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。
