第十一章：氟塑料

1、第十一章：氟塑料第十一章：氟塑料第一節(jié)：概述第一節(jié)：概述 v 氟塑料是含有氟原子的各種塑料總稱。氟塑料是含有氟原子的各種塑料總稱。 氟塑料的第一種產(chǎn)品是聚三氟氯乙烯氟塑料的第一種產(chǎn)品是聚三氟氯乙烯（PCTFE），），于于1934年研制成功，年研制成功，1948年實(shí)現(xiàn)年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)化生產(chǎn)。 聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（PTFE）于于1938年由美國(guó)杜邦年由美國(guó)杜邦公司首先發(fā)現(xiàn)，公司首先發(fā)現(xiàn)，1941年中試年中試，1949年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。生產(chǎn)。 v 目前氟塑料主要品種除目前氟塑料主要品種除PCTFE、PTFE外，外，還有聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、乙烯與四氟乙還有聚全氟乙丙烯、聚偏

2、氟乙烯、乙烯與四氟乙烯共聚物等。烯共聚物等。其中應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的是其中應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的是PTFE，其次是，其次是PCTFE、聚偏氟乙烯和聚全氟乙、聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯。丙烯。第二節(jié)：聚四氟乙烯第二節(jié)：聚四氟乙烯一、合成一、合成v PTFE是由四氟乙烯單體在游離引發(fā)劑存在是由四氟乙烯單體在游離引發(fā)劑存在下聚合得到的。下聚合得到的。二、二、PTFE的結(jié)構(gòu)和性能的結(jié)構(gòu)和性能1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)v 分子式為：分子式為： 與碳鏈相結(jié)合的完全是氟原子，與碳鏈相結(jié)合的完全是氟原子，分子鏈的規(guī)分子鏈的規(guī)整性和對(duì)稱性極好。大分子鏈為線型結(jié)構(gòu)，幾乎整性和對(duì)稱性極好。大分子鏈為線型結(jié)構(gòu)，幾乎沒有支鏈，沒有支鏈

3、，容易形成有序排列，容易形成有序排列，極易結(jié)晶，且結(jié)極易結(jié)晶，且結(jié)晶都很高，晶都很高，一般制品的結(jié)晶度為一般制品的結(jié)晶度為5775%，最高，最高可達(dá)可達(dá)9397%。v PTFE分子中，碳鏈兩側(cè)具有電負(fù)性極強(qiáng)分子中，碳鏈兩側(cè)具有電負(fù)性極強(qiáng)的氟原子，氟原子之間的斥力很大，所以該大的氟原子，氟原子之間的斥力很大，所以該大分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難，分子鏈僵硬，這種特性分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難，分子鏈僵硬，這種特性使其熔點(diǎn)可高達(dá)使其熔點(diǎn)可高達(dá)327。溫度達(dá)到熔點(diǎn)后，不。溫度達(dá)到熔點(diǎn)后，不能能成為可流動(dòng)的熔體，在溫度達(dá)到分解溫度時(shí)，成為可流動(dòng)的熔體，在溫度達(dá)到分解溫度時(shí)，還沒有發(fā)生可觀察到的流動(dòng)。因此不能用加工還沒有

4、發(fā)生可觀察到的流動(dòng)。因此不能用加工一般熱塑性塑料的方法加工一般熱塑性塑料的方法加工PTFE。 大分子中只有（穩(wěn)定的）大分子中只有（穩(wěn)定的）CF鍵和鍵和CC鍵。鍵。從空間上講，碳鏈周圍圍著一層氟原子，由于氟從空間上講，碳鏈周圍圍著一層氟原子，由于氟原子體積較大，把主鏈上的碳原子屏蔽起來，這原子體積較大，把主鏈上的碳原子屏蔽起來，這種結(jié)構(gòu)使其具有既耐高溫又耐腐蝕的特性。種結(jié)構(gòu)使其具有既耐高溫又耐腐蝕的特性。故有故有“塑料王塑料王”之稱。之稱。 在大分子中在大分子中，氟原子的相互排斥力很大，氟原子的相互排斥力很大，CF鍵呈螺旋形的空間排列，使整個(gè)大分子偶鍵呈螺旋形的空間排列，使整個(gè)大分子偶極距接近于

5、零。因此大分子不帶極性，其介電極距接近于零。因此大分子不帶極性，其介電常數(shù)很小，具有極其優(yōu)良的電性能。這種螺旋常數(shù)很小，具有極其優(yōu)良的電性能。這種螺旋形空間排列也有利于其耐寒性的提高。形空間排列也有利于其耐寒性的提高。PTFE 四氟乙烯131 螺旋螺旋 90C以下以下 大分子的表面自由能很低，大分子的表面自由能很低，幾乎所有材料都幾乎所有材料都不能粘附在其表面，不能粘附在其表面，從而使其表面極端惰性。從而使其表面極端惰性。由由于其表面對(duì)其它分子的吸引力很小，故于其表面對(duì)其它分子的吸引力很小，故具有非常具有非常小的摩擦因數(shù)。小的摩擦因數(shù)。 其分子鏈中不存在雙鍵，而主鏈上的碳原子其分子鏈中不存在雙

6、鍵，而主鏈上的碳原子又被遮蔽起來，所以耐候性也很好。又被遮蔽起來，所以耐候性也很好。 PCTFE是一種直鏈的高分子化合物，是一種直鏈的高分子化合物，由于大分子中氯原子的引入，破壞了分子的對(duì)由于大分子中氯原子的引入，破壞了分子的對(duì)稱性，但大分子鏈還是比較規(guī)整，易于結(jié)晶，結(jié)稱性，但大分子鏈還是比較規(guī)整，易于結(jié)晶，結(jié)晶度雖低于晶度雖低于PTFE，但最高仍可達(dá)，但最高仍可達(dá)8590%。結(jié)晶。結(jié)晶度受熱處理?xiàng)l件影響。度受熱處理?xiàng)l件影響?？稍诳稍?080%范圍內(nèi)變動(dòng)范圍內(nèi)變動(dòng)晶體屬六方晶系，晶胞尺寸為晶體屬六方晶系，晶胞尺寸為65nm和和35nm，在，在這種晶體中，大分子鏈呈螺旋形，結(jié)晶度還與分這種晶體中

7、，大分子鏈呈螺旋形，結(jié)晶度還與分子量有關(guān)，分子量越大，結(jié)晶度越小。當(dāng)子量有關(guān)，分子量越大，結(jié)晶度越小。當(dāng)PCTFE熔體被驟冷時(shí)，成為無定形聚合物。熔體被驟冷時(shí)，成為無定形聚合物。 大分子鏈中含有較穩(wěn)定的大分子鏈中含有較穩(wěn)定的CF鍵鍵和和CCl鍵，因而其耐熱性比較高，但鍵，因而其耐熱性比較高，但CCl鍵的鍵能比鍵的鍵能比CF鍵能小，所以耐鍵能小，所以耐熱性比熱性比PTFE低。其熔點(diǎn)為低。其熔點(diǎn)為215，Tg約約為為58，當(dāng)其加熱到熔點(diǎn)以上，晶體熔，當(dāng)其加熱到熔點(diǎn)以上，晶體熔化，呈粘流態(tài)，可采用一般熱塑性塑料化，呈粘流態(tài)，可采用一般熱塑性塑料的加工方法。的加工方法。 由于氯原子的引入，分子間的作用

8、力增由于氯原子的引入，分子間的作用力增大，使聚合物硬，其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度等比大，使聚合物硬，其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度等比PTFE皆有提高。皆有提高。 氯、氟原子的體積都比較大，能把主鏈屏氯、氟原子的體積都比較大，能把主鏈屏蔽起來，因而使其具有良好的耐腐蝕性。但其耐蔽起來，因而使其具有良好的耐腐蝕性。但其耐腐蝕性不如腐蝕性不如PTFE，在高溫下能夠溶解于某些高，在高溫下能夠溶解于某些高度鹵化的溶劑中。度鹵化的溶劑中。v LDPE PTFE HDPE相對(duì)密度：相對(duì)密度： 0.9100.925 2.12.2 0.9410.965 拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度MPa ： 715 1530 2137拉伸彈性模量拉伸彈

9、性模量MPa ： 100300 400 4001100邵氏硬度：邵氏硬度： 4146 5570 6070 2. PTFE的主要性能的主要性能具有優(yōu)良的綜合性能具有優(yōu)良的綜合性能 熱性能：熱性能： PTFE具有優(yōu)良的耐熱性和耐寒性具有優(yōu)良的耐熱性和耐寒性。長(zhǎng)期使長(zhǎng)期使用溫度用溫度為為-195250，耐高溫老化性能優(yōu)異耐高溫老化性能優(yōu)異。PTFE的熔點(diǎn)為的熔點(diǎn)為327，加熱到熔點(diǎn)以上仍無粘，加熱到熔點(diǎn)以上仍無粘流態(tài)轉(zhuǎn)變，溫度上升到流態(tài)轉(zhuǎn)變，溫度上升到390時(shí)開始分解時(shí)開始分解。 導(dǎo)熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)比多數(shù)塑料大導(dǎo)熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)比多數(shù)塑料大，并并隨著溫度的隨著溫度的而而。 化學(xué)性能：化學(xué)性能

10、： PTFE具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，PTFE只有在只有在高溫下才與熔融堿金屬、三氟化氯等會(huì)有明顯的高溫下才與熔融堿金屬、三氟化氯等會(huì)有明顯的作用。作用。PTFE通常在高于通常在高于390時(shí)才發(fā)生分解。故時(shí)才發(fā)生分解。故有有“塑料王塑料王”之稱之稱。v PTFE耐輻射性能差，經(jīng)射線輻射后分解放出耐輻射性能差，經(jīng)射線輻射后分解放出CF4氣體，分子量降低，性能變劣。氣體，分子量降低，性能變劣。 PTFE耐候性優(yōu)良耐候性優(yōu)良。 力學(xué)性能力學(xué)性能： PTFE的力學(xué)性能、剛度、硬度等較其它塑的力學(xué)性能、剛度、硬度等較其它塑料差。料差。 PTFE的摩擦因數(shù)是塑料中最低的。的摩擦因數(shù)是塑料中

11、最低的。 PTFE的摩擦因數(shù)小，動(dòng)靜摩擦因數(shù)相接的摩擦因數(shù)小，動(dòng)靜摩擦因數(shù)相接近，因此近，因此是一種良好的減摩、自潤(rùn)滑材料。是一種良好的減摩、自潤(rùn)滑材料。PTFE抗蠕變性差?？谷渥冃圆睢?電性能電性能：v PTFE大分子無極性，不吸濕并具有耐熱性，大分子無極性，不吸濕并具有耐熱性，一種優(yōu)良的電絕緣材料。一種優(yōu)良的電絕緣材料。三、三、PTFE的成型加工的成型加工1. 加工工藝特性加工工藝特性v PTFE雖然屬于直鏈熱塑性高聚物，但是加熱雖然屬于直鏈熱塑性高聚物，但是加熱到其熔點(diǎn)到其熔點(diǎn)327以上溫度時(shí)，只是形成無定形的凝以上溫度時(shí)，只是形成無定形的凝膠態(tài)，其膠態(tài)，其a約約10111012 Pas

12、，不能流動(dòng)，因此，不能流動(dòng)，因此不能用一般熱塑性塑料的加工方法加工，而采用不能用一般熱塑性塑料的加工方法加工，而采用類似類似“粉末冶金粉末冶金”那種冷壓燒結(jié)的方法成行。那種冷壓燒結(jié)的方法成行。 PTFE為白色纖維狀細(xì)粉末，容易結(jié)塊成為白色纖維狀細(xì)粉末，容易結(jié)塊成型，能夠在室溫下壓制成不同形狀密實(shí)的型型，能夠在室溫下壓制成不同形狀密實(shí)的型坯。經(jīng)壓制的型坯具有一定的強(qiáng)度，在送入坯。經(jīng)壓制的型坯具有一定的強(qiáng)度，在送入加熱爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)過程中，其表面能量不穩(wěn)加熱爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)過程中，其表面能量不穩(wěn)定的顆粒團(tuán)熔融粘結(jié)，經(jīng)冷卻凝結(jié)成堅(jiān)實(shí)的定的顆粒團(tuán)熔融粘結(jié)，經(jīng)冷卻凝結(jié)成堅(jiān)實(shí)的制品。制品。 PTFE燒結(jié)成型中要

13、嚴(yán)格控制加熱溫度和時(shí)燒結(jié)成型中要嚴(yán)格控制加熱溫度和時(shí)間，因其導(dǎo)熱系數(shù)小，傳熱差，如果溫度超過間，因其導(dǎo)熱系數(shù)小，傳熱差，如果溫度超過390，就會(huì)發(fā)生分解，并放出有毒的氣體。，就會(huì)發(fā)生分解，并放出有毒的氣體。 PTFE冷卻收縮和受熱膨脹比大多數(shù)塑料冷卻收縮和受熱膨脹比大多數(shù)塑料大大。例如在室溫下模壓的型坯冷卻至。例如在室溫下模壓的型坯冷卻至180時(shí)時(shí)收縮率達(dá)收縮率達(dá)2%，而從室溫加熱到，而從室溫加熱到260時(shí)其膨脹達(dá)時(shí)其膨脹達(dá)4%。這一特點(diǎn)在成型加工時(shí)需要特別引起注意。這一特點(diǎn)在成型加工時(shí)需要特別引起注意。2. PTFE的成型加工的成型加工 方法主要有方法主要有壓塑燒結(jié)壓塑燒結(jié)、 擠出成型擠出成

14、型、 推壓成型推壓成型、 液壓成型液壓成型、 壓塑型坯切削法壓塑型坯切削法等。等。 以上諸方法都必須先后經(jīng)過以上諸方法都必須先后經(jīng)過制型坯制型坯、燒結(jié)燒結(jié)、冷卻冷卻三個(gè)步驟。三個(gè)步驟。 壓塑燒結(jié)成型壓塑燒結(jié)成型 型坯制造型坯制造：將懸浮聚合的將懸浮聚合的PTFE粉末經(jīng)粉末經(jīng)20目篩網(wǎng)過篩目篩網(wǎng)過篩后，按制品所需要的重量加入模具內(nèi)，并使物料均勻地分后，按制品所需要的重量加入模具內(nèi)，并使物料均勻地分布在型腔里，然后將模具放入壓機(jī)，緩慢升壓。布在型腔里，然后將模具放入壓機(jī)，緩慢升壓。升壓速度升壓速度（指陽模壓入的速度）（指陽模壓入的速度）根據(jù)制件的高度和形狀而定，通常根據(jù)制件的高度和形狀而定，通常直

15、徑大而高的型坯，升壓速度較慢，為直徑大而高的型坯，升壓速度較慢，為510 mm/min ；一般的型坯，升壓速度在一般的型坯，升壓速度在1020 mm/min。通常壓塑壓力通常壓塑壓力為為3050 MPa，當(dāng)施加壓力達(dá)到規(guī)定值后，尚需保壓一，當(dāng)施加壓力達(dá)到規(guī)定值后，尚需保壓一段時(shí)間，段時(shí)間，直徑大而壁厚的制品，保壓時(shí)間為直徑大而壁厚的制品，保壓時(shí)間為1015 min，一般制件保壓時(shí)間為一般制件保壓時(shí)間為35 min。當(dāng)當(dāng)達(dá)到規(guī)定的保壓時(shí)間達(dá)到規(guī)定的保壓時(shí)間后，緩慢卸壓，最后取出制品。后，緩慢卸壓，最后取出制品。燒結(jié)燒結(jié)：一般是在熱空氣循環(huán)回轉(zhuǎn)式燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)一般是在熱空氣循環(huán)回轉(zhuǎn)式燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn) 行。將

16、制好的型坯放入燒結(jié)爐中，型坯行。將制好的型坯放入燒結(jié)爐中，型坯 在其中從室溫加熱到樹脂的熔點(diǎn)以上，在其中從室溫加熱到樹脂的熔點(diǎn)以上， 并在該溫度下保持一段時(shí)間，從而使顆并在該溫度下保持一段時(shí)間，從而使顆 粒的樹脂互相擴(kuò)張，最后粘結(jié)熔合成為粒的樹脂互相擴(kuò)張，最后粘結(jié)熔合成為 密實(shí)的整體。密實(shí)的整體。燒結(jié)的過程為相變過程，燒結(jié)的過程為相變過程， 當(dāng)燒結(jié)溫度超過熔點(diǎn)時(shí)，大分子結(jié)構(gòu)中當(dāng)燒結(jié)溫度超過熔點(diǎn)時(shí)，大分子結(jié)構(gòu)中 的晶體全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形結(jié)構(gòu)，這時(shí)型的晶體全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形結(jié)構(gòu)，這時(shí)型 坯外觀由白色不透明變?yōu)槟z狀彈性透明坯外觀由白色不透明變?yōu)槟z狀彈性透明 體，待這一轉(zhuǎn)變過程充分完成后，方可體，待這一轉(zhuǎn)

17、變過程充分完成后，方可 進(jìn)行冷卻。進(jìn)行冷卻。升溫升溫：是將型坯由室溫加熱到燒結(jié)溫度是將型坯由室溫加熱到燒結(jié)溫度370380 的過程，的過程，由于由于PTFE的傳熱性能差，所以加熱應(yīng)的傳熱性能差，所以加熱應(yīng) 按照一定的升溫速度進(jìn)行，升溫速度應(yīng)試型坯的按照一定的升溫速度進(jìn)行，升溫速度應(yīng)試型坯的 大小、厚薄等因素而定。大型制品通常為大小、厚薄等因素而定。大型制品通常為 3040/ h，小型制品可采用，小型制品可采用80120/ h。保溫保溫：是將達(dá)到燒結(jié)溫度的型坯在該溫度下保持一段時(shí)是將達(dá)到燒結(jié)溫度的型坯在該溫度下保持一段時(shí) 間，使其完全形成膠狀透明體。間，使其完全形成膠狀透明體。保溫時(shí)間的長(zhǎng)短保溫

18、時(shí)間的長(zhǎng)短 主要取決于燒結(jié)溫度、樹脂的熱穩(wěn)定性以及制品主要取決于燒結(jié)溫度、樹脂的熱穩(wěn)定性以及制品 的厚度。燒結(jié)溫度高時(shí)，保溫時(shí)間應(yīng)短些；熱穩(wěn)的厚度。燒結(jié)溫度高時(shí)，保溫時(shí)間應(yīng)短些；熱穩(wěn) 定性差的樹脂，保溫時(shí)間也應(yīng)短些；大型厚壁制定性差的樹脂，保溫時(shí)間也應(yīng)短些；大型厚壁制 件，保溫時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)些。件，保溫時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)些。冷卻冷卻：是將燒結(jié)好的成型物從燒結(jié)溫度降到室是將燒結(jié)好的成型物從燒結(jié)溫度降到室 溫的過程，冷卻過程也是一個(gè)相變過溫的過程，冷卻過程也是一個(gè)相變過 程，即由非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榫嗟倪^程。冷程，即由非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榫嗟倪^程。冷 卻有卻有“淬火淬火”和和“不淬火不淬火”兩種方法。兩種方法。v“不淬火不淬

19、火”指緩慢冷卻，是將處于燒結(jié)溫度下的指緩慢冷卻，是將處于燒結(jié)溫度下的成型物緩慢冷卻至室溫的過程，成型物緩慢冷卻至室溫的過程，由于降溫緩慢，由于降溫緩慢，有利于大分子的規(guī)整排列，故有利于大分子的規(guī)整排列，故制品的結(jié)晶度大制品的結(jié)晶度大。v“淬火淬火”指快速冷卻，是將處于燒結(jié)溫度下的成指快速冷卻，是將處于燒結(jié)溫度下的成型型物以最快的冷卻速度越過最大結(jié)晶速度的溫度范物以最快的冷卻速度越過最大結(jié)晶速度的溫度范圍，故制品的結(jié)晶度小。圍，故制品的結(jié)晶度小。v 上述方法在燒結(jié)過程中對(duì)型坯不加任何約束上述方法在燒結(jié)過程中對(duì)型坯不加任何約束力，故稱自由燒結(jié)法力，故稱自由燒結(jié)法。 此外還可以采用此外還可以采用熱壓

20、塑法熱壓塑法，與自由燒結(jié)法相，與自由燒結(jié)法相比，其差別在于型坯制成后，比，其差別在于型坯制成后，在燒結(jié)時(shí)需在二在燒結(jié)時(shí)需在二次模具中再次加壓次模具中再次加壓，壓力為壓力為1020 MPa。二次。二次加壓應(yīng)在型坯尚未冷卻時(shí)盡快進(jìn)行，并且一邊加壓應(yīng)在型坯尚未冷卻時(shí)盡快進(jìn)行，并且一邊加壓，一邊冷卻，因此該方法比自由燒結(jié)法有加壓，一邊冷卻，因此該方法比自由燒結(jié)法有更快的冷卻速度，制品的結(jié)晶度較小，但更快的冷卻速度，制品的結(jié)晶度較小，但制品制品內(nèi)殘留有較大的內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)殘留有較大的內(nèi)應(yīng)力，故用這種方法制得的故用這種方法制得的制品一般需在制品一般需在120125溫度下進(jìn)行熱處理。溫度下進(jìn)行熱處理。 擠出成型

21、擠出成型懸浮聚合的懸浮聚合的PTFE可采用柱塞可采用柱塞式或螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型。式或螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出成型。 柱塞式擠出成型柱塞式擠出成型：通過柱塞的推動(dòng)，將物料通過柱塞的推動(dòng)，將物料從料筒內(nèi)推向機(jī)頭，通過壓縮、燒結(jié)、冷卻而從料筒內(nèi)推向機(jī)頭，通過壓縮、燒結(jié)、冷卻而成為連續(xù)的擠出物，成為連續(xù)的擠出物，如棒材、管材等。要注意如棒材、管材等。要注意機(jī)頭直徑必須小于料筒直徑機(jī)頭直徑必須小于料筒直徑，使物料受到壓縮，使物料受到壓縮，制品密實(shí)。因燒結(jié)和冷卻都在機(jī)頭內(nèi)進(jìn)行，制品密實(shí)。因燒結(jié)和冷卻都在機(jī)頭內(nèi)進(jìn)行，機(jī)頭的溫度控制要分燒結(jié)區(qū)和冷卻區(qū)，同時(shí)必機(jī)頭的溫度控制要分燒結(jié)區(qū)和冷卻區(qū)，同時(shí)必須嚴(yán)格控制兩個(gè)

22、區(qū)的溫度，并且合理選擇兩個(gè)須嚴(yán)格控制兩個(gè)區(qū)的溫度，并且合理選擇兩個(gè)區(qū)的長(zhǎng)度。柱塞式擠出機(jī)具有區(qū)的長(zhǎng)度。柱塞式擠出機(jī)具有加料方便加料方便，擠出擠出壓力大等優(yōu)點(diǎn)壓力大等優(yōu)點(diǎn)。螺桿擠出成型螺桿擠出成型： 通過螺桿的旋轉(zhuǎn)把物料從料筒中輸送到加熱通過螺桿的旋轉(zhuǎn)把物料從料筒中輸送到加熱的機(jī)頭中，連續(xù)地被壓縮成型，在機(jī)頭中經(jīng)燒的機(jī)頭中，連續(xù)地被壓縮成型，在機(jī)頭中經(jīng)燒結(jié)、冷卻而成為管材、棒材等結(jié)、冷卻而成為管材、棒材等。螺桿可采用等。螺桿可采用等距、等深、無壓縮比的螺桿，機(jī)頭的控制因素距、等深、無壓縮比的螺桿，機(jī)頭的控制因素同同相類似。相類似。 推壓成型推壓成型分散聚合的分散聚合的PTFE粉末適合粉末適合v

23、先用一定量的液態(tài)潤(rùn)滑劑與樹脂在以一定速先用一定量的液態(tài)潤(rùn)滑劑與樹脂在以一定速度旋轉(zhuǎn)的容器中混合制成糊狀物，度旋轉(zhuǎn)的容器中混合制成糊狀物，然后將糊狀然后將糊狀物在物在24 MPa的壓力下壓制成型坯，接著把坯的壓力下壓制成型坯，接著把坯料在推壓機(jī)中通過柱塞施以一定壓力，將物料料在推壓機(jī)中通過柱塞施以一定壓力，將物料從推壓室中推入具有一定壓縮比的機(jī)頭內(nèi)形成從推壓室中推入具有一定壓縮比的機(jī)頭內(nèi)形成管子、幫、電纜包覆物等，接著用加熱干燥或管子、幫、電纜包覆物等，接著用加熱干燥或其它方法將其中的潤(rùn)滑劑除去，再經(jīng)燒結(jié)、冷其它方法將其中的潤(rùn)滑劑除去，再經(jīng)燒結(jié)、冷卻得到制品。卻得到制品。v 推壓成型中常用的潤(rùn)滑

24、劑為石油醚、白油等推壓成型中常用的潤(rùn)滑劑為石油醚、白油等。前者前者用于推壓管、棒等用于推壓管、棒等，后者用于生料帶后者用于生料帶。潤(rùn)滑劑用量為總潤(rùn)滑劑用量為總量的量的1520%之間，之間，太少則推壓時(shí)阻力大，易使樹脂過太少則推壓時(shí)阻力大，易使樹脂過度疲勞，引起制品裂紋；用量過多在制坯時(shí)易造成溢出度疲勞，引起制品裂紋；用量過多在制坯時(shí)易造成溢出損失，且使坯料不結(jié)實(shí)，制品收縮大。損失，且使坯料不結(jié)實(shí)，制品收縮大。 組分中也可加入顏料，但其耐熱溫度必須超過組分中也可加入顏料，但其耐熱溫度必須超過400常用無機(jī)顏料有鎘紅、鈷藍(lán)、群青、鉻綠、炭黑、煅燒常用無機(jī)顏料有鎘紅、鈷藍(lán)、群青、鉻綠、炭黑、煅燒氧化

25、鐵、鈦白粉等。氧化鐵、鈦白粉等。 推壓成型是一種推壓成型是一種間歇式間歇式的成型方法，其推出物長(zhǎng)度受的成型方法，其推出物長(zhǎng)度受推壓機(jī)加料室容積限制。該工藝主要適用于制造薄壁管推壓機(jī)加料室容積限制。該工藝主要適用于制造薄壁管、電線包覆、小直徑棒材以及由棒材輥扎成生料帶制品。、電線包覆、小直徑棒材以及由棒材輥扎成生料帶制品。 液壓成型液壓成型 大型制件及復(fù)雜的異型制件大型制件及復(fù)雜的異型制件不適合用模壓法制型坯，不適合用模壓法制型坯，可采用液壓法成行可采用液壓法成行。液壓法又稱橡皮袋法，是將松散的。液壓法又稱橡皮袋法，是將松散的PTFE粉末均勻地置于橡皮袋與模壁之間，然后在橡皮袋粉末均勻地置于橡皮

26、袋與模壁之間，然后在橡皮袋中施加液壓（常用水為傳壓介質(zhì)），一般壓力達(dá)中施加液壓（常用水為傳壓介質(zhì)），一般壓力達(dá)1213MPa，使橡皮袋向模壁擴(kuò)大，驅(qū)使留在橡皮袋與，使橡皮袋向模壁擴(kuò)大，驅(qū)使留在橡皮袋與模壁之間的樹脂均衡而全面地受到壓力，模壁之間的樹脂均衡而全面地受到壓力，克服克服PTFE粉末粉末流動(dòng)性差而使制件受壓不均、密度不均的缺點(diǎn)流動(dòng)性差而使制件受壓不均、密度不均的缺點(diǎn)。經(jīng)。經(jīng)2030min的保壓，然后消除液壓，取出型坯，經(jīng)自由燒的保壓，然后消除液壓，取出型坯，經(jīng)自由燒結(jié)、冷卻后即成制品。此法適合制造杯形物、三通、大結(jié)、冷卻后即成制品。此法適合制造杯形物、三通、大型板材等制品。型板材等制品

27、。模壓型坯切削法模壓型坯切削法可制造可制造PTFE薄膜薄膜v 采用懸浮法采用懸浮法PTFE粉末經(jīng)粉末經(jīng)20目篩過篩后，再目篩過篩后，再壓機(jī)上通常施加壓機(jī)上通常施加3540 MPa壓力，模壓成壓力，模壓成圓柱體圓柱體型坯型坯，然后送至燒結(jié)爐中進(jìn)行，然后送至燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)、冷卻燒結(jié)、冷卻，把制把制得的型坯通過切削機(jī)床削成一定厚度的薄膜。通得的型坯通過切削機(jī)床削成一定厚度的薄膜。通過切削所得的薄膜為非取向薄膜。制備取向薄膜過切削所得的薄膜為非取向薄膜。制備取向薄膜還要進(jìn)行壓延定向還要進(jìn)行壓延定向。vPTFE除上述成型方法外，還可采用粉末流化除上述成型方法外，還可采用粉末流化床涂層法、水分散體噴涂法

28、、玻璃布浸漬及層床涂層法、水分散體噴涂法、玻璃布浸漬及層壓法、機(jī)械加工等加工方法。壓法、機(jī)械加工等加工方法。四、四、PTFE的用途的用途 由于其既耐高溫、又耐腐蝕，還具有優(yōu)良的電由于其既耐高溫、又耐腐蝕，還具有優(yōu)良的電性能，故廣泛應(yīng)用于航空、電子技術(shù)、化學(xué)工性能，故廣泛應(yīng)用于航空、電子技術(shù)、化學(xué)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、冷藏工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、建筑工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、冷藏工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、建筑工業(yè)、食品工業(yè)等方面。業(yè)、食品工業(yè)等方面。v1. 無線電技術(shù)及電工方面的應(yīng)用無線電技術(shù)及電工方面的應(yīng)用v2. 耐腐蝕方面的應(yīng)用耐腐蝕方面的應(yīng)用v3. 耐磨、密封方面的應(yīng)用耐磨、密封方面的應(yīng)用v4. 在醫(yī)藥方面的應(yīng)用在醫(yī)藥方面

29、的應(yīng)用第三節(jié)：聚三氟氯乙烯（第三節(jié)：聚三氟氯乙烯（PCTFE）一、合成一、合成 PCTFE是由三氟氯乙烯單體通過不同的聚合是由三氟氯乙烯單體通過不同的聚合方法聚合得到。方法聚合得到。 可采用本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合、乳可采用本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合、乳液聚合等方法進(jìn)行聚合，一般以溶液聚合和乳液聚合等方法進(jìn)行聚合，一般以溶液聚合和乳液聚合為主。液聚合為主。二、二、PCTFE的結(jié)構(gòu)與性能的結(jié)構(gòu)與性能1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) PCTFE是一種直鏈的高分子化合物，是一種直鏈的高分子化合物，由于大分子中氯原子的引入，破壞了分子的對(duì)由于大分子中氯原子的引入，破壞了分子的對(duì)稱性，但大分子鏈還是比較規(guī)整，易于結(jié)

30、晶，結(jié)稱性，但大分子鏈還是比較規(guī)整，易于結(jié)晶，結(jié)晶度雖低于晶度雖低于PTFE，但最高仍可達(dá)，但最高仍可達(dá)8590%。結(jié)晶。結(jié)晶度受熱處理?xiàng)l件影響，度受熱處理?xiàng)l件影響，可在可在1080%范圍內(nèi)變動(dòng)范圍內(nèi)變動(dòng)晶體屬六方晶系，晶胞尺寸為晶體屬六方晶系，晶胞尺寸為65nm和和35nm，在，在這種晶體中，大分子鏈呈螺旋形，結(jié)晶度還與分這種晶體中，大分子鏈呈螺旋形，結(jié)晶度還與分子量有關(guān)，分子量越大，結(jié)晶度越小。當(dāng)子量有關(guān)，分子量越大，結(jié)晶度越小。當(dāng)PCTFE熔體被驟冷時(shí)，成為無定形聚合物。熔體被驟冷時(shí)，成為無定形聚合物。 大分子鏈中含有較穩(wěn)定的大分子鏈中含有較穩(wěn)定的CF鍵和鍵和CCl鍵，因而鍵，因而其耐熱

31、性比較高，但其耐熱性比較高，但CCl鍵的鍵能比鍵的鍵能比CF鍵能小，所鍵能小，所以耐熱性比以耐熱性比PTFE低。其熔點(diǎn)為低。其熔點(diǎn)為215，Tg約為約為58，當(dāng)其加熱到熔點(diǎn)以上，晶體熔化，呈粘流態(tài)，可采用一當(dāng)其加熱到熔點(diǎn)以上，晶體熔化，呈粘流態(tài)，可采用一般熱塑性塑料的加工方法。般熱塑性塑料的加工方法。 由于氯原子的引入，分子間的作用力增大，使聚合由于氯原子的引入，分子間的作用力增大，使聚合物變硬，其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度等比物變硬，其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度等比PTFE皆有提高。皆有提高。 氯、氟原子的體積都比較大，能把主鏈屏蔽起來，氯、氟原子的體積都比較大，能把主鏈屏蔽起來，因而使其具有良好的耐腐蝕性

32、。但其耐腐蝕性不如因而使其具有良好的耐腐蝕性。但其耐腐蝕性不如PTFE，在高溫下能夠溶解于某些高度鹵化的溶劑中。，在高溫下能夠溶解于某些高度鹵化的溶劑中。2. 主要性能主要性能 熱性能：熱性能：vTg為為58，熔點(diǎn)為，熔點(diǎn)為215，分解溫度為，分解溫度為300，v其制品耐寒性優(yōu)異其制品耐寒性優(yōu)異，膨脹系數(shù)較低膨脹系數(shù)較低，尺寸穩(wěn)尺寸穩(wěn)定性好，在定性好，在120以下，其結(jié)晶速度很??；超過以下，其結(jié)晶速度很?。怀^120，結(jié)晶速度增加。，結(jié)晶速度增加。 因此長(zhǎng)期在因此長(zhǎng)期在120以下工作的零件不會(huì)變脆，而以下工作的零件不會(huì)變脆，而對(duì)韌性要求較高的零件，不能在對(duì)韌性要求較高的零件，不能在120以上長(zhǎng)

33、期工以上長(zhǎng)期工作。作。 化學(xué)性能：化學(xué)性能：v 化學(xué)穩(wěn)定性次于化學(xué)穩(wěn)定性次于PTFE，乙醚、乙酸乙酯等能乙醚、乙酸乙酯等能使其溶脹。高溫下的熔融堿金屬、氫氟酸、高濃使其溶脹。高溫下的熔融堿金屬、氫氟酸、高濃度的發(fā)煙硫酸、濃度的發(fā)煙硫酸、濃HNO3等能使其腐蝕等能使其腐蝕。v在高溫高壓下，能溶于在高溫高壓下，能溶于CCl4、苯、甲苯、對(duì)二、苯、甲苯、對(duì)二甲苯、環(huán)己烷、環(huán)己酮等溶劑中。甲苯、環(huán)己烷、環(huán)己酮等溶劑中。v耐室外老化，耐室外老化，比大多數(shù)氟塑料比大多數(shù)氟塑料耐輻射耐輻射，具有具有良好的耐氣候性良好的耐氣候性。 電性能：電性能：v 不吸濕、不碳化、不阻燃等性能，因此不吸濕、不碳化、不阻燃等

34、性能，因此具有優(yōu)良的電絕緣性具有優(yōu)良的電絕緣性。引入引入Cl，使其，使其介電介電常數(shù)和介電損耗角正切增大常數(shù)和介電損耗角正切增大。限制了其在限制了其在高頻下的應(yīng)用高頻下的應(yīng)用。 電性能不隨環(huán)境濕度變化而發(fā)生變化電性能不隨環(huán)境濕度變化而發(fā)生變化。 力學(xué)性能力學(xué)性能v大分子中大分子中引入引入Cl，增大了分子間作用力，增大了分子間作用力，其拉其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度比伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度比PTFE都有所提高都有所提高。 其力學(xué)性能與結(jié)晶度關(guān)系密切。其力學(xué)性能與結(jié)晶度關(guān)系密切。 透氣性和光學(xué)性能透氣性和光學(xué)性能： PCTFE是所有塑料中是所有塑料中透氣性較低透氣性較低的品種之一，它對(duì)的品種之一，它對(duì)多種液體和

35、氣體具有不滲透性，故其產(chǎn)品能用作多種液體和氣體具有不滲透性，故其產(chǎn)品能用作阻氣薄阻氣薄膜、鹽水和工業(yè)氣體的保護(hù)包裝等膜、鹽水和工業(yè)氣體的保護(hù)包裝等。它的。它的阻氣性比陶瓷阻氣性比陶瓷更優(yōu)越，因此可在真空系統(tǒng)中作密封材料。更優(yōu)越，因此可在真空系統(tǒng)中作密封材料。v 結(jié)晶度較低的結(jié)晶度較低的PCTFE制品具有較好的透明性制品具有較好的透明性，例如，例如厚度厚度3mm左右的片材仍然透明。隨結(jié)晶度不同，其折左右的片材仍然透明。隨結(jié)晶度不同，其折射率在射率在1.4291.435范圍變化。范圍變化。47m的薄膜對(duì)紅外線的薄膜對(duì)紅外線的透過率達(dá)的透過率達(dá)80%，因而能應(yīng)用在導(dǎo)彈的紅外窗上。，因而能應(yīng)用在導(dǎo)彈的

36、紅外窗上。三、三、PCTFE的成型加工的成型加工1. 加工特性加工特性v 熔融狀態(tài)下屬于非牛頓流體，熔融狀態(tài)下屬于非牛頓流體，隨著剪切速率的增隨著剪切速率的增加，其表觀粘度下降，加，其表觀粘度下降，能用一般熱塑性塑料的成型方法能用一般熱塑性塑料的成型方法進(jìn)行加工。進(jìn)行加工。v PCTFE是一種結(jié)晶聚合物，熔點(diǎn)為是一種結(jié)晶聚合物，熔點(diǎn)為215，最大，最大結(jié)晶速度的溫度為結(jié)晶速度的溫度為195，在，在120以下結(jié)晶速度很小以下結(jié)晶速度很小，超過，超過120結(jié)晶速度增加結(jié)晶速度增加。成型后的收縮率大約為成型后的收縮率大約為12.5 % 。v 熔體粘度高，熔體粘度高，230時(shí)達(dá)時(shí)達(dá)0.55 MPas，

37、故，故必須在更高的溫度下才能達(dá)到足夠的流動(dòng)性必須在更高的溫度下才能達(dá)到足夠的流動(dòng)性。獲獲得適合加工粘度的溫度范圍為得適合加工粘度的溫度范圍為250300，其開，其開始分解溫度為始分解溫度為300 ，加工溫度與分解溫度很接，加工溫度與分解溫度很接近，致使成型溫度范圍狹窄，加工困難，故必須近，致使成型溫度范圍狹窄，加工困難，故必須嚴(yán)格控制成型溫度，防止分解。嚴(yán)格控制成型溫度，防止分解。v PCTFE的熱導(dǎo)率小，傳熱慢，故成型加工的熱導(dǎo)率小，傳熱慢，故成型加工時(shí)要注意升溫和冷卻速度。時(shí)要注意升溫和冷卻速度。vPCTFE的主要缺點(diǎn)是成型加工時(shí)熔體粘度大，的主要缺點(diǎn)是成型加工時(shí)熔體粘度大，制品易產(chǎn)生應(yīng)力

38、開裂。制品易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。2. 成型加工成型加工可采用注塑、擠出、壓塑、涂覆成型方法加工?？刹捎米⑺?、擠出、壓塑、涂覆成型方法加工。 注塑：注塑： 一般采用螺桿注塑機(jī)一般采用螺桿注塑機(jī)，PCTFE的注塑條件：的注塑條件： 料筒溫度前段：料筒溫度前段：275280， 中段：中段：285290， 后段：后段：200210； 噴嘴溫度：噴嘴溫度：265270； 模具溫度：模具溫度：110130； 注塑壓力：注塑壓力：80130 MPa； 注塑時(shí)間：注塑時(shí)間：2060 s； 高壓時(shí)間：高壓時(shí)間：0 3 s； 冷卻時(shí)間：冷卻時(shí)間：2060 s； 總周期為總周期為50130 s。 擠出成型擠出成型： 料筒

39、溫度前段：料筒溫度前段：270280， 中段：中段：240260， 后段：后段：120150； 機(jī)頭溫度：機(jī)頭溫度：280290； 螺桿轉(zhuǎn)速一般控制在螺桿轉(zhuǎn)速一般控制在30r/min。擠出制品的冷卻方法一般根據(jù)制品的壁厚確定，擠出制品的冷卻方法一般根據(jù)制品的壁厚確定，薄壁制品可采用水急冷，后壁制品可采用緩慢冷薄壁制品可采用水急冷，后壁制品可采用緩慢冷卻的方式，以防止制品產(chǎn)生氣泡等缺陷。卻的方式，以防止制品產(chǎn)生氣泡等缺陷。 壓塑壓塑： 成型時(shí)將成型時(shí)將PCTFE粒料加入模具中，壓機(jī)以粒料加入模具中，壓機(jī)以50mm/min的合模速度使模具閉合，壓機(jī)的熱板的合模速度使模具閉合，壓機(jī)的熱板加熱溫度為加

40、熱溫度為270左右，待物料熔化后緩慢加左右，待物料熔化后緩慢加壓，一般壓力控制在壓，一般壓力控制在410 MPa，制品冷卻時(shí)壓，制品冷卻時(shí)壓力保持在力保持在1040 MPa。壓模時(shí)間的長(zhǎng)短根據(jù)制品。壓模時(shí)間的長(zhǎng)短根據(jù)制品的壁厚而有所不同。為了便于制品脫模，一般使的壁厚而有所不同。為了便于制品脫模，一般使用有機(jī)硅油作為脫模劑。用有機(jī)硅油作為脫模劑。 涂覆成型：涂覆成型： 樹脂粉末樹脂粉末懸浮劑懸浮劑 懸浮液懸浮液 涂覆涂覆 干燥處理干燥處理填料填料 熔融塑化熔融塑化 淬火淬火 涂覆膜涂覆膜 涂覆成型：涂覆成型： 懸浮液一般是用乙醇；懸浮液一般是用乙醇； 填料使用石墨粉或氧化鉻，填料使用石墨粉或氧

41、化鉻，使用填料的目的是提高使用填料的目的是提高涂層對(duì)金屬表面的附著力。涂層對(duì)金屬表面的附著力。 懸浮液中懸浮液中PCTFE粉末濃度約為粉末濃度約為3040%，石墨粉或，石墨粉或氧化鉻約為氧化鉻約為2.03.0%。 該懸浮液適用于涂覆鋼、鎘、鎳等金屬，也適用于該懸浮液適用于涂覆鋼、鎘、鎳等金屬，也適用于能耐能耐300高溫，又能經(jīng)得起急速冷卻而且表面無氣孔高溫，又能經(jīng)得起急速冷卻而且表面無氣孔的非金屬材料，的非金屬材料，例如石英、陶瓷、石墨等。例如石英、陶瓷、石墨等。 適用于適用于PCTFE懸浮液的涂覆方法有噴涂法、浸涂法、懸浮液的涂覆方法有噴涂法、浸涂法、澆涂法、刷涂法等澆涂法、刷涂法等，根據(jù)涂

42、覆件的形狀和結(jié)構(gòu)的不同，根據(jù)涂覆件的形狀和結(jié)構(gòu)的不同，采用不同的涂覆方法。采用不同的涂覆方法。v 涂覆后，涂層先經(jīng)干燥處理涂覆后，涂層先經(jīng)干燥處理，使所含的乙醇使所含的乙醇揮發(fā)揮發(fā)。干燥可在室溫下自然干燥，亦可在。干燥可在室溫下自然干燥，亦可在70左左右的恒溫箱中完成。右的恒溫箱中完成。v 經(jīng)過干燥的工件放入經(jīng)過干燥的工件放入300的恒溫箱中的恒溫箱中，進(jìn)進(jìn)行熔融塑化，行熔融塑化，恒溫時(shí)間主要根據(jù)其塑化情況而定。恒溫時(shí)間主要根據(jù)其塑化情況而定。當(dāng)涂層由白色變?yōu)橥该?，即表明塑化完成?dāng)涂層由白色變?yōu)橥该?，即表明塑化完成。塑化。塑化溫溫度過高易產(chǎn)生氣泡，過低則塑化不完全。度過高易產(chǎn)生氣泡，過低則塑化

43、不完全。 當(dāng)涂層充分塑化后，立即將涂件投入水中當(dāng)涂層充分塑化后，立即將涂件投入水中（淬火）至（淬火）至100以下以下，大型工件可采用迅速噴水，大型工件可采用迅速噴水冷卻法。淬火對(duì)冷卻法。淬火對(duì)PCTFE涂層的力學(xué)性能影響很大。涂層的力學(xué)性能影響很大。v 經(jīng)淬火處理的薄膜韌性顯著提高，與金屬的結(jié)經(jīng)淬火處理的薄膜韌性顯著提高，與金屬的結(jié)合力也增強(qiáng)，這是由于經(jīng)急冷后合力也增強(qiáng)，這是由于經(jīng)急冷后PCTFE結(jié)晶度降結(jié)晶度降低所致。低所致。四、四、PCTFE的應(yīng)用的應(yīng)用v由于由于PCTFE具有壓縮強(qiáng)度高、耐蠕變性好，并具有壓縮強(qiáng)度高、耐蠕變性好，并且就有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，因此可用來制造耐腐且就有優(yōu)良的化學(xué)

44、穩(wěn)定性，因此可用來制造耐腐蝕的高壓密封件、高壓閥的閥瓣、泵和管道的零蝕的高壓密封件、高壓閥的閥瓣、泵和管道的零件、襯里、隔膜、計(jì)量?jī)x器、試鏡等。件、襯里、隔膜、計(jì)量?jī)x器、試鏡等。v 利用其穩(wěn)定性、透光性，可用來制作利用其穩(wěn)定性、透光性，可用來制作光學(xué)窗光學(xué)窗，如應(yīng)用于導(dǎo)彈的紅外窗。如應(yīng)用于導(dǎo)彈的紅外窗。v 利用其比鋁和陶瓷更優(yōu)的阻氣性，用于制作高利用其比鋁和陶瓷更優(yōu)的阻氣性，用于制作高v真空系統(tǒng)中的真空系統(tǒng)中的密封材料密封材料。v優(yōu)良電性能及可制作比優(yōu)良電性能及可制作比PTFE形狀更復(fù)雜的制品，如形狀更復(fù)雜的制品，如 高頻真空管的底座、插座等。高頻真空管的底座、插座等。vPCTFE懸浮也可制成

45、懸浮也可制成薄膜薄膜，具有良好的透明度和力學(xué)，具有良好的透明度和力學(xué)強(qiáng)度，可用作化工設(shè)備或管道上的強(qiáng)度，可用作化工設(shè)備或管道上的透鏡、腐蝕介質(zhì)隔透鏡、腐蝕介質(zhì)隔離膜離膜。v懸浮液用在化工機(jī)械上涂覆于懸浮液用在化工機(jī)械上涂覆于冷凝器、反應(yīng)釜、加熱冷凝器、反應(yīng)釜、加熱器、攪拌器、貯槽、通風(fēng)機(jī)、離心機(jī)、泵、壓縮機(jī)零器、攪拌器、貯槽、通風(fēng)機(jī)、離心機(jī)、泵、壓縮機(jī)零件、分餾塔、管道、測(cè)量?jī)x器、儀表件、分餾塔、管道、測(cè)量?jī)x器、儀表等表面等表面，以達(dá)到以達(dá)到防蝕、防粘的要求防蝕、防粘的要求；還可以澆敷于墊圈上制成各種防；還可以澆敷于墊圈上制成各種防腐蝕密封墊圈、能耐高壓、真空，并且其無粘性，拆腐蝕密封墊圈、能

46、耐高壓、真空，并且其無粘性，拆修時(shí)不會(huì)損壞，可以長(zhǎng)期使用，也可以涂于電線表面修時(shí)不會(huì)損壞，可以長(zhǎng)期使用，也可以涂于電線表面作為防水電線，適用于潛水泵電機(jī)或防腐蝕電機(jī)的電作為防水電線，適用于潛水泵電機(jī)或防腐蝕電機(jī)的電線。線。第四節(jié)：其他氟塑料第四節(jié)：其他氟塑料一、聚偏氟乙烯（一、聚偏氟乙烯（PVDF）v PVDF是一類物理、化學(xué)綜合性能優(yōu)良，具有是一類物理、化學(xué)綜合性能優(yōu)良，具有多種用途且價(jià)格適中的熱塑性塑料。多種用途且價(jià)格適中的熱塑性塑料。20世紀(jì)世紀(jì)60年年代初美國(guó)首先出售這種樹脂，以后發(fā)展很快代初美國(guó)首先出售這種樹脂，以后發(fā)展很快。v PVDF是由偏氟乙烯單體是由偏氟乙烯單體通過乳液聚合、

47、懸浮通過乳液聚合、懸浮聚合和溶液聚合和溶液聚合聚合制得，工業(yè)生產(chǎn)通常采用制得，工業(yè)生產(chǎn)通常采用乳液聚乳液聚合或懸浮聚合合或懸浮聚合。1. 結(jié)構(gòu)與性能結(jié)構(gòu)與性能 PVDF由于大分子鏈上由于大分子鏈上CH2和和CF2基團(tuán)的交替基團(tuán)的交替排列，使其具有極性，因此排列，使其具有極性，因此 PVDF有獨(dú)特的結(jié)晶有獨(dú)特的結(jié)晶形態(tài)和介電性能形態(tài)和介電性能。v PVDF的分子不屬于對(duì)稱分子，其分子鏈間排的分子不屬于對(duì)稱分子，其分子鏈間排列緊密，又存在較強(qiáng)的氫鍵，因而是結(jié)晶聚合列緊密，又存在較強(qiáng)的氫鍵，因而是結(jié)晶聚合物物，結(jié)晶度結(jié)晶度3570%，頭尾相接的規(guī)整結(jié)構(gòu)可達(dá)，頭尾相接的規(guī)整結(jié)構(gòu)可達(dá)95%以上。以上。1

48、. 結(jié)構(gòu)與性能結(jié)構(gòu)與性能 結(jié)晶以結(jié)晶以、四種形態(tài)存在，四種形態(tài)存在， 一般以一般以和和型結(jié)晶為主。結(jié)晶形態(tài)不同，其密度型結(jié)晶為主。結(jié)晶形態(tài)不同，其密度也有所不同：也有所不同： 型結(jié)晶的型結(jié)晶的PVDF密度為密度為1.92 g/cm3， 型結(jié)晶的型結(jié)晶的PVDF密度為密度為1.97 g/cm3 無定形無定形PVDF密度為密度為1.68 g/cm3， 通常通常PVDF的密度為的密度為1.75 1.79 g/cm3，這表明其，這表明其結(jié)晶度在結(jié)晶度在40%左右。左右。v PVDF是一種兼具氟塑料和通用塑料特性的綜合性能是一種兼具氟塑料和通用塑料特性的綜合性能優(yōu)良優(yōu)良，用途極為廣泛的熱塑性工程塑料，外

49、觀為白色粉用途極為廣泛的熱塑性工程塑料，外觀為白色粉狀結(jié)晶體。狀結(jié)晶體。 熱性能：熱性能： PVDF有有較高的耐熱性較高的耐熱性，其，其適用溫度范圍為適用溫度范圍為-60150，最高連續(xù)使用溫度為最高連續(xù)使用溫度為150，PVDF的的熔點(diǎn)在熔點(diǎn)在165185之間之間，它取決于聚合溫度及，它取決于聚合溫度及分子的頭分子的頭-尾結(jié)合比例。尾結(jié)合比例。PVDF在在240260使得使得熔體粘度可滿足擠出、注塑等熱塑性塑料的加工熔體粘度可滿足擠出、注塑等熱塑性塑料的加工方法，方法，Tg為為-35，脆化溫度未脆化溫度未-68，熱變形溫，熱變形溫度度90（1.86 Mpa）。）。 電性能：電性能： PVDF

50、屬結(jié)晶型極性聚合物，屬結(jié)晶型極性聚合物， 晶型存在于熔融態(tài)中晶型存在于熔融態(tài)中，分子鏈呈螺旋形無規(guī)，分子鏈呈螺旋形無規(guī)則排列，分子總的偶極距為零，不顯示電壓性；則排列，分子總的偶極距為零，不顯示電壓性； 晶型存在于接近熔點(diǎn)而發(fā)生機(jī)械變形的晶型存在于接近熔點(diǎn)而發(fā)生機(jī)械變形的PVDF中中，分子連呈規(guī)則排列，自發(fā)極化大，取，分子連呈規(guī)則排列，自發(fā)極化大，取向后介電常數(shù)可從向后介電常數(shù)可從68提高到提高到1114，具有較高具有較高的壓電性。的壓電性。 力學(xué)性能：力學(xué)性能： PVDF的的力學(xué)性能優(yōu)于力學(xué)性能優(yōu)于PTFE，其沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)，其沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度（度（2952 Mpa）優(yōu)良，）優(yōu)良，硬度高

51、（硬度高（D7080）且耐磨、）且耐磨、耐疲勞，是一種強(qiáng)而韌的結(jié)構(gòu)材料。耐疲勞，是一種強(qiáng)而韌的結(jié)構(gòu)材料。 化學(xué)性能：化學(xué)性能：v PVDF具有極性具有極性，因而，因而在極性有機(jī)溶劑中會(huì)溶脹、溶在極性有機(jī)溶劑中會(huì)溶脹、溶解，解，在在220以上會(huì)慢慢變色，在以上會(huì)慢慢變色，在7080的氧氣介質(zhì)的氧氣介質(zhì)中會(huì)失重，但它中會(huì)失重，但它耐輻射性能優(yōu)良耐輻射性能優(yōu)良，在，在3108拉特拉特射線射線輻射下，性能不下降；而輻射下，性能不下降；而PTFE在在8106拉特拉特射線輻射線輻射下，就已發(fā)脆了。射下，就已發(fā)脆了。PVDF表面潤(rùn)滑性差，故表面未經(jīng)表面潤(rùn)滑性差，故表面未經(jīng)處理則不宜粘合。處理則不宜粘合。 耐

52、候性耐候性：v PVDF耐候性特好耐候性特好，PVDF薄膜可透過可見光薄膜可透過可見光和紫外光，因而可用作和紫外光，因而可用作現(xiàn)代高層建筑上金屬裝飾現(xiàn)代高層建筑上金屬裝飾的最佳保護(hù)涂層材料，的最佳保護(hù)涂層材料，其使用壽命可達(dá)其使用壽命可達(dá)20年以年以上，上，PVDF抗霉菌的生長(zhǎng)?？姑咕纳L(zhǎng)。 2. 成型加工成型加工v PVDF的熔體粘度為的熔體粘度為102104 Pas，為非，為非牛頓流體，牛頓流體，PVDF的熔點(diǎn)為的熔點(diǎn)為170左右，分左右，分解溫度在解溫度在316，因而其加工熱穩(wěn)定性好，因而其加工熱穩(wěn)定性好，可在可在240260溫度范圍內(nèi)加工溫度范圍內(nèi)加工，是用于是用于擠擠出、注塑、模塑

53、、傳遞模塑、噴涂、二次出、注塑、模塑、傳遞模塑、噴涂、二次加工等。加工等。PVDF的吸水率很?。ǖ奈屎苄。?.04%），在成型前不需要干燥處理。與），在成型前不需要干燥處理。與PVDF接觸的部分要進(jìn)行防腐處理。接觸的部分要進(jìn)行防腐處理。2. 成型加工成型加工 注塑注塑：與與PVDF接觸的部分要進(jìn)行防腐接觸的部分要進(jìn)行防腐處理處理（選用鎳基合金鋼、口模應(yīng)鍍硬鉻）（選用鎳基合金鋼、口模應(yīng)鍍硬鉻）采用大口徑的噴嘴、流道和澆口。采用大口徑的噴嘴、流道和澆口。料筒溫料筒溫度為度為205275，注塑壓力為注塑壓力為10150，收縮率約為收縮率約為0.03%，模溫一般為，模溫一般為70，注，注塑復(fù)雜形狀

54、制品或薄壁制品時(shí)模溫應(yīng)控制塑復(fù)雜形狀制品或薄壁制品時(shí)模溫應(yīng)控制在在80140 擠出擠出：采用漸變型螺桿，長(zhǎng)徑比為：采用漸變型螺桿，長(zhǎng)徑比為2025，并帶有混煉頭，壓縮比并帶有混煉頭，壓縮比2.53.0，螺桿與物料接，螺桿與物料接觸部分應(yīng)鍍硬鉻，并拋光。擠出溫度約為觸部分應(yīng)鍍硬鉻，并拋光。擠出溫度約為210290。 PVDF壓電塑料膜的制造方法壓電塑料膜的制造方法：將流延烘干的：將流延烘干的PVDF膜膜單向拉伸，在膜的兩側(cè)加上正負(fù)電極，單向拉伸，在膜的兩側(cè)加上正負(fù)電極，在在500800 kV/cm的極化電壓下處理的極化電壓下處理1小時(shí)，這小時(shí)，這樣交替排列的氟氫原子分別旋轉(zhuǎn)到聚合物樣交替排列的氟

55、氫原子分別旋轉(zhuǎn)到聚合物“脊骨脊骨”的兩側(cè)，成為的兩側(cè)，成為PVDF壓電膜。壓電膜。3. PVDF的應(yīng)用的應(yīng)用v由由PVDF樹脂可制成整體或襯里的耐腐蝕泵、閥門樹脂可制成整體或襯里的耐腐蝕泵、閥門、管子及管件，貯槽及熱交換器，織物可作濾布；、管子及管件，貯槽及熱交換器，織物可作濾布；v在建筑方面，超耐候的在建筑方面，超耐候的PVDF涂料，可用于機(jī)場(chǎng)、涂料，可用于機(jī)場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的化工廠，長(zhǎng)期使用無需保養(yǎng)；運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的化工廠，長(zhǎng)期使用無需保養(yǎng)；v在電子工業(yè)中被廣泛用于各種耐熱、不燃、耐切割在電子工業(yè)中被廣泛用于各種耐熱、不燃、耐切割的電線電纜的被覆層。的電線電纜的被覆層。PVDF薄膜因介電常數(shù)很高，是薄膜

56、因介電常數(shù)很高，是微型電容器的理想材料；微型電容器的理想材料；v在新能源方面，由于其具有較高的抗輻射能力，且在新能源方面，由于其具有較高的抗輻射能力，且由于輻射交聯(lián)厚拉伸強(qiáng)度隨輻射量由于輻射交聯(lián)厚拉伸強(qiáng)度隨輻射量而而，達(dá)到一定值，達(dá)到一定值后趨于穩(wěn)定，所以是核電站的理想材料；后趨于穩(wěn)定，所以是核電站的理想材料；v PVDF薄膜耐紫外線照射且透光性好，用作太陽灶薄膜耐紫外線照射且透光性好，用作太陽灶的鍍鋁塑料反光模的保護(hù)層非常有效；的鍍鋁塑料反光模的保護(hù)層非常有效；v 功能材料：功能材料： 傳感材料傳感材料用于制造機(jī)器人的觸覺傳感器用于制造機(jī)器人的觸覺傳感器 檢測(cè)材料檢測(cè)材料將其涂在飛機(jī)表面上可

57、檢測(cè)裂縫得位將其涂在飛機(jī)表面上可檢測(cè)裂縫得位置置 發(fā)電材料發(fā)電材料可用其將海波的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能；可用其將海波的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能； 記錄材料記錄材料壓電膜用于麥克風(fēng)設(shè)備，可產(chǎn)生連續(xù)壓電膜用于麥克風(fēng)設(shè)備，可產(chǎn)生連續(xù)而而 清晰的信號(hào)，并將信號(hào)記錄在磁帶上，清晰的信號(hào)，并將信號(hào)記錄在磁帶上， 通過放大器送出去；通過放大器送出去；v 醫(yī)學(xué)上，醫(yī)學(xué)上，PVDF對(duì)人體無毒及在人體中無排他作用對(duì)人體無毒及在人體中無排他作用，微孔膜或中空纖維可制成人工肺、腎等人工臟器。，微孔膜或中空纖維可制成人工肺、腎等人工臟器。二、聚全氟乙丙烯二、聚全氟乙丙烯（四氟乙烯（四氟乙烯-六氟丙烯共聚物）六氟丙烯共聚物）PFEP

58、( FEP ) PFEP是以四氟乙烯單體和六氟丙烯單體在是以四氟乙烯單體和六氟丙烯單體在一定條件下聚合制得的共聚物一定條件下聚合制得的共聚物（一）合成：（一）合成： 最早由美國(guó)杜邦公司于最早由美國(guó)杜邦公司于1960年開發(fā)，年開發(fā)，v 兩種單體的聚合一般采用本體或懸浮共聚。兩種單體的聚合一般采用本體或懸浮共聚。（二）結(jié)構(gòu)與性能（二）結(jié)構(gòu)與性能1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)vPFEP屬線型分子結(jié)構(gòu)的高聚物，其分子式為，可看作在屬線型分子結(jié)構(gòu)的高聚物，其分子式為，可看作在PTFE大分子中一部分主鏈碳原子有一個(gè)大分子中一部分主鏈碳原子有一個(gè)F原子換成三氟甲基的結(jié)構(gòu)。原子換成三氟甲基的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)破壞了分子的對(duì)稱性和

59、規(guī)整性，使主鏈的剛性減弱，柔這種結(jié)構(gòu)破壞了分子的對(duì)稱性和規(guī)整性，使主鏈的剛性減弱，柔性增加，同時(shí)影響了分子的有序排列，使結(jié)晶速度變慢，結(jié)晶度性增加，同時(shí)影響了分子的有序排列，使結(jié)晶速度變慢，結(jié)晶度下降，其結(jié)果是使流動(dòng)性得到改善，加工變得容易。大分子中的下降，其結(jié)果是使流動(dòng)性得到改善，加工變得容易。大分子中的三氟甲基的含量不同，其性能隨之不同，一般是隨三聚甲基的增三氟甲基的含量不同，其性能隨之不同，一般是隨三聚甲基的增加，主鏈的剛性減少，柔性增加，熔點(diǎn)、加，主鏈的剛性減少，柔性增加，熔點(diǎn)、Tg下降，強(qiáng)度和硬度降下降，強(qiáng)度和硬度降低。低。一般一般PFEP中四氟乙烯占中四氟乙烯占8283%，六氟乙烯

60、占，六氟乙烯占1718%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。v聚合得到的聚合得到的PFEP被認(rèn)為是無規(guī)共聚物。被認(rèn)為是無規(guī)共聚物。2. 主要性能主要性能v 熱性能：具有優(yōu)良的耐高、低溫性能熱性能：具有優(yōu)良的耐高、低溫性能，長(zhǎng)期使用溫度為長(zhǎng)期使用溫度為-85205，即使在即使在-200260條件下，其性能也不至極端惡條件下，其性能也不至極端惡化。化。其其耐熱性低于耐熱性低于PTFE而優(yōu)于而優(yōu)于PCTFE。 PFEP的熔點(diǎn)隨共聚物的組成而變化的熔點(diǎn)隨共聚物的組成而變化。（如六氟乙烯占。（如六氟乙烯占1.51.6%的的PFEP熔點(diǎn)為熔點(diǎn)為288）。）。PFEP耐寒性好耐寒性好，脆化溫度，脆化溫度為為-90，