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    PTFE膜材:聚四氟乙烯(PTFE)详解

    时间:2022-01-18 作者:墨卡 点击:

    聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,简写为PTFE),俗称“塑料王”,为以四氟乙烯作为单体聚合制得的聚合物。

    常用的别名:特富龙、特氟龙、铁氟龙、陶氟隆、德氟隆

    聚四氟乙烯的分子结构:

    聚四氟乙烯的分子结构

    聚四氟乙烯的物理特性:

    性状:有颗粒状、粉状和分散液三类,中性时透明,厚度增加而成灰白色

    密度(g/mL,25ºC):2.1~2.3

    熔点(ºC):327

    沸点(ºC,常压):400

    折射率:1.37(20ºC)

    溶解性:不溶于任何溶剂

    膨胀系数(25~250℃)10~12×10-5/℃

    导热系数:0.19~0.25 W/m.K

    体积电阻率百度 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 

    聚四氟乙烯的化学特性:

    聚四氟乙烯的化学特性最为突出的就是他的稳定性,几乎不溶于任何溶液。这使得他具有以下超强特点:

    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。

    聚四氟乙烯的制备方法:

    工业上采用悬浮聚合法或乳液聚合法生产

    1、单体四氟乙烯的制备

    工业上以三氯甲烷为原料,用无水氢氟酸使三氯甲烷氟化,反应温度在65ºC以上,用五氯化锑为催化剂,最后用热裂法制成四氟乙烯。也可用锌在高温下与四氟二氯乙烷作用制得四氟乙烯。

    聚四氟乙烯的制备

    在搪瓷或不锈钢聚合釜中,以水为介质,过硫酸钾为引发剂,全氟羧酸铵盐为分散剂,氟碳化合物为稳定剂,四氟乙烯经氧化还原聚合而制得聚四氟乙烯。

    2、聚四氟乙烯的历史

    聚四氟乙烯由杜邦公司科学家罗伊·普伦基特于上个世纪50年代发明。(不粘锅也是罗伊·普伦基特发明的)

    聚四氟乙烯的应用:

    1、防腐蚀性能的应用

    由于橡胶、玻璃、金属合金等材料在耐腐蚀方面存在缺陷,难以满足条件苛刻的温度、压力和化学介质共存的环境,由此造成的损失相当惊人。而ptfe材料以其卓越的耐腐蚀性能,业已成为石油、化工、纺织等行业的主要耐腐蚀材料。其具体应用包括:输送腐蚀性气体的输送管、排气管、蒸汽管,轧钢机高压油管,飞机液压系统和冷压系统的高中低压管道,精馏塔、热交换器,釜、塔、槽的衬里,阀门等化工设备。

    密封件的性能好坏对整个机器设备的效率与性能都有很大的影响。ptfe材料具有的耐腐蚀、耐老化、低摩擦系数及不粘性、耐温范围广、弹性好的特性使其非常适合应用于制造耐腐蚀要求高,使用温度高于100℃的密封件。如机器、热交换器、高压容器、大直径容器、阀门、泵的槽形法兰的密封件,玻璃反应锅、平面法兰、大直径法兰的密封件,轴、活塞杆、阀门杆、蜗轮泵、拉杆的密封件等等。

    2、低摩擦性能在载荷方面的应用

    由于有的设备的摩擦部分不宜加油润滑,比如在润滑油脂会被溶剂溶解而失效的场合或者造纸、制药、食品、纺织等工业领域的产品需要避免润滑油沾污,这就使填充ptfe材料成为机械设备零件无油润滑(直接承受载荷)的最理想材料。这是因为该材料的摩擦系数是已知固体材料中最低的。其具体用途包括用于化工设备、造纸机械、农业机械的轴承,用作活塞环、机床导轨、导向环;在土木建筑工程广泛用作桥梁、隧道、钢结构屋架、大型化工管道、贮槽的支承滑块,以及用作桥梁支座和架桥转体等。

    3、在电子电气方面的应用

    ptfe材料固有的低损耗与小介电常数使其可做成漆包线,以用于微型电机、热电偶、控制装置等;ptfe薄膜是制造电容器、无线电绝缘衬垫、绝缘电缆、马达及变压器的理想绝缘材料,也是航空航天等工业电子部件不可缺少的材料之一;利用氟塑料薄膜对氧气透过性大,而对水蒸汽的透过性小的这种选择透过性,可制造氧气传感器;利用氟塑料在高温、高压下发生极向电荷偏离现象的特性,可制造麦克风、扬声器、机器人上的零件等;利用其低折射率的特性,可制造光导纤维。

    4、在医疗医药方面的应用

    膨体ptfe材料是纯惰性的,具有非常强的生物适应性,不会引起机体的排斥,对人体无生理副作用,可用任何方法消毒,且具有多微孔结构,从而可用于多种康复解决方案,包括用于软组织再生的人造血管和补片以及用于血管、心脏、普通外科和整形外科的手术缝合。

    5、防粘性能的应用

    ptfe材料具有固体材料中最小的表面张力,不粘附任何物质,同时还具有耐高低温优良的特性,从而使其在诸如制造不粘锅的防粘方面的应用非常广泛。其防粘工艺主要包括两种:把ptfe部件或薄片安装在基体上,以及把ptfe涂层或与玻璃复合的漆布经过热收缩而套在基材上。

    主要的聚四氟乙烯材料生产厂家

    杜邦Teflon®、苏威Algoflon®、Polymist®、3M Dyneon®、大金Polyflon®、巨化®


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