聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,简写为 PTFE),俗称 “塑料王”基本信息与结构分子式与结...

来源:雪球App,作者: 私-募2019,(https://xueqiu.com/1855261132/335660261)

聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,简写为 PTFE),俗称 “塑料王”

基本信息与结构

分子式与结构单元:PTFE 的分子式为 (C₂F₄)ₙ,基本结构单元是 - CF₂-CF₂-,分子中 CF₂单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较氢稍大,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3。

形态与颜色:通常为白色蜡状、半透明的粉状物1。

性能特点

物理性能:具有优良的耐热和耐低温特性,可在 - 180~260ºC 长期使用,能承受骤冷骤热或冷热交替操作;密度为 2.2g/cm³,吸水率小于 0.01%;摩擦系数极低,是固体材料中摩擦系数最低者,且在高负载下,具有优良的耐磨性能;导热系数低,导热性能较差13。

化学性能:具有卓越的化学稳定性和耐腐蚀性,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,除了能与熔融的碱金属起反应外,不受任何物质的侵蚀,即使在氢氟酸、王水或发烟硫酸、氢氧化钠中煮沸,也不起任何变化;不溶于所有的溶剂1。

电气性能: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,电绝缘性不受环境及频率的影响,可在 250℃的电气环境下长期工作13。

其他性能:具有良好的耐候性,有塑料中最佳的老化寿命;不粘附任何物质,是固体材料中表面张力最小者;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,无毒害13。

生产方法1

悬浮聚合法:在搪瓷或不锈钢聚合釜中,以水为介质,过硫酸钾为引发剂,全氟羧酸铵盐为分散剂,氟碳化合物为稳定剂,四氟乙烯经氧化还原聚合而制得聚四氟乙烯。

乳液聚合法:将四氟乙烯单体乳化在水中,在引发剂的作用下进行聚合反应,得到聚四氟乙烯乳液,再经凝聚、干燥等工艺得到聚四氟乙烯粉末。

应用领域

工业领域:广泛应用于化工、石油、纺织等行业,作为耐腐蚀材料,如用于制造反应釜、管道、阀门、泵等设备的衬里;也可用于制造密封件,如机器、热交换器、高压容器等的密封件;还可作为无油润滑材料,用于化工设备、造纸机械、农业机械的轴承,以及活塞环、机床导轨等1。

电气电子领域:可制成漆包线,用于微型电机、热电偶、控制装置等;PTFE 塑料薄膜是制造电容器、无线电绝缘衬垫、绝缘电缆、马达及变压器的理想绝缘材料,也是航空航天等工业电子部件不可缺少的材料之一1。

医疗领域:膨体 PTFE 具有非常强的生物适应性,不会引起机体的排斥,可用任何方法消毒,且具有多微孔结构,可用于软组织再生的人造血管和补片以及用于血管、心脏、普通外科和整形外科的手术缝合1。

日常生活领域:最常见的应用是在不粘锅的涂层,利用其不粘性使烹饪更加方便,易于清洁;此外,还可用于制造防水透气的服装面料、家居用品等1。

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