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      ptfe材料介紹
      作者:管理員    發布于:2017-10-29 18:13:08    文字:【】【】【
      摘要:聚四氟乙烯PTFE中文名稱為聚四氟乙烯,英文名Poly tetra fluoro ethylene。是一種含聚四氟乙烯高分子化學材料;特氟龍高性能特種涂料

      聚四氟乙烯PTFE中文名稱為聚四氟乙烯,英文名Poly tetra fluoro ethylene。 ptfe是一種含聚四氟乙烯高分子化學材料,它廣泛應用于包裝,電子電氣,化工能源,耐腐蝕材料,特氟龍高性能特種涂料是以聚四氟乙烯為基體樹脂的氟涂料,英文名稱為Teflon,因為發音的緣故,通常又被稱之為鐵氟龍、鐵富龍、特富龍、特氟隆等等(皆為Teflon 的譯音)。

       特氟龍基本類型:·特氟龍PTFE;特氟龍FEP; 特氟龍PFA;特氟龍ETFE;
       
       特氟龍具有以下特性:1、不粘性。2、耐熱性。3、滑動性。4、抗濕性。5、耐磨損性。   6、耐腐蝕性。7、化學性質絕緣性。8、耐高低溫性。9、自潤滑性。10、表面不粘性。11、不燃性。
       
       PTFE的生產:
       (1)PTFE只能采用模壓、擠出工藝制作簡單的制品,成型較困難,復雜制品必須由后期機床加工,這就限制了產品的生產效率,加工過程中,材料浪費過大。
       (2)聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長時間連續載荷作用下發生的塑性變形(蠕變),這給它的應用帶來一定的限制。如當PTFE用作密封墊時,為密封嚴密而把螺栓擰得很緊,以致超過特定的壓縮應力時,會使墊圈產生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點可通過加入適當的填料及改進零件結構等方法來克服。
       (3)聚四氟乙烯的熔體粘度很高,在高溫下也不流動。它在熔點(327℃)以上,熔體粘度達到1 010 Pa.s,即使加熱到分解溫度也不流動,這就使它不能采用一般熱塑性塑料的成型方法,而要采用類似粉末冶金那樣的燒結方法成型。
       (4)PTFE具有突出的不粘性,限制了其工業上的應用。它是極好的防粘材料,這種性能又使它與其他物件的表面粘合極為困難。
       (5)PTFE的導熱系數低,導熱性能較差,這不僅妨礙它用作軸承材料,而且使得制造厚壁制品時不能淬火。
       (6)PTFE的線膨脹系數為鋼的10~20倍,比多數塑料大,其線膨脹系數隨著溫度的變化而發生很不規律的變化。在應用PTFE時,如果對這方面性能注意不夠,很容易造成損失。
       (7)在400℃以上加熱時,聚四氟乙烯的裂解速度逐漸加快,分解產物主要是四氟乙烯、全氟丙烯和八氟環丁烷。在475℃ 以上,分解產物有極少量劇毒的全氟異丁烯。注意加熱溫度不能超過400℃,且實驗室要有良好的通風系統,利于排除毒性氣體。
       生產方法:
        聚四氟乙烯由四氟乙烯經自由基聚合而生成。工業上的聚合反應是在大量水存在下攪拌進行的,用以分散反應熱,并便于控制溫度。聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2壓力下進行,可用無機的過硫酸鹽、有機過氧化物為引發劑,也可以用氧化還原引發體系。每摩爾四氟乙烯聚合時放熱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。
       基本類型
       特氟龍PTFE:PTFE(聚四氟乙烯)不粘涂料可以在260℃連續使用,具有最高使用溫度290-320℃,極低的摩擦系數、良好的耐磨性以及極好的化學穩定性。不能注塑,可以擠壓成型或做涂料。
       特氟龍FEP: FEP 或者 F46(氟化乙烯丙烯共聚物)不粘涂料在烘烤時熔融流動形成無孔薄膜,具有卓越的化學穩定性、極好的不粘特性,最高使用溫度為200℃,熔點為270℃,可以注塑,擠壓成型。
       特氟龍PFA: PFA(過氟烷基化物)不粘涂料與FEP一樣在烘烤時熔融流動形成無孔薄膜。PFA的優點是具有更高的連續使用溫度260℃,更強的剛韌度,特別適合使用在高溫條件下防粘和耐化學性使用領域。 可以適合任何工藝。
       特氟龍ETFE:ETFE是一種乙烯和四氟乙烯的共聚物,該樹脂是最堅韌的氟聚合物,可以形成一層高度耐用的涂層,具有卓越的耐化學性,并可在150℃下連續工作??梢宰⑺?,擠壓成型或做涂料。
       經過特氟龍涂裝后,具有以下特性:
       1、不粘性:幾乎所有物質都不與特氟龍涂膜粘合。很薄的膜也顯示出很好的不粘附性能。
       2、耐熱性:   特氟龍涂膜具有優良的耐熱和耐低溫特性。短時間可耐高溫到300℃,一般在240℃~260℃之間可連續使用,具有顯著的熱穩定性,它可以在冷凍溫度下工作而不脆化,在高溫下不融化。
       3、滑動性:   特氟龍涂膜有較低的摩擦系數。負載滑動時摩擦系數產生變化,但數值僅在0.05-0.15之間。
       4、抗濕性:   特氟龍涂膜表面不沾水和油質,生產操作時也不易沾溶液,如粘有少量污垢,簡單擦拭即可清除。停機時間短,節省工時并能提高工作效率。   
       5、耐磨損性:   在高負載下,具有優良的耐磨性能。在一定的負載下,具備耐磨損和不粘附的雙重優點。
       6、耐腐蝕性:   特氟龍幾乎不受藥品侵蝕,可以保護零件免于遭受任何種類的化學腐蝕。
       聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫為PTFE。商品名為“特氟隆”(teflon)。被美譽為“塑料之王”。聚四氟乙烯的基本結構為. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. 聚四氟乙烯廣泛應用于各種需要抗酸堿和有機溶劑的,它本身對人沒有 毒性,但是在生產過程中使用的原料之一全氟辛酸銨(PFOA)被認為可能具有致癌作用。 聚四氟乙烯相對分子質量較大,低的為數十萬,高的達一千萬以上,一般為數百萬(聚合度在104數量級,而聚乙烯僅在103)。一般結晶度為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,而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈,氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面。這種分子結構解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時,形成13/6螺旋;在19℃發生相變,分子稍微解開,形成15/7螺旋。 它在250℃的溫度下不熔化,在-260℃的超低溫中不發脆。聚四氟乙烯光滑異常,連冰都比不過它;它絕緣性能特別好,報紙厚的一層薄膜,便足以抵擋1500V的高壓電。 聚合 聚四氟乙烯由四氟乙烯經自由基聚合而生成。工業上的聚合反應是在大量水存在下攪拌進行的,用以分散反應熱,并便于控制溫度。聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2壓力下進行,可用無機的過硫酸鹽、有機過氧化物為引發劑,也可以用氧化還原引發體系。每摩爾四氟乙烯聚合時放熱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。 應用 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、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、食品等工業中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料,絕緣材料,防粘涂層等。
       絕緣性:不受環境及頻率的影響,體積電阻可達1018歐姆·厘米,介質損耗小,擊穿電壓高。
       耐高低溫性:對溫度的影響變化不大,溫域范圍廣,可使用溫度-190~260℃。   
       自潤滑性:具有塑料中最小的摩擦系數,是理想的無油潤滑材料。   
       表面不粘性:已知的固體材料都不能粘附在表面上,是一種表面能最小的固體材料。
       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:   
       限氧指數在90以下。
       物理性質:
       聚四氟乙烯的機械性質較軟。具有非常低的表面能。 聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列優良的使用性能:
       耐高溫:長期使用溫度200~260度,耐低溫—在-100度時仍柔軟;
       耐腐蝕:能耐王水和一切有機溶劑;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(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;
       無毒害—具有生理惰性;
       優異的電氣性能,是理想的C級絕緣材料。聚四氟乙烯材料,廣泛應用在國防軍工、原子能、石油、無線電、電力機械、化學工業等重要部門。
       產品:聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、車削板材、縫紉線。 聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫為PTFE。
       20世紀30年代末期發現,40年代投入工業生產。
       性質:聚四氟乙烯相對分子質量較大,低的為數十萬,高的達一千萬以上,一般為數百萬(聚合度在104數量級,而聚乙烯僅在103)。一般結晶度為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,而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈,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,聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃時的失重速率(%)每小時分別為1×10-4、4×10-3和9×10-2??梢?,聚四氟乙烯可在 260℃長期使用。由于高溫裂解時還產生劇毒的副產物氟光氣和全氟異丁烯等,所以要特別注意安全防護并防止聚四氟乙烯接觸明火。
       力學性能:它的摩擦系數極小,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。
       ●力學性能: 抗拉強度 σb (MPa):20.7~27.5 伸長率 δ5 (%):250~350 沖擊韌性值 αk (J/cm2):帶缺口:≥16.1; 無缺口:>98.1 拉伸彈性模量 (MPa):≥3.92 硬度 :50~65D
       ●熱性能: 熱變形溫度 :1.86MPa:55℃; 0.46MPa:120℃ 馬丁耐熱溫度 :250℃ 連續使用溫度 :250℃ 燃燒性 :自熄 聚四氟乙烯在-196~260℃的較廣溫度范圍內均保持優良的力學性能,全氟碳高分子的特點之一是在低溫不變脆。
       耐化學腐蝕和耐候性 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、紫外線均極穩定,所以具有優異的耐候性。 電性能 聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內的介電常數和介電損耗都很低,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性能均明顯下降。
       PTFE獨特的性能使其在化工、石油、紡織、食品、造紙、醫學、電子和機械等工業和海洋作業領域都有著廣泛的應用。   
       1、聚四氟乙烯(PTFE) 在建筑上應用   PTFE建筑膜材,比如TACONIC公司生產的SOLUS系列產品,已經廣泛應用在大型公共設施:體育場館的屋頂系統、機場大廳、展覽中心、站臺等。 重量輕 它的重量只是傳統建筑材料的一小部分   強度高 玻璃纖維是紡織布料中強度最高的,它甚至比同一直徑的鋼絲還要牢固   柔韌性 不同與大多數固體建筑材料, 柔軟的Solus產品可被拉伸成各種動態的弧線形狀   透光性 通過內外表面的均勻透光,就形成了柔和的散射光線   低維護 在織布使用期限內,只需做極少量的清潔工作。因為織布表面的不粘性強,同時又是繃緊的, 所以雨水會把塵土沖洗掉   表面完全惰性化 惡劣的環境,如霉菌,酸雨等將不對織布表面起作用   可焊接性 每個織布構架將被焊接起來成為一體的大頂棚。焊縫的強度會大于織布本身   使用期限長 在其使用期內,PTFE 涂層的玻璃織布幾乎無退化。目前, Solus織布估計可使用至少25年   防火性能 Solus織布取得A級防火評估,同時它依然保持很強的透光性   
       2、聚四氟乙烯(PTFE)在防腐蝕性能的應用   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 。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。
       3、聚四氟乙烯(PTFE)的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, 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。   
       4、聚四氟乙烯(PTFE)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。
       5、聚四氟乙烯(PTFE)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。   
       6、聚四氟乙烯(PTFE)的防粘性能的應用   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。 隨著材料應用技術的不斷發展,PTFE材料的三大缺點:冷流性、難焊接性、難熔融加工性正在逐漸被克服,從而使它在光學、電子、醫學、石油化工輸油防滲等多種領域的應用前景更加廣闊

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