PTFE的性能與應(yīng)用

PTFE的性能與應(yīng)用化學(xué)性質(zhì)絕緣性：不受環(huán)境及頻率的阻礙，本積電阻可達(dá)1018歐姆?厘米，介質(zhì)損耗小，擊穿電壓高。耐高低溫性：對溫度的阻礙轉(zhuǎn)變不大，溫域范圍廣，可利用溫度-190~260°C。自潤滑性：具有塑料中最小的摩擦系數(shù)，是理想的無油潤滑材料。表面不粘性：已知的固本材料都不能粘附在表面上，是一種表面能最小的固本材料。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，表面及性能維持不變不燃性：限氧指數(shù)在90以下。應(yīng)用PTFE獨特的性能使其在化工、石油、紡織、食物、造紙、醫(yī)學(xué)、電子和機械等工業(yè)和海洋作業(yè)領(lǐng)域都有著普遍的應(yīng)用。1、聚四氟乙烯(PTFE)在建筑上應(yīng)用,比如TACONIC公司生產(chǎn)的SOLUS系列產(chǎn)品，已經(jīng)普遍應(yīng)用在大型公共設(shè)施：的屋頂系統(tǒng)、機場大廳、展覽中心、站臺等。重量輕它的重量只是傳統(tǒng)建筑材料的一小部份高玻璃纖維是紡織布料中強度最高的,它乃至比同一直徑的鋼絲還要牢固不同與大多數(shù)固體建筑材料,柔軟的Solus產(chǎn)品可被拉伸成各類動態(tài)的弧線形狀透光性通過內(nèi)外表面的均勻透光,就形成了柔和的散射光線低保護(hù)在織布利用期限內(nèi),只需做極少量的清潔工作。因為織布表面的不粘性強,同時又是繃緊的,因此雨水會把塵土沖洗掉表面完全惰性化惡劣的環(huán)境,如霉菌,酸雨等將不對織布表面起作用可焊接性每一個織布構(gòu)架將被焊接起來成為一體的大頂棚。焊縫的強度會大于織布本身利用期限長在其利用期內(nèi)，PTFE涂層的玻璃織布幾乎無退化。目前，Solus織布估量可利用至少25年防火性能Solus織布取得A級防火評估，同時它仍然維持很強的透光性1、聚四氟乙烯(PTFE)在防侵蝕性能的應(yīng)用由于橡膠、玻璃、金屬合金等材料在耐侵蝕方面存在缺點，難以知足條件苛刻的溫度、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。而PTFE材料以其卓越的耐侵蝕性能，業(yè)已成為石油、化工、紡織等行業(yè)的要緊耐侵蝕材料。其具體應(yīng)用包括：輸送侵蝕性氣體的輸送管、排氣管、蒸汽管，軋鋼機高壓油管，飛機液壓系統(tǒng)和冷壓系統(tǒng)的高中低壓管道，、熱互換器，釜、塔、槽的襯里，閥門等化工設(shè)備。密封件的性能好壞對整個機械設(shè)備的效率與性能都有專門大的阻礙。PTFE材料具有的耐侵蝕、耐老化、低摩擦系數(shù)及不粘性、耐溫范圍廣、彈性好的特性使其超級適合應(yīng)用于制造耐侵蝕要求高，利用溫度高于100°C的密封件。如機械、熱互換器、高壓容器、大直徑容器、閥門、泵的槽形的密封件，玻璃反映鍋、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、聚四氟乙烯(PTFE)的低摩擦性能在載荷方面的應(yīng)用由于有的設(shè)備的摩擦部份不宜加油潤滑，比如在潤滑油脂會被溶劑溶解而失效的場合或造紙、制藥、食物、紡織等工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品需要幸免潤滑油沾污，就使填充PTFE材料成為機械設(shè)備零件無油潤滑(直接經(jīng)受載荷)的最理想材料。這是因為該材料的摩擦系數(shù)是已知固體材料中最低的。其具體用途包括用于化工設(shè)備、造紙機械、農(nóng)業(yè)機械的，用作活塞環(huán)、機床導(dǎo)軌、導(dǎo)向環(huán)；在土木建筑工程普遍用作橋梁、隧道、鋼結(jié)構(gòu)屋架、大型化工管道、貯槽的支承滑塊，和用作橋梁支座和架橋轉(zhuǎn)體等。3、聚四氟乙烯(PTFE)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、熱電偶、操縱裝置等；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；利用薄膜對氧氣透過性大，而對水蒸汽的透過性小的這種選擇透過性，可制造氧氣傳感器；利用氟塑料在高溫、高壓下發(fā)生極向電荷偏離現(xiàn)象的特性，可制造麥克風(fēng)、、機械人上的零件等；利用其低折射率的特性，可制造光導(dǎo)纖維。4、聚四氟乙烯(PTFE)在醫(yī)療醫(yī)藥方面的應(yīng)用膨體PTFE材料是純惰性的，具有超級強的生物適應(yīng)性，可不能引發(fā)機體的排斥，對人體無生理副作用，可用任何方式消毒，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片和用于血管、心臟、一般外科和整形外科的手術(shù)縫合。5、聚四氟乙烯(PTFE)的防粘性能的應(yīng)用PTFE材料具有固體材料中最小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)，同時還具有耐高低溫優(yōu)良的特性，從而使其在諸如制造不粘鍋的防粘方面的應(yīng)用超級普遍。其防粘工藝要緊包括兩種：把PTFE部件或薄片安裝在基體上，和把PTFE涂層或與玻璃復(fù)合的漆布通過熱收縮而套在基材上。隨著材料應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)展，PTFE材料的三大缺點：冷流性、難焊接性、難熔融加工性正在慢慢被克服，從而使它在、電子、醫(yī)學(xué)、石油化工輸油防滲等多種領(lǐng)域的應(yīng)用前景加倍廣漠。PTFE制品常見缺點(1)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。(2)PTFE的導(dǎo)熱系數(shù)低，導(dǎo)熱性能較差，這不僅妨礙它用作軸承材料，而且使得制造厚壁制品時不能淬火。(3)PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的10~20倍，比多數(shù)塑料大，其線膨脹系數(shù)隨著溫度的轉(zhuǎn)變而發(fā)生很不規(guī)律的轉(zhuǎn)變。在應(yīng)用PTFE時，若是對這方面性能注意不夠，很容易造成損失。聚四氟乙烯塑料(PTFE)的應(yīng)用領(lǐng)域聚四氟乙烯(PTFE)以其優(yōu)良的耐高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)固性、專門好的電絕緣性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自潤滑性，已在化工、石油、紡織、電子電氣、醫(yī)療、機械等領(lǐng)域取得了普遍應(yīng)用。氟中聚四氟乙烯(PTFE)的消耗量最大，用途最廣，是氟塑料中的一個重要品種。PTFE具有優(yōu)良的耐高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)固性、專門好的電絕緣性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自潤滑性，有“塑料王”之美稱。該材料最先是為國防和尖端技術(shù)需要而開發(fā)的，而后慢慢推行到民用，其用途涉及航空航天和民用的許多方面，目前在其應(yīng)用領(lǐng)域已成為不可或缺的材料。PTFE的性能特點PTFE是由四氟乙烯單體聚合而成的聚合物，是一種類似于PE的透明或不透明的蠟狀物，其密度為2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)與PE相似，只是聚乙烯中的全數(shù)氫原子都被氟原子所取代。由于C-F鍵鍵能高，性能穩(wěn)固，因此其耐化學(xué)侵蝕性極佳，能夠經(jīng)受除熔融的堿金屬、氟化介質(zhì)和高于300°C的氫氧化鈉之外的所有強酸(包括王水)，和強氧化劑、還原劑和各類有機溶劑的作用；PTFE分子中F原子對稱，C-F鍵中兩種元素以共價鍵結(jié)合，分子中沒有游離的電子，使整個分子呈中性，因此它具有優(yōu)良的介電性能，而且其電絕緣性不受環(huán)境及頻率的阻礙。它的體積電阻大于1017健?m,介電損耗小，擊穿電壓高、耐電弧性好，能在250C的電氣環(huán)境下長期工作；因PTFE分子結(jié)構(gòu)中沒有氫鍵，結(jié)構(gòu)對稱，因此它的結(jié)晶度很高(一樣結(jié)晶度為55%~75%，有時高達(dá)94%),使PTFE耐熱性能極好，其熔融溫度為324C，分解溫度為415C,最高利用溫度為250C，脆化溫度為-190C，熱變形溫度(0.46MPa條件下)為120C。PTFE的力學(xué)性能良好，其拉伸強度為21~28MPa，彎曲強度為11~14MPa,伸長率為250%~300%，對鋼的動靜摩擦系數(shù)均為0.04,比尼龍、聚甲醛、聚酯塑料的摩擦系數(shù)都小。純PTFE強度低、耐磨性差和耐蠕變性不行,通常要在PTFE聚合物中添加一些無機顆粒，如石墨、二硫化鉬、三氧化二鋁、玻纖、碳纖維等來提高其力學(xué)性能；也可利用與其他聚合物如聚苯酯(PHB)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚全氟（乙烯/丙烯）共聚物（PFEP）等共混的方式來擴(kuò)展其阻尼溫度范圍，提高其耐蠕變性。PTFE的用途PTFE獨特的性能使其在化工、石油、紡織、食物、造紙、醫(yī)學(xué)、電子和機械等工業(yè)和海洋作業(yè)領(lǐng)域都有著普遍的應(yīng)用。1、防侵蝕性能的應(yīng)用由于、玻璃、金屬合金等材料在耐侵蝕方面存在缺點，難以知足條件苛刻的溫度、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材料以其卓越的耐侵蝕性能，業(yè)已成為石油、化工、紡織等行業(yè)的要緊耐侵蝕材料。其具體應(yīng)用包括：輸送侵蝕性氣體的輸送管、排氣管、蒸汽管，軋鋼機高壓油管，飛機液壓系統(tǒng)和冷壓系統(tǒng)的高中低壓管道，精餾塔、熱互換器，釜、塔、槽的襯里，閥門等化工設(shè)備。密封件的性能好壞對整個機械設(shè)備的效率與性能都有專門大的阻礙。PTFE材料具有的耐侵蝕、耐老化、低摩擦系數(shù)及不粘性、耐溫范圍廣、彈性好的特性使其超級適合應(yīng)用于制造耐侵蝕要求高，利用溫度高于100°C的密封件。如機械、熱互換器、高壓容器、大直徑容器、閥門、泵的槽形法蘭的密封件，玻璃反映鍋、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2、低摩擦性能在載荷方面的應(yīng)用由于有的設(shè)備的摩擦部份不宜加油潤滑，比如在脂會被溶劑溶解而失效的場合或造紙、制藥、食物、紡織等工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品需要幸免潤滑油沾污，這就使填充PTFE材料成為機械設(shè)備零件無油潤滑（直接經(jīng)受載荷）的最理想材料。這是因為該材料的摩擦系數(shù)是已知固體材料中最低的。其具體用途包括用于化工設(shè)備造紙機械、農(nóng)業(yè)機械的軸承，用作活塞環(huán)、機床導(dǎo)軌、導(dǎo)向環(huán)；在土木建筑工程普遍用作橋梁、隧道、鋼結(jié)構(gòu)屋架、大型化工管道、貯槽的支承滑塊，和用作橋梁支座和架橋轉(zhuǎn)體等。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、熱電偶、操縱裝置等；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；利用氟塑料薄膜對氧氣透過性大，而對水蒸汽的透過性小的這種選擇透過性，可制造氧氣傳感器；利用氟塑料在高溫、高壓下發(fā)生極向電荷偏離現(xiàn)象的特性，可制造麥克風(fēng)、揚聲器、機械人上的零件等；利用其低折射率的特性，可制造光導(dǎo)纖維。4、在醫(yī)療醫(yī)藥方面的應(yīng)用膨體PTFE材料是純惰性的，具有超級強的生物適應(yīng)性，可不能引發(fā)機體的排斥，對人體無生理副作用，可用任何方式消毒，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片和用于血管、心臟、一般外科和整形外科的手術(shù)縫合。5、防粘性能的應(yīng)用PTFE材料具有固體材料中最小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)，同時還具有耐高低溫優(yōu)良的特性，從而使其在諸如制造不粘鍋的防粘方面的應(yīng)用超級普遍。其防粘工藝要緊包括兩種：把PTFE部件或薄片安裝在基體上，和把PTFE涂層或與玻璃復(fù)合的漆布通過熱收縮而套在基材上。隨著材料應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)展，PTFE材料的三大缺點：冷流性、難焊接性、難熔融加工性正在慢慢被克服，從而使它在光學(xué)、電子、醫(yī)學(xué)、石油化工輸油防滲等多種領(lǐng)域的應(yīng)用前景加倍廣漠。聚四氟乙烯的優(yōu)勢聚四氟乙烯簡稱PTFE,它是由單體四氟乙烯經(jīng)自由基聚合取得的全氟化聚合物，其結(jié)構(gòu)式為。它是1938年由美國人R.Plunkett發(fā)明。它的分子結(jié)構(gòu)中，碳原子周圍被4個氟原子包圍，由于氟原子的共價半徑(0.064nm)大于氫原子的半徑(0.028nm),氟原子排列起來能夠把碳鏈包圍住，又由于氟原子相互排斥，使整個大分子鏈不像碳?xì)浞肿渔溡粯映输忼X形，而是呈螺旋結(jié)構(gòu)如圖1所示，類似于人類的DNA螺旋，該螺旋構(gòu)象正好包圍在PTFE易受化學(xué)侵襲的碳鏈骨架外，形成了一個緊密的完全“氟代”的愛惜層，使PTFE主鏈不受外界任何試劑的侵襲，使PTFE具有其他材料無法比擬的耐溶劑性、化學(xué)穩(wěn)固性和低的內(nèi)聚能密度。該螺旋結(jié)構(gòu)決定了PTFE的耐化學(xué)性能。SIKSMFtg1SIKSMFtg1thespiral聚四氟乙烯的螺旋結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯是一種具有優(yōu)良的耐化學(xué)性且耐高低溫的碳氟化學(xué)物，即便暴露在空氣中也可不能變質(zhì)，可在-200~250C范圍內(nèi)長期利用。由于分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子吸電子團(tuán)阻礙，PTFE表現(xiàn)出高度的化學(xué)穩(wěn)固性，幾乎耐一切酸堿等化學(xué)物質(zhì)的侵入，突出的不粘性，異樣的潤滑性和優(yōu)良的電絕緣性能，耐老化性和抗輻射性，極小的吸水率等特點被稱為“塑料王”。普遍地應(yīng)用于航空航天、石油化工、機械、電子、電器、建筑、紡織等諸多領(lǐng)域。正是由于這些特性，它一顯現(xiàn)就被秘密應(yīng)用在軍事工業(yè)，直到20世紀(jì)50年代才應(yīng)用到靜態(tài)密封上來，和一樣的螺旋密封件相較，它是一種專門好的彈性密封材料。聚四氟乙烯(PTFE)樹脂是美國化學(xué)家普倫凱特(Plunket)博士于1938年第一研制出來的，到20世紀(jì)50年代國外實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，我國是在20世紀(jì)60年代正式投產(chǎn)。PTFE俗稱“塑料王”，以其獨特的性能而被普遍地應(yīng)用于方方面面。它具有耐高溫、不氧化、不溶解、專門好的化學(xué)穩(wěn)固性和極為優(yōu)良的介電性能，使其成為化學(xué)、機械等工業(yè)為主的幾乎所有產(chǎn)業(yè)部門不可缺少的重要材料之一。PTFE樹脂多為粉末狀或分散液，具有極高的相對分子質(zhì)量(8.88x106~3.17x107)和高結(jié)晶度(92%--98%),熔點327°C，由于其分子結(jié)構(gòu)中存在強的F-C鍵，使其具有以下要緊性能：①耐化學(xué)藥品性：除能與熔融的鈉金屬、氟和強的氟化介質(zhì)和高于300C的氫氧化鈉反映外，幾乎對所有的經(jīng)常使用化學(xué)藥品成惰性；②耐熱性：260C以下不發(fā)生熱老化現(xiàn)象；③電性能：具有良好的電絕緣性，較高的耐電弧性，體積電阻率大于|x1016Q.m，且不隨溫度而轉(zhuǎn)變；④潤滑性：在較寬的溫度范麗內(nèi)具有低的摩擦系數(shù)；⑤耐輻射性：在真空中，輻照劑量為最大值時，仍可維持原有拉伸強度的50%；⑥低滲透性：具有較低的滲透性，除對其組成相似的氟碳化合物有較高的滲透率外，對大部份氣體和液體的滲透性較??；⑦耐候性：不受氣候阻礙，可在任何氣候下暴露10年以上；⑧不燃性：極限氧指數(shù)在90以上；⑨不黏性：幾乎所有黏性物質(zhì)都不能黏附在它的表面上；⑩耐高低溫性：可在一250?250C溫度范圍內(nèi)利用。由于PTFE具有以上優(yōu)良性能而被稱為“塑料王”，普遍地應(yīng)用于國防、航空航天、石油化工、電子、機械等各個領(lǐng)域。低分子量聚四氟乙烯可稱為PTFE微粉、PTFE蠟、PTFE干粉潤滑劑等。低分子量PTFE其分子量一般只有3?20萬，乃至有的不到1萬，其平均粒徑為1~20um,—樣在1~5um用途最大。由于其分子量低，熔點一樣在315~320°C,盡管它的耐候性、耐化學(xué)藥品性、自潤滑性和不粘接性與通用PTFE分子量沒有區(qū)別，但其耐熱性下降，結(jié)晶度大大提高，抗張強度下降幅度專門大，已不適合用來做模壓制品。由于低分子量PTFE的分子量低，粒子粒度細(xì)且軟、有較好的分散能力、能均勻地分散于其他基材中從而改變其特性。因此，它的要緊用途是在其他材料頂用作為添加劑，改善潤滑性、增加剝離性，改善耐磨性，給予抗污性和耐擦傷，提高阻燃性及增加拒水性。低分子量PTFE粉末加到油墨、油漆、涂料、天然漆、潤滑脂、潤滑劑、油品、熱塑性塑料、熱固性樹脂和彈性體中。低分子量PTFE的制備方式有PTFE聚合、高分子量PTFE熱裂解及輻射裂解等方式。制備的方式?jīng)Q定了低分子量PTFE粉末的結(jié)構(gòu)形態(tài)、分子量及其散布。聚四氟乙烯的缺點盡管聚四氟乙烯材料性能穩(wěn)固，但其缺點也很明顯。聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長時刻持續(xù)載荷作用下發(fā)生的塑性變形(蠕變)，這給它的應(yīng)用帶來必然的限制。如當(dāng)PTFE用作密封墊時，為密封周密而把螺栓擰得很緊，以致超過特定的緊縮應(yīng)力時，會使墊圈產(chǎn)生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點可通過加入適當(dāng)?shù)奶盍霞案牧剂慵Y(jié)構(gòu)等方式來克服。聚四氟乙烯的熔體粘度很高，在高溫下也不流動。它在熔點(327°C)以上，熔體粘度達(dá)到1010Pa.s，即便加熱到分解溫度也不流動，這就使它不能采納一樣熱塑性塑料的成型方式，而要采納類似粉末冶金那樣的燒結(jié)方式成型。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。PTFE的導(dǎo)熱系數(shù)低，導(dǎo)熱性能較差，這不僅妨礙它用作軸承材料，而且使得制造厚壁制品時不能淬火。⑸PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的10~20倍，比多數(shù)塑料大，其線膨脹系數(shù)隨著溫度的轉(zhuǎn)變而發(fā)生很不規(guī)律的轉(zhuǎn)變。在應(yīng)用PTFE時，若是對這方面性能注意不夠，很容易造成損失。(6)在400°C以上加熱時，聚四氟乙烯的裂解速度慢慢加速，分解產(chǎn)物主若是四氟乙烯、全氟丙烯和八氟環(huán)丁烷。在475C以上，分解產(chǎn)物有極少量劇毒的全氟異丁烯。注意加熱溫度不能超過400°C，且實驗室要有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，利于排除毒性氣體。聚四氟乙烯制品有哪些分類一、通用材料各類棒、管、板膜、帶、繩、盤根、墊片,及用石墨、二硫化鉬、三氧化二鋁、玻纖、碳纖維作為填充物,來提高純聚四氟乙烯力學(xué)性能.二、防腐類管道及配件：純聚四氟乙烯管；聚四氟乙烯內(nèi)襯管；外纏玻鋼鋼管；鋼復(fù)合法蘭；化工容器內(nèi)襯：聚四氟乙烯內(nèi)襯釜；聚四氟乙烯內(nèi)襯槽；聚四氟乙烯內(nèi)襯塔；熱互換器；波