聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型;也可制成水分散液,用于涂层、浸渍或制成纤维。聚四氟乙烯在原子能、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、食品等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料,绝缘材料,防粘涂层等。
化学性质:
绝缘性:不受环境及频率的影响,体积电阻可达1018欧姆·厘米,介质损耗小,击穿电压高。耐高低温性:对温度的影响变化不大,温域范围广,可使用温度-190~260℃。自润滑性:具有塑料中小的摩擦系数,是理想的无油润滑材料。表面不粘性:已知的固体材料都不能粘附在表面上,是一种表面能小的固体材料。
耐大气老化性,耐辐照性能和较低的渗透性:长期暴露于大气中,表面及性能保持不变不燃性:限氧指数在90以下。物理性质
聚四氟乙烯的机械性质较软,具有非常低的表面能。
聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列优良的使用性能:
耐高温—长期使用温度200~260度,耐低温—在-100度时仍柔软;
耐腐蚀—能耐王水和一切有机溶剂;
耐气候—塑料中佳的老化寿命;
高润滑—具有塑料中小的摩擦系数(0.04);
不粘性—具有固体材料中小的表面张力而不粘附任何物质;
无毒害—具有生理惰性;
优异的电气性能,是理想的C级绝缘材料。
聚四氟乙烯材料,广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。产品:聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、车削板材。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。结构式为。20世纪30年代末期发现,40年代投入工业生产。性质 聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较氢稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时,聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-4、4×10-3和9×10-2。可见,聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟yi丁烯等,所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。 力学性能 它的摩擦系数极小,仅为聚乙烯的1/5,这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。
●力学性能:
抗拉强度 σb (MPa):20.7~27.5 ;
伸长率 δ5 (%):250~350 ;
冲击韧性值 αk (J/cm2);
带缺口:≥16.1; 无缺口:>98.1 ;
拉伸弹性模量 (MPa):≥3.92 ;
硬度 :50~65D ;
●热性能:
热变形温度 :1.86MPa:55℃, 0.46MPa:120℃ ;
马丁耐热温度 :250℃ ;
连续使用温度 :250℃ ;
燃烧性:自熄 聚四氟乙烯在-196~260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能,全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。
耐化学腐蚀和耐候性:除熔融的碱金属外,聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、硝酸、盐酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均无变化,也几乎不溶于所有的溶剂,只在300℃以上稍溶于全烷烃(约0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸潮,不燃,对氧、紫外线均极稳定,所以具有优异的耐候性。
●电性能
聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低,而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。耐辐射性能 聚四氟乙烯的耐辐射性能较差(104拉德),受高能辐射后引起降解,高分子的电性能和力学性能均明显下降。
PTFE独特的性能使其在化工、石油、纺织、食品、造纸、医学、电子和机械等工业和海洋作业领域都有着广泛的应用。1、聚四氟乙烯(PTFE) 在建筑上应用PTFE建筑膜材,比如TACONIC公司生产的SOLUS系列产品,已经广泛应用在大型公共设施:体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、站台等。
重量轻:它的重量只是传统建筑材料的一小部分;强度高:玻璃纤维是纺织布料中强度高的,它甚至比同一直径的钢丝还要牢固;柔韧性:不同与大多数固体建筑材料,柔软的Solus产品可被拉伸成各种动态的弧线形状;透光性:通过内外表面的均匀透光,就形成了柔和的散射光线;低维护:在织布使用期限内,只需做极少量的清洁工作。因为织布表面的不粘性强,同时又是绷紧的,所以雨水会把尘土冲洗掉,表面完全惰性化 恶劣的环境,如霉菌,酸雨等将不对织布表面起作用;可焊接性:每个织布构架将被焊接起来成为一体的大顶棚。焊缝的强度会大于织布本身;使用期限长:在其使用期内,PTFE 涂层的玻璃织布几乎无退化。目前,Solus织布估计可使用至少25年;防火性能:Solus织布取得A级防火评估,同时它依然保持很强的透光性;2、聚四氟乙烯(PTFE)在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。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。
3、聚四氟乙烯(PTFE)的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, 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)的理想材料。这是因为该材料的摩擦系数是已知固体材料中低的。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。4、聚四氟乙烯(PTFE)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。5、聚四氟乙烯(PTFE)在yi疗yi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。6、聚四氟乙烯(PTFE)的防粘性能的应用PTFE材料具有固体材料中小的表面张力,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。随着材料应用技术的不断发展,PTFE材料的三大缺点:冷流性、难焊接性、难熔融加工性正在逐渐被克服,从而使它在光学、电子、医学、石油化工输油防渗等多种领域的应用前景更加广阔。