聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,一般稱作“不粘涂層”或“易潔鑊物料”;是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。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,所以可作潤滑作用之余。
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、和液氟外,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)溶劑的場合。有密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力、耐溫優(yōu)異(能在+250℃至-180℃的溫度下長期工作)。聚四氟乙烯本身對人沒有毒性。
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)
如今,各類塑料王制品已在化工、機(jī)械、電子、電器、軍工、航天、環(huán)保和橋梁等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。
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%的伸長率。
耐腐蝕——對大多數(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)。
無毒害——具有生理惰性,作為人工血管和臟器長期植入體內(nèi)無不良反應(yīng)。
電絕緣性——可以抵抗1500伏高壓電。
聚四氟乙烯相對分子質(zhì)量較大,低的為數(shù)十萬,高的達(dá)一千萬以上。
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,還可用作潤滑劑、稠化劑。
2.可作為塑料、橡膠、涂料、、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。
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。
耐大氣老化性:耐輻照性能和較低的滲透性:長期暴露于大氣中,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)。
酸堿性:呈中性。
化學(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。
PTFE密度較大,為2. 14一2. 20g/cm3,幾乎不吸水,平衡吸水率小于0. 01%。
聚四氟乙烯是典型的軟而弱聚合物,大分子間的相互引力較小,剛度、硬度、強(qiáng)度都較小,在應(yīng)力長期作用下會(huì)變形。
聚四氟乙烯受載時(shí)容易出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象,是典型的具有冷流性的塑料。PTFE的蠕變隨壓縮應(yīng)力、溫度和結(jié)晶度的不同而異,溫度越高則蠕變越大。PTFE的結(jié)晶度在55%一80%之間,蠕變量不超過2%;當(dāng)結(jié)晶度在55%以下和80%以上時(shí),蠕變量迅速增大。
聚四氟乙烯力學(xué)性能方面優(yōu)異的特性是摩擦因數(shù)小,在0. 01一0. 10之間,在現(xiàn)有塑料材料,乃至所有工程材料中小。
PTFE的摩擦因數(shù)隨滑動(dòng)速率的增大而增大,當(dāng)線速度達(dá)到0. 5一1. 0m/s以上時(shí)趨于穩(wěn)定;而且靜摩擦因數(shù)小于動(dòng)摩擦因數(shù),將這種特性用于軸承制造,可減小其起動(dòng)阻力,使之從起動(dòng)到運(yùn)轉(zhuǎn)都十分平穩(wěn)。PTFE的摩擦因數(shù)隨隨載荷增加而減小,當(dāng)載荷達(dá)到0. 8 MPa以上時(shí)趨于恒定。在高速、高載荷下,PTFE的摩擦因數(shù)低于0. 01。從超低溫到PTFE熔點(diǎn),
其摩擦因數(shù)幾乎不變,只有在表面溫度高于熔點(diǎn)時(shí),摩擦因數(shù)為才急劇增大。
由于分子間引力小,PTFE的硬度低,易被其他材料磨損。但是,只要對磨材料表面粗糙度合適,可在相當(dāng)程度上降低PTEF的磨損量。
耐化學(xué)和耐候性
聚四氟乙烯具有極高的耐化學(xué)腐蝕性能,例如在濃、硝酸、,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均無變化,也幾乎不溶于絕大多數(shù)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,對氧、紫外線均極穩(wěn)定,所以具有優(yōu)異的耐候性。