cm

18.5×10-5

介电常数(10H2

 

≤1.8-2.2

体积电阻率

Ωm

≥1×1015

表面电阻率

Ω

1010

耐 电 弧

s

≥300

拉伸强度

MPa

27.6

断裂伸长率

%

238

压缩弹性模量

MPa

280

压缩强度5%

MPa

12.9

冲击强度(缺口)

KJ/m2

2.0

弯曲强度

MPa

20.7

弯曲弹性模量

MPa

700

磨擦系数(负荷2MPa)(时间30mm

 

0.11

磨损量(同上)

mg

249

磨痕宽度(同上)

mm

15.8

注:为HG2-234-76 聚四氟乙烯树脂脂技术标准所规定的指标值。
    为本公司按塑料试验方法(国际)测定所得的实测值。