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鐵氟龍管小姐姐來帶大家具體了解:聚四氟乙烯PTFE是什么材料?

2021-10-29 17:55 作者:鐵氟龍管小姐姐  | 我要投稿

一、什么是聚四氟乙烯?

聚四氟乙烯被稱為“塑料王”,英文名稱為PTFE,也在氟行業(yè)內(nèi)被稱為 Teflon,鐵氟龍,特氟龍,簡稱為“F4”。

氟樹脂之父羅伊·普朗克特1936 年在美國杜邦公司開始研究氟利昂的代用品,他們收集了部分四氟乙烯儲存于鋼瓶中,準(zhǔn)備第二天進行下一步的實驗,可是當(dāng)?shù)诙齑蜷_鋼瓶減壓閥后,卻沒有氣體溢出,他們以為是漏氣,可是將鋼瓶稱量時,發(fā)現(xiàn)鋼瓶并沒有減重。他們鋸開了鋼瓶,發(fā)現(xiàn)了大量的白色粉末,這是聚四氟乙烯。


二、聚四氟乙烯PTFE的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì):

2.1PTFE物理性質(zhì):

? ? 分 子 式:(C 2F4)n;

? ? 分 子 量:100.015612;

? ? 熔 點:327℃;

? ? 沸 點:400℃;

? ? 折 射 率:1.35;

? ?風(fēng)險術(shù)語:R41對眼睛有嚴(yán)重傷害。

? ?安全術(shù)語:S24/25避免與皮膚和眼睛接觸。

? ?其他∶聚四氟乙烯中波的傳播速度為︰207019667.8=0.69v0?


2.2PTFE化學(xué)性質(zhì):

耐大氣老化性:耐輻照性能和長期暴露于大氣中,表面及性能保持不變。

較低的滲透性;

不燃性:限氧指數(shù)在90以下。

耐酸堿性:不溶于強酸、強堿和有機溶劑(包括魔酸,即氟銻磺酸)。

抗氧化性:能耐強氧化劑的腐蝕。

酸堿性:呈中性。

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圖一 PTFE原料 來源:丹凱


三、聚四氟乙烯PTFE的優(yōu)點:

耐高溫——使用工作溫度達250℃。

耐低溫——具有良好的機械韌性;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、能耐強酸強堿、水和各種有機溶劑。

耐氣候——有塑料中最佳的老化壽命。

高潤滑——是固體材料中摩擦系數(shù)最低者。

不粘附——是固體材料中最小的表面張力,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,高的達一千萬以上,一般為數(shù)百萬(聚合度在10^4數(shù)量級,而聚乙烯僅在10^3)。一般結(jié)晶度為90~95%,熔融溫度為327~342℃。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,而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈,氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面。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,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。


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四、聚四氟乙烯PTFE的缺點:

1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長時間連續(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,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,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)奶盍霞案倪M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10~20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。丹凱在應(yīng)用PTFE時,如果對這方面性能注意不夠,很容易造成損失。

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圖二 PTFE管 來源:丹凱


五、聚四氟乙烯PTFE的用途:

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、油墨、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。

3.可推壓成型制成薄壁管、細棒材、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,丹凱用于航天、化工、電子、機械、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、計算機等工業(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、有機溶劑。?


聚四氟乙烯PTFE被稱為塑料王,可見他的性能優(yōu)異,用途廣泛。但PTFE目前最大的難處就是不能注塑,國外已經(jīng)有開發(fā)這種PTFE注塑技術(shù),國內(nèi)也在開發(fā)。


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