聚四氟乙烯塑料之王铁氟龙之欧阳语创编文档格式.docx
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PTFE;
铁氟龙;
特氟龙;
teflon;
特氟隆;
F4;
塑料之王;
英文名称:
Polytetrafluoroethylene(英文缩写为Teflon或[PTFE,F4])
英文别名:
TETRAFLUOROETHYLENEOLIGOMER;
TETRAFLUOROETHYLENERESIN;
TEFLON;
TEFLON7A;
TEFLON(TM)30B;
TEFLON(TM)6;
TEFLON(TM)7A;
PTFE
EINECS号204-126-9
CASNo.:
9002-84-0
分子式:
(C2F4)n
分子量:
100.015612
熔点:
327℃
沸点:
400℃
折射率:
1.35
风险术语:
R41对眼睛有严重伤害。
安全术语:
S24/25避免与皮肤和眼睛接触。
其他∶聚四氟乙烯中波的传播速度为︰207019667.8=0.69v0
注:
波在媒介中的传播速度计算式为
.
为介电常数,
为磁导率[1]
聚四氟乙烯被称“塑料王”,氟树脂之父罗伊·
普朗克特1936年在美国杜邦公司开始研究氟利昂的代用品,他们收集了部分四氟乙烯储存于钢瓶中,准备第二天进行下一步的实验,可是当第二天打开钢瓶减压阀后,却没有气体溢出,他们以为是漏气,可是将钢瓶称量时,发现钢瓶并没有减重。
他们锯开了钢瓶,发现了大量的白色粉末,这是聚四氟乙烯。
他们研究发现聚四氟乙烯性质优良,可以用于原子弹、炮弹等的防熔密封垫圈,因此美国军方将该技术在二战期间一直保密。
直到二战结束后,才解密,并于1946年实现工业化生产聚四氟乙烯。
中文商品名“特氟隆”(teflon)、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等。
它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物,其结构简式为-[-CF2-CF2-]n-,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性,是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一,除熔融碱金属、三氟化氯、五氟化氯和液氯外,能耐其它一切化学药品,在王水中煮沸也不起变化,广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的场合。
有密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力、耐温优异(能在+250℃至-180℃的温度下长期工作)。
聚四氟乙烯本身对人没有毒性。
使用温度-190~250℃,允许骤冷骤热,或冷热交替操作。
聚四氟乙烯板
压力-0.1~6.4Mpa(全负压至64kgf/cm2)(Fullvacuumto64kgf/cm2)
它的产生解决了化工、石油、制药等领域的许多问题。
聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片.聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。
聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀的特点,它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
分散液可用作各种材料的绝缘浸渍液和金属、玻璃、陶器表面的防腐涂层等。
各种聚四氟圈、聚四氟垫片、聚四氟盘根等广泛用于各类防腐管道法兰密封。
此外,也可以用于抽丝,聚四氟乙烯纤维——氟纶(国外商品名为特氟纶)。
聚四氟乙烯薄膜
如今,各类塑料王制品已在化工、机械、电子、电器、军工、航天、环保和桥梁等国民经济领域中起到了举足轻重的作用。
聚四氟乙烯(PTFE)使用条件行业化工、石化、炼油、氯碱、制酸、磷肥、制药、农药、化纤、染化、焦化、煤气、有机合成、有色冶炼、钢铁、原子能及高分子过滤材料、高纯产品生产(如离子膜电解),粘稠物料输送与操作,卫生要求高度严格的食品、饮料等加工生产部门。
优点
耐高温——使用工作温度达250℃。
耐低温——具有良好的机械韧性;
即使温度下降到-196℃,也可保持5%的伸长率。
耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂,表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。
聚四氟乙烯管
耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。
高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。
不粘附——是固体材料中最小的表面张力,不粘附任何物质。
无毒害——具有生理惰性,作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。
电绝缘性——可以抵抗1500伏高压电。
聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上
,一般为数百万(聚合度在10^4数量级,而聚乙烯仅在10^3)。
一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。
聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较碳稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。
这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。
温度低于19℃时,形成13/6螺旋;
在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。
不足
1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。
即材料制品在长时间连续载荷作用下发生的塑性变形(蠕变),这给它的应用带来一定的限制。
如当PTFE用作密封垫时,为密封严密而把螺栓拧得很紧,以致超过特定的压缩应力时,会使垫圈产生“冷流”(蠕变)而被压扁。
这些缺点可通过加入适当的填料及改进零件结构等方法来克服。
2、PTFE具有突出的不粘性,限制了其工业上的应用。
它是极好的防粘材料,这种性能又使它与其他物件的表面粘合极为困难。
3、PTFE的线膨胀系数为钢的10~20倍,比多数塑料大,其线膨胀系数随着温度的变化而发生很不规律的变化。
在应用PTFE时,如果对这方面性能注意不够,很容易造成损失。
用途
1.可用于棒、管、板、电缆料、生料带等材料的制作,经二次加工还可制成薄板、薄膜及各种异型制品,还可用作润滑剂、稠化剂。
2.可作为塑料、橡胶、涂料、油墨、润滑油、润滑脂等的添加剂。
3.可推压成型制成薄壁管、细棒材、异型棒材、电线电缆绝缘层、滚压成薄带作管道丝扣密封材料。
4.用于机械、电子、化工等工业,用于喷涂、浸渍等。
5.用于制浸渍涂料。
6.可制成棒、板、管材、薄膜及各种异型制品,用于航天、化工、电子、机械、医药等领域。
7.可制成高绝缘性电器零件、耐高频电线电缆包皮、耐腐蚀化学器皿、耐高寒输油管、人工器官等。
8.用于电池、纤维布等。
9.可制薄膜、管板棒、轴承、垫圈、阀门及化工管道、管件、设备容器衬里等,用于电器、化工航空、机械等领域。
10.主要用于电气工业,在航天、航空、电子、仪表、计算机等工业中用作电源和信号线的绝缘层、耐腐、耐磨材料。
11.代替石英玻璃器皿应用于原子能、医学、半导体等行业的超纯化学分析和贮存各种酸、碱、有机溶剂。
化学性质
耐大气老化性:
耐辐照性能和较低的渗透性:
长期暴露于大气中,表面及性能保持不变。
不燃性:
限氧指数在90以下。
耐酸碱性:
不溶于强酸、强碱和有机溶剂(包括魔酸,即氟锑磺酸)。
抗氧化性:
能耐强氧化剂的腐蚀。
酸碱性:
呈中性。
图片
原料性能
密度:
2.1–2.3g/cm3;
聚四氟乙烯的机械性质较软。
具有非常低的表面能。
聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列优良的使用性能:
耐高温—长期使用温度200~260度,耐低温—在-100度时仍柔软;
耐腐蚀—能耐王水和一切有机溶剂;
耐气候—塑料中最佳的老化寿命;
高润滑—具有塑料中最小的摩擦系数(0.04);
不粘性—具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质;
无毒害—具有生理惰性;
优异的电气性能,是理想的C级绝缘材料,报纸厚的一层就能阻挡1500V的高压;
比冰还要光滑。
聚四氟乙烯材料,广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。
产品:
聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、车削板材。
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。
英文缩写为PTFE。
结构式为:
CF3(CF2CF2)nCF3。
20世纪30年代末期发现,40年代投入工业生产。
性质聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上。
虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。
所以在高温裂解时,聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。
聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×
10-4.4×
10-3和9×
10-2。
可见,聚四氟乙烯可在260℃长期使用。
由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等,所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。
力学性能
它的摩擦系数极小,仅为聚乙烯的1/5,这是全氟碳表面的重要特征。
又由于氟-碳链分子间作用力极低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。
聚四氟乙烯在-196~260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能,全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。
PTFE密度较大,为2.14一2.20g/cm3,几乎不吸水,平衡吸水率小于0.01%。
聚四氟乙烯是典型的软而弱聚合物,大分子间的相互引力较小,刚度、硬度、强度都较小,在应力长期作用下会变形。
聚四氟乙烯受载时容易出现蠕变现象,是典型的具有冷流性的塑料。
PTFE的蠕变随压缩应力、温度和结晶度的不同而异,温度越高则蠕变越大。
PTFE的结晶度在55%一80%之间,蠕变量不超过2%;
当结晶度在55%以下和80%以上时,蠕变量迅速增大。
聚四氟乙烯力学性能方面优异的特性是摩擦因数小,在0.01一0.10之间,在现有塑料材料,乃至所有工程材料中最小。
PTFE的摩擦因数随滑动速率的增大而增大,当线速度达到0.5一1.0m/s以上时趋于稳定;
而且静摩擦因数小于动摩擦因数,将这种特性用于轴承制造,可减小其起动阻力,使之从起动到运转都十分平稳。
PTFE的摩擦因数随随载荷增加而减小,当载荷达到0.8MPa以上时趋于恒定。
在高速、高载荷下,PTFE的摩擦因数低于0.01。
从超低温到PTFE熔点,
其摩擦因数几乎不变,只有在表面温度高于熔点时,摩擦因数为才急剧增大。
由于分子间引力小,PTFE的硬度低,易被其他材料磨损。
但是,只要对磨材料表面粗糙度合适,可在相当程度上降低PTEF的磨损量。
耐候性
聚四氟乙烯具有极高的耐化学腐蚀性能,例如在浓硫酸、硝酸、盐酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均无变化,也几乎不溶于绝大多数的溶剂,只在300℃以上稍溶于全烷烃(约0.1g/100g)。
聚四氟乙烯不吸潮,不燃,对氧、紫外线均极稳定,所以具有优异的耐候性。
值得注意的是,聚四氟乙烯不能耐受极强的还原氛围
熔融的碱金属,氨碱溶液(碱金属溶于液氨),某些氟化物(如TFA),萘钠盐等均可以迅速腐蚀聚四氟乙烯制品
电性能
聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低,而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。
耐辐射性能
聚四氟乙烯的耐辐射性能较差(104拉德),受高能辐射后引起降解,高分子的电性能和力学性能均明显下降。
聚合
聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。
工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的,用以分散反应热,并便于控制温度。
聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2压力下进行,可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂,也可以用氧化还原引发体系。
每摩尔四氟乙
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