聚四氟乙烯--機(jī)械性能

【專家解說】：聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，一般稱作“不粘涂層”或“易潔鑊物料”；是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，幾乎不溶于所有的溶劑。同時(shí)，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點(diǎn)，它的摩擦系數(shù)極低，所以可作潤滑作用之余，亦成為了易潔鑊和水管內(nèi)層的理想涂料。 目錄[隱藏] 聚四氟乙烯(PTFE) 使用優(yōu)點(diǎn) 化學(xué)性質(zhì) 物理性質(zhì)力學(xué)性能 耐化學(xué)腐蝕和耐候性 電性能 耐輻射性能 聚合 膨脹系數(shù) 聚四氟乙烯制品成型方法匯總 聚四氟乙烯燒結(jié)工藝物料性能 成型性能 聚四氟乙烯應(yīng)用 聚四氟乙烯分類及其填充產(chǎn)品通用材料 防腐類 密封類 承荷類 絕緣類 防粘類 耐溫類 其他類 聚四氟乙烯(PTFE) 使用優(yōu)點(diǎn) 化學(xué)性質(zhì) 物理性質(zhì) 力學(xué)性能 耐化學(xué)腐蝕和耐候性 電性能 耐輻射性能 聚合 膨脹系數(shù) 聚四氟乙烯制品成型方法匯總 聚四氟乙烯燒結(jié)工藝 物料性能 成型性能 聚四氟乙烯應(yīng)用 聚四氟乙烯分類及其填充產(chǎn)品 通用材料 防腐類 密封類 承荷類 絕緣類 防粘類 耐溫類 其他類 [編輯本段]聚四氟乙烯(PTFE) 聚四氟乙烯（英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]）,被美譽(yù)為/俗稱“塑料王”，中文商品名“鐵氟龍”、“特氟隆”（teflon)、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”等。它是由四氟乙烯經(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(是當(dāng)今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一，除熔融金屬鈉和液氟外，能耐其它一切化學(xué)藥品，在王水中煮沸也不起變化，廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機(jī)溶劑的)、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力、耐溫優(yōu)異（能在+250℃至-180℃的溫度下長期工作）。聚四氟乙烯它本身對人沒有毒性，但是在生產(chǎn)過程中使用的原料之一全氟辛酸銨(PFOA)被認(rèn)為可能具有致癌作用。 溫度 -20～250℃（-4～＋482°F），允許驟冷驟熱，或冷熱交替操作。 壓力 -0.1～6.4Mpa（全負(fù)壓至64kgf/cm2）（Full vacuum to 64kgf/cm2） 它的產(chǎn)生解決了我國化工、石油、制藥等領(lǐng)域的許多問題。聚四氟乙烯密封件、墊圈、墊片. 聚四氟乙烯密封件、墊片、密封墊圈是選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹脂模塑加工制成。聚四氟乙烯與其他塑料相比具有耐化學(xué)腐蝕與的特點(diǎn)，它已被廣泛地應(yīng)用作為密封材料和填充材料。 用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等。一般應(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)、高頻通訊器材、無線電器材等。分散液可用作各種材料的絕緣浸漬液和金屬、玻璃、陶器表面的防腐圖層等。各種聚四氟圈、聚四氟墊片、聚四氟盤根等廣泛用于各類防腐管道法蘭密封。此外，也可以用于抽絲，聚四氟乙烯纖維——氟綸（國外商品名為特氟綸）。 目前，各類聚四氟乙烯制品已在化工、機(jī)械、電子、電器、軍工、航天、環(huán)保和橋梁等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。 聚四氟乙烯(PTFE)使用條件行業(yè) 化工、石化、煉油、氯堿、制酸、磷肥、制藥、農(nóng)藥、化纖、染化、焦化、煤氣、有機(jī)合成、有色冶煉、鋼鐵、原子能及高純產(chǎn)品生產(chǎn)（如離子膜電解），粘稠物料輸送與操作，衛(wèi)生要求高度嚴(yán)格的食品、飲料等加工生產(chǎn)部門。 [編輯本段]使用優(yōu)點(diǎn) 耐高溫——使用工作溫度達(dá)250℃。 耐低溫——具有良好的機(jī)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(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)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)。 聚四氟乙烯相對分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬，高的達(dá)一千萬以上，一般為數(shù)百萬（聚合度在104數(shù)量級，而聚乙烯僅在103）。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(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346.94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1×10-4、4×10-3和9×10-2?？梢姡鬯姆蚁┛稍?260℃長期使用。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。 [編輯本段]化學(xué)性質(zhì) 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，表面及性能保持不變。 不燃性：限氧指數(shù)在90以下。 耐酸堿性：不溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑。 抗氧化性：能耐強(qiáng)氧化劑的腐蝕。 酸堿性：呈中性。 [編輯本段]物理性質(zhì) 密度：2.1–2.3 g/cm³ 聚四氟乙烯的機(jī)械性質(zhì)較軟。具有非常低的表面能。 聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列優(yōu)良的使用性能:耐高溫—長期使用溫度200~260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級絕緣材料。聚四氟乙烯材料，廣泛應(yīng)用在國防軍工、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 。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) 聚四氟乙烯相對分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬，高的達(dá)一千萬以上，一般為數(shù)百萬（聚合度在104數(shù)量級，而聚乙烯僅在103）。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(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346.94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1×10-4、4×10-3和9×10-2?？梢?，聚四氟乙烯可在 260℃長期使用。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。 力學(xué)性能 它的摩擦系數(shù)極小，僅為聚乙烯的1／5，這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力極低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。 聚四氟乙烯在-196～260℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能，全氟碳高分子的特點(diǎn)之一是在低溫不變脆。 耐化學(xué)腐蝕和耐候性 除熔融的堿金屬外，聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無變化，也幾乎不溶于所有的溶劑，只在300℃以上稍溶于全烷烴（約0.1g／100g）。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，對氧、紫外線均極穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性。 電性能 聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低，而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。 耐輻射性能 聚四氟乙烯的耐輻射性能較差（104拉德），受高能輻射后引起降解，高分子的電性能和力學(xué)性能均明顯下降。 聚合 聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。工業(yè)上的聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進(jìn)行的，用以分散反應(yīng)熱，并便于控制溫度。聚合一般在40～80℃，3～26千克力／厘米2壓力下進(jìn)行，可用無機(jī)的過硫酸鹽、有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑，也可以用氧化還原引發(fā)體系。每摩爾四氟乙烯聚合時(shí)放熱171.38kJ。分散聚合須添加全氟型的表面活性劑，例如全氟辛酸或其鹽類。 膨脹系數(shù) （25～250℃）10～12×10-5/℃ [編輯本段]聚四氟乙烯制品成型方法匯總 1、模壓法 2、推壓法 3、皮囊法 4、噴涂法 5、編織法 6、纏繞法 7、滾壓法 8、擠壓法 9、粘接法 10、焊接法 11、熱定型法 12、機(jī)加工法 [編輯本段]聚四氟乙烯燒結(jié)工藝 成型收縮率:3.1-5.0% 成型溫度：330-380℃ 燒結(jié)條件：最好溫度不要超過385度，不然分子會壞死，影響質(zhì)量。 物料性能 長期使用溫度-200--260度，有卓越的耐化學(xué)腐蝕性，對所有化學(xué)品都耐腐蝕，摩擦系數(shù)在塑料中最低，還有很好的電性能，其電絕緣性不受溫度影響，有“塑料王”之稱。 2、 呈透明或半透明狀態(tài)，結(jié)晶度越高，透明性越差。原料多為粉狀樹脂或濃縮分散液，具有極高的分子量，為高結(jié)晶度的熱塑性聚合物。 3、 適于制作耐腐蝕件，減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件1 K) 4、 成型性能 1. 結(jié)晶料,吸濕小. 2.流動性差，極易分解，分解時(shí)產(chǎn)生腐蝕氣體。宜嚴(yán)格控制成型溫度，模具應(yīng)加熱，澆注系統(tǒng)對料流阻力應(yīng)小。 3.粉狀樹脂常采用粉末粉末冶金法成型，使用燒結(jié)方法。燒結(jié)溫度360-375度，不可超過410度。 乳液樹脂通常用冷擠出再燒結(jié)的工藝加工，可在物品表面形成防腐層。如需要求制品透明性，韌性好，應(yīng)采取快速冷卻。也可采取擠壓成型，可以擠出管、棒、型材。 4、PTFE熔體粘度很高，容體粘度隨剪切應(yīng)力的增大而減小，顯示其非牛頓流體的特性。 5、二次加工，可以熱壓復(fù)合、焊接、粘結(jié)、增強(qiáng)、機(jī)械加工等，以制得最終產(chǎn)品。 6、最好用曲線燒結(jié)第一步在120度進(jìn)行干燥 第二步如填充石墨或二流化墨在250度要進(jìn)行溫度處理。 3、第三步在345度處理一次 4、第四步在375度進(jìn)行處理 5、第五步降溫不要太快 [編輯本段]聚四氟乙烯應(yīng)用 聚四氟乙烯可采用壓縮或擠出加工成型；也可制成水分散液，用于涂層、浸漬或制成纖維。 聚四氟乙烯在原子能、國防、航天、電子、電氣、化工、機(jī)械、儀器、儀表、建筑、紡織、金屬表面處理、制藥、醫(yī)療、紡織、食品、冶金冶煉等工業(yè)中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料，絕緣材料，防粘涂層等，使之成為不可取代的產(chǎn)品。 聚四氟乙烯具有杰出的優(yōu)良綜合性能，耐高溫，耐腐蝕、不粘、自潤滑、優(yōu)良的介電性能、很低的摩擦系數(shù)。用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等。一般應(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)、高頻通訊器材、無線電器材等。在PTFE中加入任何可以承受PTFE燒結(jié)溫度的填充劑，它的機(jī)械性能可獲得大大的改善。同時(shí)，保持PTFE其它優(yōu)良性能。填充的品種有玻璃纖維、金屬、金屬化氧化物、石墨、二硫化鉬、碳纖纖、聚酰亞胺、EKONOL…等，耐磨耗、極限PV值可提高1000倍。 特氟龍布聚四氟乙烯管材選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹脂經(jīng)柱塞擠壓加工制成。在已知塑料中聚四氟乙烯具有最好的耐化學(xué)腐蝕性能及介電性能。聚四氟乙烯編織盤根是一種良好的動密封材料。它是由膨體聚四氯乙烯帶條編織而成。聚四氟乙烯編織盤根是一種良好的動密封材料。它是由膨體聚四氯乙烯帶條編織而成。它具有低摩擦系數(shù)、耐磨、耐化學(xué)腐蝕、密封性良好、不水解、不變硬等優(yōu)良性能。用于各種介質(zhì)中工作的襯墊密封件和潤滑材料，以及在各種頻率下使用的電絕緣件。電容器介質(zhì)、道線絕緣、電器儀表絕緣等。聚四氟乙烯 薄膜適用于作電容器介質(zhì)、 特種電纜的絕緣層，導(dǎo)線絕緣，電器儀表絕緣及密封襯墊，還可做不粘帶、密封帶、脫模。 [編輯本段]聚四氟乙烯分類及其填充產(chǎn)品 通用材料 各種棒、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. 防腐類 1.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； 2.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； 3.熱交換器； 4.波紋伸縮管； 5.閥門及泵的主要部件； 6.鋼絲增強(qiáng)滿壓軟管； 7.過濾材料。 聚四氟乙烯膜經(jīng)過縱橫雙向拉伸內(nèi)大量氣孔，是一種新材料，將它與其他織物復(fù)合，即可制成煙塵固相防腐過濾袋或良好的防水透氣、防風(fēng)得暖的雨具運(yùn)動服、防寒服、特種防護(hù)服和輕便帳篷，制藥用空氣壓縮空氣、各種溶劑的無菌過濾及電子工業(yè)中高純氣體的過濾。 密封類 1.靜密封：夾層墊片；坐料帶；彈性密封帶； 2.動密封（編制盤根、環(huán)形密封件）：V型密封體——用于軸、活塞桿、閥門；渦輪泵內(nèi)密封件；聚四氟乙烯與橡膠的復(fù)合密封環(huán)；帶波紋管可伸縮的機(jī)械密封。 承荷類 1.填充聚四氟乙烯軸承，用于食品化工造紙、紡織機(jī)械； 2.多孔銅浸漬氟塑料金屬軸承，可在高溫高壓干摩擦、真空條件下正常使用； 3.聚四氟乙烯纖維軸承的聚四氟乙烯纖維與玻纖或其他纖維混紡的復(fù)合織物制成的軸承內(nèi)襯，用于低速高負(fù)荷； 4.填充聚四氟乙烯活塞環(huán)，導(dǎo)向環(huán)，機(jī)床導(dǎo)軌和橋梁滑塊； 絕緣類 1.電線電纜的C級絕緣材料； 2.雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子引水管和熱電偶的護(hù)套； 3.高頻、超高頻通訊設(shè)備和雷達(dá)的微波絕緣材料； 4.印刷線路基板及馬達(dá)、變壓器（含氣體變壓器）絕緣材料； 5.空調(diào)、電子爐、各種加熱器及六氟化硫斷路器的絕緣材料； 防粘類 1.漿紗機(jī)熱輥上的聚四氟乙烯玻璃布包覆層——可免除化學(xué)漿料形成的粘輥現(xiàn)象，大大提高生產(chǎn)速率和坯布質(zhì)量； 2.食品工業(yè)的微波干燥輸送帶——較之其他材料的輸送帶有不吸收微波能量，不粘物因之有節(jié)電、清潔優(yōu)點(diǎn)； 3.聚乙烯袋裝封口的熱合套防粘材料； 4.防粘涂層——用于廚房用鍋、烘面包的烤模、冷凍食品儲存托盤、電熨斗托底、復(fù)印機(jī)夾輥； 耐溫類 1.微波爐的驅(qū)動傳動裝置，如微波爐的連軸器、滾輪； 2.各種制冷機(jī)、空調(diào)、制氧機(jī)、壓縮機(jī)的耐溫配件； 其他類 1.人體代用動脈、靜脈血管、心臟膜； 2.內(nèi)窺鏡、鉗導(dǎo)管，氣管； 3.其他管、瓶、濾布等醫(yī)療器材。