聚四氟乙烯簡(jiǎn)介課件

1、聚四氟乙烯 PTFE四氟乙烯-乙烯共聚物（ETFE）透光、質(zhì)輕、自清潔、高強(qiáng)度、耐割、阻燃Beijing National Aquatics Center（水立方） 目錄一、 聚四氟乙烯的簡(jiǎn)介和定義二、 聚四氟乙烯的性質(zhì)三、 聚四氟乙烯的制備四、 聚四氟乙烯的發(fā)展歷史五、 聚四氟乙烯的應(yīng)用一、PTFE簡(jiǎn)介 聚四氟乙烯（Teflon或PTFE），俗稱“塑料王”，是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等。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(rùn)滑作用之

2、余，也可應(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1訊器材、無線電器材等。 1.聚四氟乙烯樹脂是聚四氟乙烯的均聚物2.其英文縮寫為PTFE，分子結(jié)構(gòu)式定義1.基本性能PTFE是不透明的蠟狀粉末，密度為2.142.20g/cm-3,是數(shù)值材料中最大的。二、PTFE的性質(zhì)PTFE是一種軟而弱的樹脂2、PTFE的化學(xué)性能耐大氣老化性：耐輻照性能和較低的滲透性。不燃性：限氧指數(shù)在90以下。耐酸堿性：不溶強(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。3、PTFE的物理性能 密度：2.12.3 g/cm聚四氟乙烯的機(jī)械性質(zhì)較軟。具有非常低

3、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200260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;耐氣候塑料中最佳的老化壽命;高潤(rùn)滑具有塑料中最小的摩擦系數(shù)(0.04);不粘性具有固體材料中最小的表面張力而不粘附任何物質(zhì);無毒害具有生理惰性;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(CF2C

4、F2)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9095%，熔融溫度為327342。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34

5、6.94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110-4.410-3和910-2?？梢姡鬯姆蚁┛稍?260長(zhǎng)期使用。由于高溫裂解時(shí)還產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟光氣和全氟異丁烯等，所以要特別注意安全防護(hù)并防止聚四氟乙烯接觸明火。4、PTFE的力學(xué)性能 主要的性能PTFE分子間或與其他分子間的物理吸引作用力很小01極低的摩擦系數(shù)和良好的自潤(rùn)滑性02磨損性能不好03力學(xué)性能不高（拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剛性、硬度耐疲勞）04受載荷容易發(fā)生蠕變現(xiàn)象

6、，“冷流性”PTFE大分子間的纏結(jié)難發(fā)生PTFE是非極性聚合物PTFE螺旋形構(gòu)象鏈的剛性強(qiáng)，難彎曲PTFE具有優(yōu)異的耐熱性和耐寒性，長(zhǎng)期使用溫度為-195250。短期可在300使用。260開始發(fā)生化學(xué)變化，超過350會(huì)降解。PTFE的線性系數(shù)較大；而且還隨著溫度的提高而有明顯的增大。5.PTFE的熱性能四氟乙烯單體易爆、易自聚。儲(chǔ)存是應(yīng)該避免與氧接觸、并加入阻聚劑四、PTEF的制備1.單體的制備2、聚四氟乙烯單體的成型方法模壓法推壓法纏繞法滾壓法擠壓法粘接法熱定型法3、聚四氟乙烯合成工藝氯仿01二氟一氯甲烷熱裂解、脫氯四氟乙烯過氯化物聚四氟乙烯04熱裂解時(shí)，二氟一氯甲烷預(yù)熱到400，與9501

7、000的過熱蒸汽以1.510的摩爾比混合，進(jìn)入用抗腐蝕材料制成絕熱反應(yīng)器，溫度700900，壓力0.010.02MPa,停留時(shí)間0.051s,轉(zhuǎn)化率為75%80%1乳液聚合，可得粒徑更小的PTFE樹脂顆粒。乳化劑：全氟烯酸2懸浮聚合，可得粒徑為35500umde PTFE樹脂顆粒3本體聚合，但易燃易爆工業(yè)上不采用4.聚合方法致癌物質(zhì)5.聚四氟乙烯的使用優(yōu)點(diǎn)耐高溫耐低溫使用工作溫度達(dá)250具有良好的機(jī)械韌性，即使溫度下降到-196，也能保持5%的伸長(zhǎng)率。耐腐蝕高防滑對(duì)于大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑，表現(xiàn)出惰性、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑。是固體材料中摩擦系數(shù)最低者不粘附無毒害是固體材料中最小的表面張力

8、，不粘附任何物質(zhì)具有生理惰性，作為人工血管和臟器植入體內(nèi)無不良反應(yīng)不足之處：1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)載荷作用下發(fā)生的塑性變形(蠕變)，這給它的應(yīng)用帶來一定的限制。如當(dāng)PTFE用作密封墊時(shí)，為密封嚴(yán)密而把螺栓擰得很緊，以致超過特定的壓縮應(yīng)力時(shí)，會(huì)使墊圈產(chǎn)生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點(diǎn)可通過加入適當(dāng)?shù)奶盍霞案倪M(jìn)零件結(jié)構(gòu)等方法來克服。2、PTFE具有突出的不粘性，限制了其工業(yè)上的應(yīng)用。它是極好的防粘材料，這種性能又使它與其他物件的表面粘合極為困難。3、PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的1020倍，比多數(shù)塑料大，其線膨脹系數(shù)隨著溫度的變化而發(fā)生很不規(guī)律的變化。在應(yīng)用PTFE時(shí)

9、，如果對(duì)這方面性能注意不夠，很容易造成損失聚四氟乙烯的發(fā)展史1938 年，美國(guó)Du Pont 公司開始試制PTFE，1945 年投產(chǎn)。20 世紀(jì)50 年代，英國(guó)、蘇聯(lián)、聯(lián)邦德國(guó)、法國(guó)、意大利和日本也實(shí)現(xiàn)了PTFE 的工業(yè)生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)上海合成橡膠研究所硯為上海市有機(jī)氟材料研究所)于1965 年完成中試投產(chǎn)。目前生產(chǎn)PTFE 的還有上海電化廠、晨光化工研究院等單位。五、PTPE的應(yīng)用低摩擦系數(shù)耐腐蝕耐高低溫電絕緣優(yōu)異不黏附性防腐蝕耐熱的密封件化工設(shè)備、機(jī)械上的防腐零件醫(yī)療用高溫消毒用品、人造血管塑料加工、食品工業(yè)、家用品的防粘層電子電器上的絕緣材料各種活塞環(huán)、軸承、導(dǎo)軌等電子電器上的絕緣材料醫(yī)療上消

10、毒用品、人造血管PTFE的應(yīng)用密封用途1、防腐蝕性能的應(yīng)用由于橡膠、玻璃、金屬合金等材料在耐腐蝕方面存在缺陷，難以滿足條件苛刻的溫度、壓力和化學(xué)介質(zhì)共存的環(huán)境，由此造成的損失相當(dāng)驚人。而PTFE材料以其卓越的耐腐蝕性能，業(yè)已成為石油、化工、紡織等行業(yè)的主要耐腐蝕材料。其具體應(yīng)用包括：輸送腐蝕性氣體的輸送管、排氣管、蒸汽管，軋鋼機(jī)高壓油管，飛機(jī)液壓系統(tǒng)和冷壓系統(tǒng)的高中低壓管道，精餾塔、熱交換器，釜、塔、槽的襯里，閥門等化工設(shè)備。密封件的性能好壞對(duì)整個(gè)機(jī)器設(shè)備的效率與性能都有很大的影響。PTFE材料具有的耐腐蝕、耐老化、低摩擦系數(shù)及不粘性、耐溫范圍廣、彈性好的特性使其非常適合應(yīng)用于制造耐腐蝕要求高

11、，使用溫度高于100的密封件。如機(jī)器、熱交換器、高壓容器、大直徑容器、閥門、泵的槽形法蘭的密封件，玻璃反應(yīng)鍋、平面法蘭、大直徑法蘭的密封件，軸、活塞桿、閥門桿、蝸輪泵、拉桿的密封件等等。2、在醫(yī)療醫(yī)藥方面的應(yīng)用 膨體PTFE材料是純惰性的，具有非常強(qiáng)的生物適應(yīng)性，不會(huì)引起機(jī)體的排斥，對(duì)人體無生理副作用，可用任何方法消毒，且具有多微孔結(jié)構(gòu)，從而可用于多種康復(fù)解決方案，包括用于軟組織再生的人造血管和補(bǔ)片以及用于血管、心臟、普通外科和整形外科的手術(shù)縫合。3、在電子電氣方面的應(yīng)用PTFE材料固有的低損耗與小介電常數(shù)使其可做成漆包線，以用于微型電機(jī)、熱電偶、控制裝置等；PTFE薄膜是制造電容器、無線電絕緣襯墊、絕緣電纜、馬達(dá)及變壓器的理想絕緣材料，也是航空航天等工業(yè)電子部件不可缺少的材料之一；利用氟塑料薄膜對(duì)氧氣透過性大，而對(duì)水蒸汽的透過性小的這種選擇透過性，可制造氧氣傳感器；利用氟塑料在