特種工程塑料聚四氟乙烯的性能及用途

1、特種工程塑料聚四氟乙烯的性能及用途摘要：介紹聚四氟乙烯（PTFE）性能特點及其各種性能在化工、石油、紡織、電子電氣、醫(yī)療、機械等領(lǐng)域的具體應(yīng)用。關(guān)鍵詞：聚四氟乙烯性能應(yīng)用在氟塑料中聚四氟乙烯（PTFE）的消耗量最大，用途最廣，是氟塑料中的一個重要品種。PTFE具有優(yōu)異的高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，很好的電絕緣性能，非粘附性、耐候性、不燃燒和良好的潤滑性。最早是為國防和尖端技術(shù)需要而開發(fā)的，而后逐漸推廣到民用，其用途涉及航空航天和民用許多關(guān)鍵技術(shù)和提高生產(chǎn)技術(shù)水平不可或缺的材料。聚四氟乙烯的特性是其它塑料無法比擬的，有“塑料王”之美稱。一、PTFE的性能特點PTFE是由聚四氟乙烯單體聚合而成的聚合物

2、，是一種蠟狀似于PE的透明或不透明體，密度為2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。其化學(xué)結(jié)構(gòu)是把聚乙烯中全部氫原子被氟原子取代而成，C-F鍵鍵能高特別穩(wěn)定，因而其耐化學(xué)腐蝕性極佳能夠承受除了熔融的堿金屬、氟化介質(zhì)以及高于300c氫氧化鈉之外的所有強酸（包括王水），強氧化劑、還原劑和各種有機溶劑的作用；PTFE分子中F原子對稱，C-F中兩種元素以共價鍵結(jié)合，分子中沒有游離的電子，整個分子呈中性，因此具有優(yōu)良的介電性能，其耐絕緣性不受環(huán)境及頻率的影響，體積電阻大于1017歐姆厘米，介電損耗小，擊穿電壓高、耐電弧性好，能在250c下長期工作；因PTFE分子結(jié)構(gòu)中沒有氫鍵，結(jié)構(gòu)對稱，所以它的結(jié)晶度很

3、高，一般結(jié)晶度為55%75%,有時高達94%;PTFER熱性能很好，熔融溫度324C,分解溫度415C,最高使用溫度250C,脆化溫度-190C,熱變形溫度（0.46兆帕條件下）120c;PTFE的力學(xué)性能良好，其拉伸強度2128兆帕，彎曲強度1114兆帕，伸長率250%300%,對鋼的動靜摩擦系數(shù)均為0.04，比尼龍、聚甲醛、聚酯塑料的摩擦系數(shù)都小，具體如表所示：塑料名稱靜摩擦系數(shù)動摩擦系數(shù)PTFE0.040.04PA-60.180.22共聚POM0.140.23GTPBT0.160.21純PTFE強度低，耐磨性差，耐蠕變性不好，常用在聚合物中添加一些無機顆粒如：石墨、二硫化鋁、三氧化二鋁、

4、玻纖、碳纖維等來提高其力學(xué)性能，利用與聚合物如聚苯酯（PHB）、聚苯硫醍（PPS）、聚醍醍酮（PEEK）、聚全氟（乙烯/丙烯）共聚物（PFEP）等共混的方法來獲得良好的力學(xué)性能，擴展其阻尼溫域，提高其耐蠕變性。二、PTFE的用途PTFE獨特的性能使其在化工、石油、紡織、食品、造紙、醫(yī)學(xué)、電子和機械等工業(yè)部門和海洋事業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。（1）防腐蝕性能的應(yīng)用腐蝕問題是國內(nèi)外普遍存在的問題，由于腐蝕造成的損失相當驚人。但因橡膠、玻璃、合金等材料性能的某種缺陷，難以滿足條件苛刻的溫度、壓力和介質(zhì)共存的情況，而PTFE材料卓越的耐腐蝕性能，使其成為石油、化工、紡織等行業(yè)關(guān)鍵性的耐腐蝕材料：用于輸送腐蝕性

5、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(tǒng)和冷壓系統(tǒng)的高中低壓管道；精儲塔、熱交換器、釜、塔、梢的襯里、閥門等化工設(shè)備。密封件的性能好壞對整個機器設(shè)備的效率與性能都有很大的影響。PTFE材料的耐腐蝕性能、耐老化、低摩擦系數(shù)及不粘性、溫域廣、有彈性的特點，決定了其在耐腐蝕要求高，使用溫度高于100c的密封件的使用。如：機器、熱交換器、高壓容器、大直徑容器、閥門、泵的梢形法蘭的密封；搪玻璃反應(yīng)鍋、平面法蘭、大直徑法蘭的密封；軸、活塞桿、閥門桿、蝸輪泵、拉桿的密封等等。(2)低摩擦性能在載荷方面的應(yīng)用由于氟材料的低摩擦系數(shù)是已知固體材料中最低的，因此被廣泛用于直接荷載方面。另外，為了

6、解訣有的設(shè)備摩擦部分不易加油潤滑，為了克服潤滑油脂被溶劑所溶解；為了適應(yīng)耐腐蝕耐低溫軸泵的需要；為了適應(yīng)造紙、制藥、食品、紡織等工業(yè)部門避免潤滑油沾污產(chǎn)品的需要，填充PTFE材料已經(jīng)成為無油潤滑的最理想材料，具體用途如：填充F4軸承用于化工設(shè)備、造紙機械、農(nóng)業(yè)機械；用于活塞環(huán)、機床導(dǎo)軌、導(dǎo)向環(huán)；在土木建筑工程廣泛用作橋梁、隧道、鋼結(jié)構(gòu)屋架、大型化工管道、貯梢的支承滑塊；用于橋梁支座，還可用于橋梁施工和架橋轉(zhuǎn)體等方面。(3)在電氣電子方面的應(yīng)用PTFE材料固有的低損耗與介電常數(shù)，使其作為漆包線用于制造微型電機、熱電偶、控制裝置等；F4薄膜是制造電容器、無線電絕緣和襯墊、電纜絕緣及馬達、變壓器的理

7、想絕緣材料，也是航空、雷達、電視、火箭等工業(yè)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選擇透過性，可制作氧氣傳感器；利用氟塑料在高溫、高壓下，發(fā)生極向電荷偏離現(xiàn)象，可制作麥克風(fēng)、揚聲器、機器人上的零件等，利用其低折射率的特性，可制作光導(dǎo)纖維，在光通迅方面廣泛應(yīng)用。(4)在醫(yī)療醫(yī)藥方面的應(yīng)用膨體PTFE材料是純惰性的，具有非常強的生物適應(yīng)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(jié)構(gòu)，可用于多種康復(fù)解訣方案，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(shù)縫合，可與機體本身的組織協(xié)調(diào)共處并恢復(fù)其正常功能，從

8、而使醫(yī)生和病人都能從中獲益。(5)防粘性能的應(yīng)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(zhì)，具有耐高低溫優(yōu)良的特性，使其在防粘方面的應(yīng)用非常廣泛，用于防粘的F4制品主要形式，有F4部件或薄片安裝在基體上；F4涂層、復(fù)合玻璃漆布和經(jīng)過熱收縮套在基材上；食品炊具涂層具有不粘油的特點等。隨著科學(xué)技術(shù)及材料應(yīng)用的新進展，PTFE三大缺點：冷流性、難焊接、難熔融加工在逐漸被克服，其在光學(xué)、電子、醫(yī)學(xué)、石油化工輸油防滲等多種領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用必將更加廣闊。CHARACTERICANDAPPLICATIONOFSPECIALENGINEERINGPLASTICSPOLYTETRAFLUOROETHYLENEZhangsue(LuoyangBearingResearchInstitute,LuoYang471039,China)ABSTRACT:Thecharacteristicsofpolytetrafluoethylene(PTFE)anditsapplicationsinthefieledsuchaschemicalpetroleumtextileelectronande