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  • 塑料王:聚四氟乙烯(PTFE)

    2020-09-07
    塑料王:聚四氟乙烯(PTFE)詳解
     
    聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,簡寫為PTFE),俗稱“塑料王”,為以四氟乙烯作為單體聚合制得的聚合物。
     
     
    聚四氟乙烯的物理特性:
     
    性狀:有顆粒狀、粉狀和分散液三類,中性時透明,厚度增加而成灰白色
    密度(g/mL,25ºC):2.1~2.3 
    熔點(ºC):327
    沸點(ºC,常壓):400
    折射率:1.37(20ºC) 
    溶解性:不溶于任何溶劑
    膨脹系數(25~250℃)10~12×10-5/℃
    導熱系數:0.19~0.25 W/m.K
    體積電阻率百度 Ωm ≥1×1015  表面電阻率 Ω >1010  耐 電 弧 s ≥300  拉伸強度 MPa 27.6  斷裂伸長率 % 238  
    壓縮彈性模量 MPa 280  壓縮強度5% MPa 12.9  
    沖擊強度(缺口) KJ/m2 2.0  
    彎曲強度 MPa 20.7  
    彎曲彈性模量 MPa 700  
    磨擦系數(負荷2MPa)(時間30mm) 0.11 
     磨損量(同上) mg 249  磨痕寬度(同上) mm 15.8 
    聚四氟乙烯的化學特性:
    聚四氟乙烯的化學特性最為突出的就是他的穩定性,幾乎不溶于任何溶液。這使得他具有以下超強特點:
    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——對大多數化學藥品和溶劑,表現出惰性、
     
    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。無毒害——具有生理惰性,作為人工血管和臟器長期植入體內無不良反應。
    聚四氟乙烯的制備方法:
    工業上采用懸浮聚合法或乳液聚合法生產
    1. 單體四氟乙烯的制備 
    工業上以三氯甲烷為原料,用無水氫氟酸使三氯甲烷氟化,反應溫度在65ºC以上,用五氯化銻為催化劑,最后用熱裂法制成四氟乙烯。也可用鋅在高溫下與四氟二氯乙烷作
     
    用制得四氟乙烯。
    2. 聚四氟乙烯的制備
    在搪瓷或不銹鋼聚合釜中,以水為介質,過硫酸鉀為引發劑,全氟羧酸銨鹽為分散劑,氟碳化合物為穩定劑,四氟乙烯經氧化還原聚合而制得聚四氟乙烯。 
    聚四氟乙烯的歷史
    聚四氟乙烯由杜邦公司科學家羅伊·普倫基特于上個世紀50年代發明。(不粘鍋也是羅伊·普倫基特發明的)
    聚四氟乙烯的應用:
    1、防腐蝕性能的應用
      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、壓力和化學介質共存的環境,由此造成的損失相當驚人。而ptfe材料以其卓越的
     
    耐腐蝕性能,業已成為石油、化工、紡織等行業的主要耐腐蝕材料。其具體應用包括:輸送腐蝕性氣體的輸送管、排氣管、蒸汽管,軋鋼機高壓油管,飛機液壓系統和冷壓
     
    系統的高中低壓管道,精餾塔、熱交換器,釜、塔、槽的襯里,閥門等化工設備。
      密封件的性能好壞對整個機器設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、低摩擦系數及不粘性、耐溫范圍廣、彈性好的特性使其非常適合應
     
    用于制造耐腐蝕要求高,使用溫度高于100℃的密封件。如機器、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、低摩擦性能在載荷方面的應用
      由于有的設備的摩擦部分不宜加油潤滑,比如在潤滑油脂會被溶劑溶解而失效的場合或者造紙、制藥、食品、紡織等工業領域的產品需要避免潤滑油沾污,這就使填充
     
    ptfe材料成為機械設備零件無油潤滑(直接承受載荷)的最理想材料。這是因為該材料的摩擦系數是已知固體材料中最低的。其具體用途包括用于化工設備、造紙機械、農業
     
    機械的軸承,用作活塞環、機床導軌、導向環;在土木建筑工程廣泛用作橋梁、隧道、鋼結構屋架、大型化工管道、貯槽的支承滑塊,以及用作橋梁支座和架橋轉體等。
    3、在電子電氣方面的應用
    ptfe材料固有的低損耗與小介電常數使其可做成漆包線,以用于微型電機、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、馬達及變壓器的理
     
    想絕緣材料,也是航空航天等工業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、高壓下發生極向電荷偏離現象的特性,可制造麥克風、揚聲器、機器人上的零件等;利用其低折射率的特性,可制造光導纖維。
    4、在醫療醫藥方面的應用
      膨體ptfe材料是純惰性的,具有非常強的生物適應性,不會引起機體的排斥,對人體無生理副作用,可用任何方法消毒,且具有多微孔結構,從而可用于多種康復解決
     
    方案,包括用于軟組織再生的人造血管和補片以及用于血管、心臟、普通外科和整形外科的手術縫合。
    5、防粘性能的應用
    ptfe材料具有固體材料中最小的表面張力,不粘附任何物質,同時還具有耐高低溫優良的特性,從而使其在諸如制造不粘鍋的防粘方面的應用非常廣泛。其防粘工藝主要包
     
    括兩種:把ptfe部件或薄片安裝在基體上,以及把ptfe涂層或與玻璃復合的漆布經過熱收縮而套在基材上。

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