聚四氟乙烯性能参数.docx
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聚四氟乙烯性能参数
1.聚四氟乙烯
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聚四氟乙烯是用于密封的氟塑料之一。
聚四氟乙烯以碳原子为骨架,氟原子对称而均匀地分布在它的周围,构成严密的屏障,使它具有非常宝贵的综合物理机械性能(表14—9)。
聚四氟乙烯对强酸、强碱、强氧化剂有很高的抗蚀性,即使温度较高,也不会发生作用,其耐腐蚀性能甚至超过玻璃、陶瓷、不锈钢以至金、铂,所以,素有“塑料王”之称。
除某些芳烃化合物能使聚四氟乙烯有轻微的溶胀外,对酮类、醇类等有机溶剂均有耐蚀性。
只有熔融态的碱金属及元素氟等在高温下才能对它起作用。
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聚四氟乙烯的介电性能优异,绝缘强度及抗电弧性能也很突出,介质损耗角正切值很低,但抗电晕性能不好。
聚四氟乙烯不吸水、不受氧气、紫外线作用、耐候性好,在户外暴露3年,抗拉强度几乎保持不变,仅伸长率有所下降。
聚四氟乙烯薄膜与涂层由于有细孔,故能透过水和气体。
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表14-9聚四氟乙烯性能
序号
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技术指标
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单位
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数值
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测试方法
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物理性能
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比重
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性
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抗拉强度
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断裂伸长率
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抗压强度(变形10%)
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抗冲击
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无缺口
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不断
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有缺口
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24.6~31.6
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抗弯强度
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Pa
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QbbRu 热学性能 Y-: (kv4R3Y 晶体熔点 CJ1? d ℃ dM>7aHV 327~330 A }[/-9^ ASTMD1457-75 f&tzwg\ 线膨胀系数 c}"Fo"SU 20~60℃ eDf.P) 20~100℃ jj: w6 ! 20~150℃ 4$�_v8 20~200℃ D&H&DY 10-5×1/℃ = �Ft)t1) chaH{g? k[ 10.3 3/28pN 10.5 eLT't&jm 11.4 �*Cpo[ 12.8 .A�i"b]WQ GB1036-70 e`U`p7 b 比热容 A0Tzo*qC 0℃ eElMC=6n 50℃ L{dY \| J/kg·K "#rpYZM6 0.96×103 cL (>}`/ 1.05×103 D? H43m 1I +C@0h 导热系数 u =r W/m·K bk_PV|$K 0.24 }ID9< #2 平板法 i01c`>~U5 聚四氟乙烯在200℃以上,开始极微量的裂解,即使升温到结晶体熔点327℃,仍裂解很少,每小时失重为万分之二。 但加热至400℃以上热裂解速度逐渐加快,产生有毒气体,因此,聚四氟乙烯烧结温度一般控制在375~380℃。 聚四氟乙烯分子间的范德华引力小,容易产生键间滑动,故聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数及不粘性,摩擦系数在已知固体材料中是最低的。 wTnjSD 聚四氟乙烯的导热系数小,该性能对其成型工艺及应用影响较大。 其不但导热性差,且线膨胀系数较大,加入填充剂可适当降低线膨胀系数。 在负荷下会发生蠕变现象,亦称作“冷流”,加入填充剂可减轻蠕变程度。 l-` MJM[ 聚四氟乙烯可以添加不同的填充剂,选择的填充剂应基本满足下述要求: 能耐380℃高温即四氟制品的烧结温度;与接触的介质不发生反应;与四氟树脂有良好的混入性;能改善四氟制品的耐磨性、冷流性、导热性及线膨胀系数等。 常用的填充剂有无碱无蜡玻璃纤维、石墨、碳纤维、MoS2、A1203、CaF2、焦炭粉及各种金属粉。 如填充玻璃纤维或石墨,可提高四氟制品的耐磨、耐冷流性,填充MoS2可提高其润滑性,填充青铜、钼、镍、铝、银、钨、铁等,可改善导热性,填充聚酰亚胺或聚苯酯,可提高耐磨性,填充聚苯硫醚后能提高抗蠕变能力,保证尺寸稳定等。 在相同的温度条件下,填充后的聚四氟乙烯其抗压强度(表14-10)、压缩弹性模量(表14-11)、抗弯强度(表14-12)、硬度(表14-13)、摩擦系数和耐磨耗性(表14-14)、热导率(表14-15)均比纯四氟乙烯高。 但抗拉强度和伸长率则有所下降,线膨胀系数(表14-15)也减小。 表14-10不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的抗压强度① (Pa) &JrQII|@ G7PUjO];Q kdOoBD N1F0UIuO nSS|,LK ra \jB4I Q}a.K! Mn a0@9s -GMiWfP dheqi"G' 7ezA@P vXq5vWzbm p~cIr `UTC^T,g NAIQ? F N2JF�A;l+ |t&7=}e ^? %R De} 温度(℃) ENuQUCTO> 配方 hoF95f: qb 一50 : TE..{Q# 0 Q~^_YeQ 25 ~ qCRD 50 SUQ3N4qt 100 w_WW&r&GM 200 wM"^7 聚四氟乙烯 }_W-B 20%玻纤,5%石墨 68o)"0j 15%玻纤,5%石墨 >CpU! W 25%玻纤 iK_kL2fx 20%玻纤 : ~N: jEc7l 60%锡青铜 o-W! CbZR 20%碳纤维 Wu#tHcR4{ 229 #2qg% 280 vkn{$hwpE8 286 5mDoVo{b 293 (~"r1=hP 318 grf=-e\D% 395 1l_3S1M-M 331 RH_ 158 zBbf�@S 283 I%rxH 211 ! j4eLd_`Y 210 T-X! �uC;u 234 $b= AK0 270 8IjZ? V@fa 257 *E0D T3 129 94'jDjgy 155 K ^Z>Q> 173 ^a? /s�o! _ 178 Q? LZ1 172 |RxH;@%0g 213 \S@p< 187 m_i{"ABQ 79 g7,ybG{ 98 Oy W,0)Zz 108 INs;z; - 104 }6eqE#-k 106 f@p'BN 134 r}eW&rc]iM 128 +@G>K-b 53.5 ZFL-^Nc 79 Nu|xAw< 82 {BgcY<$L 76 '*-kV( 76 Urgx@km#` 101 uovY _k 89 /%U? ~Kh> 33 T`x71"" 50 &)]zC 56 q! C>fFa 54 ' ]P(mkk 52 6*,sE[uMz 64 yKw? b 67 > moY)! q ① 5%变形。 W+]fMnH 表14一ll 不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的压缩弹性模量 BE-)h,W (×103Pa) ]~CD}"HA : rlnV#+.? e8IwkH@s? '6b>_C9 _U\QLM: %' ^$|NT g{ZlrSn n$ONNyqrc >nv"LMN iPA`X&f uupae'e 5J.xo'Sx oM: ^/We: o8+F~Q*: t0? dkch Qv %'GK1 6xV9/@j g$B0D}/vju ! %>AwgM} � 7RHGr &Oa"M1! wYi H=g,yj PJwz6sZy_M t7~6%iK3 8c+c5"U? B, +j8^g&BT & a{u-iPn: d\: iT^n RB6>9DR f=pEaHe t0u#+YQ 温度(℃) ZBS)m]&J 配方 7=iQ|b -50 J? +U~? $1l 0 ZTvszk8wN 25 )Kwxv#e 50 8%MWT#`` 100 EiV �C8cB 200 ? .ek? U2uZD 聚四氟乙烯 &FMZkJ#f 4.6 E`zU*\pg&| 7.9 V+ i\;I 6.6 (EsVp 5.9 6.6 &|#ue 5.7 Q&.@LN%Q 5.6 VWpLe.z 3.2 ARAy)E# 5.4 * HMOJv4 4.7 ^58$sy 4.7 =mARhH&TF 5.1 J<4%ZZ2. 4.7 Hk]X&i+s- 4.8 .3pL 2.8 C! -R, 5.2 zyc? Kd (w 4.5 L)`#yLC 4.5 uo#: Iqa' 4.7 6kC_~~UTK 4.5 4xyKMB 4.6 %4%*~U}7q 1.9 2"! tqAnWt 3.5 vyp=`n 2.4 V8DF@(l! m 2.4 M{gL0.p' 2.7 5b�uf*b}- 2.5 -L={0y 2.4 ewuR�u: WP 1.2 3n3#h6_ 2.1 $%lWn` 1.6 I[1/+4%k 1.5 x2-pEg;" 1.7 4�8@K`x~( 1.6 5 +=%4By 1.6 2ZAW}PdZ9g 0.69 b VmlT|4b 1.3 +gCsAH35A 1.2 OEd6`� 1.1 P;J@lC J 1.3 d 6>-L 1 WHoHCB~;= 1 g JJ4T' 60%锡青铜 _@tU�uO 20%玻纤 '_\Kp: 8B2 25%玻纤 ? z3Cw1 20%碳纤维 ;*V/'y2 15%玻纤,5%石墨 zsuX0F 20%玻纤,5%石墨 OTwm_+Rd 表14—12 不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的抗弯强度 x])%QP) (Pa) ~x61d0eW rWnD@wZ U#z#w[w 7v2Lc)v0T} ~,_�LSb 0EB,CW< s&Zd_# l? �.W4ceg U ;_: ~g Hj9*,g&C< F8Z U%=ww ^,.WJAD0gE $? |S,SpZ B,WL7.vO D(& Y e}b-Rd9T&* a*dLZdfm;$ ;*P,Pjf x~7_-o yyRCnMk "8wJ$/om ;Yv8 /uu| v2=&yiy>L ~/Wo: =8 Q3~0e-eo " h-.oL7` r&03i8~ RI%"u( yU0e 温度(℃) $jei3$.u 配方 b4`Vy}G: - -50 a! VF*"' 0 DibuV@TR: B 25 4y^|0hO 50 p$lc`` 100 +|2j_Z 聚四氟乙烯 {3\u5= 640 vmfh_$ec 630 H7n{./ 600 WH38ycZr 600 rWrMcBU 600 +F^_# / 730 x8 *CH 830 %ns3iv-g 304 G>wJbUQl 392 dzFq7I>d@ 340 U tg_zP 340 R;mr]Q 356 DZoo{[FD 500 {w oz;&w 550 v5"7Z! H< 207 TS4=v(\ 325 U1_]YH* 222 ? 0~ x>tX: 218 TOx38WM6 210 Z)r8,$)- 280 z4=Q) 2+ 320 G,Vs&,Q73 133 EK 177 2(u {kp,~ 174 9qc+G>GcJ# — ZJ1uM4j/ 138 bofb~DAL 214 - =[4]D' 230 ~Ef0lSD~ 96 "06{Hbd$ 120 Zp9g[v%b 115 {1]Adh#|_+ 100 3-b)xjv 100 ? Aeq+-/i[ 166 z(d<"n] 166 N6N=P_ 20%玻纤,5%石墨 9.Dt"+ImQ 15%玻纤,5%石墨 _`LV 25%玻纤 : C`1(H*8 20%玻纤 Gw$CZu)- 60%玻纤 \3Yk/`SZ" 20%碳纤维 8\ 表14-13加填充剂前后聚四氟乙烯硬度与温度的关系 fK_KDVR h;aUefz A31Af^p USTbYe9 w: 8K ! +]G y(b>! U3s HAUD"Zz L HM0us *^[t&e' *w? +0i 1J{s3@Rr (3D$FO|/N LCF}ER9I' y`E+ea]6 UN<4+` 布氏硬度(HB) |CDHh pR]r 材料 A 室温(℃) ` cVMF~O 高 温 #_lI4B0 温度,℃ GKTq: 8e 布氏硬度(HB) � 聚四氟乙烯 [fPB#jJ 填充聚四氟乙烯 %CJVak 4.65 .{;p �w* 7.48 O*=+/ 105~130 sr3. 79~130 D;-Zw ROG 125~165 Ka7 (tQH 1.41 ? >a$ 2.28 /~#;/ 1.51 }HPoCS}6( 表14一14 加填充剂前后聚四氟乙烯的摩擦系数与磨痕宽度 f~1f/X N bRMJ A8_�e#KM _nr�aT'Fq kYL6B,1 h: j" }[S US ME8-Q TKhuA : CZNVe&[nM /r$IenQH4 vQ%iR8<#5 填充剂及含量(体积%) ]C%{'�3 摩擦系数μ yhThnCA}W$ 磨痕宽度(mm) rWs(,A 纯聚四氟乙烯 G3T/: } 萤石2%,MoS25% iq(2? Ew 云母20%,MoS25% 4YYfv 云母砂20%,石墨5% [rL{clm 石英砂20%,MoS25% ] CdO20%,石墨10% j>lwYU]} 玻璃粉15% m=TiDP@ 玻璃粉30%,Cu粉5% yIM{(Aj 玻璃粉25%,CdO15% 1&H=J^i<@ 云母10% : in%6B"a 玻璃粉25%,CdO20% F\JQI, MoS24%,石墨1% u6=nS4: @ 0.20 ba~r^-f 0.20 ddos9X 0.22 ! E.&�9E 0.24 cHBj/% 0.21 U ` nvf 0.22 0qN-GKQ 0.18 j! ? /6HuDo 0.19 K&SS")e 0.20 >C=jHYz 0.20 "qt$cTJ= 12.70 vz)zpSMpL 1.99 d84�{ 2.10 p(hc4Lxq" 2.87 Zk%5P4 2.60 &v[=Hu>; 1.82 (*Unj} 4.03 hwr8[tn9hr 2.28 v)wa! P 1.20 e"a M\2&x 1.28 LKe===b8O> v�: 8g? #\vw 表14—15 填充剂对导热系数及线膨胀系数的影响 f}%p0o}- /\NI= 5Mpncq f: 1['|� 4vb|d`+"' z07=`, qw"zlAQd, l$b9;jd.% d",*@*6 yOC)t/D Og h64XE 填充剂含量(体积%) TE vhG6&[ 导热系数[kcal/(mm·h·℃)] wl3sd_sJB 线膨胀系数,(1/℃)(25~200℃) D! @e+< ? H^ 纯聚四氟乙烯 5#chg 铜粉50% k^9WvAS 青铜粉27% s! I' B� 石墨15%~20% \^f#FV 石墨50% KyLs$f 玻璃纤维22% ^V]5Xq~# 玻璃纤维13% p~0Un O.2l <~+r|/@"1 0.92 `.X\r&yU) O.41 eK=VMP{] O.39 3o36(K! 1- O.18 +"hA^' 0.39 l} 0.32 8~25×10-5 RnWsS~') 1.6×10-5 ;)E-s1aU>x 6.4×10-5 6z5k LF 8.0~6.6×10-5 Ady /F) d — 1? x 8.0×10-5 rBz{Jk 9.0×10-5 \&0W.*k6 应予注意的是加入填充剂后对pv值的影响。 聚四氟乙烯最大加值不足常数,而是随负荷及速度而改变。 负荷增加则最大pv值减小;速度增加最大pv值增大。 加入填充剂可使最大pv值提高10倍以上。 此外,聚四氟乙烯作摩擦副材料与使用时的环境有关.如填充四氟制品在油或水润滑环境即少油润滑状态下会大大延长使用寿命。 JB/T6627-2008碳(化)纤维浸渍聚四氟乙烯编织填料285KB QB/T3628-1999螺旋用聚四氟乙烯生料带(单行本完整清晰扫描版)335KB SH3402-1996管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片174KB SH3402-1996管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片196KB QB/T3627-1999聚四氟乙烯薄膜251KB QB/T3624-19
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