四氟乙烯简称PTFE,它是由单体四氟乙烯经自由基聚合得到的全氟化聚合物,其结构式为。
它是1938年由美国人R.Plunkett发明。
它的分子结构中,碳原子周围被4个氟原子包围,由于氟原子的共价半径(0.064nm)大于氢原子的半径(0.028nm),氟原子排列起来可以把碳链包围住,又由于氟原子互相排斥,使整个大分子链不像碳氢分子链一样呈锯齿形,而是呈螺旋结构如图1所示,类似于人类的DNA螺旋,该螺旋构象正好包围在PTFE易受化学侵袭的碳链骨架外,形成了一个紧密的完全“氟代”的保护层,使PTFE主链不受外界任何试剂的侵袭,使PTFE具有其他材料无法比拟的耐溶剂性、化学稳定性以及低的内聚能密度。
该螺旋结构决定了PTFE的耐化学性能。
聚四氟乙烯是一种具有优异的耐化学性且耐高低温的碳氟化学物,即使暴露在空气中也不会变质,可在-200~250℃范围内长期使用。
由于分子结构中含有氟原子吸电子团影响,PTFE 表现出高度的化学稳定性,几乎耐一切酸碱等化学物质的侵入,突出的不粘性,异常的润滑性以及优异的电绝缘性能,耐老化性和抗辐射性,极小的吸水率等特点被称为“塑料王”。
广泛地应用于航空航天、石油化工、机械、电子、电器、建筑、纺织等诸多领域。
正是由于这些特性,它一出现就被秘密应用在军事工业,直到20世纪50年代才应用到静态密封上来,和一般的螺旋密封件相比,它是一种很好的弹性密封材料。
尽管聚四氟乙烯材料性能稳定,但其缺点也很明显。
(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)聚四氟乙烯的熔体粘度很高,在高温下也不流动。
它在熔点(327℃)以上,熔体粘度达到1 010 Pa.s,即使加热到分解温度也不流动,这就使它不能采用一般热塑性塑料的成型方法,而要采用类似粉末冶金那样的烧结方法成型。
(3)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。
(4)PTFE的导热系数低,导热性能较差,这不仅妨碍它用作轴承材料,而且使得制造厚壁制品时不能淬火。
(5)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。
(6)在400℃以上加热时,聚四氟乙烯的裂解速度逐渐加快,分解产物主要是四氟乙烯、全氟丙烯和八氟环丁烷。
在475℃以上,分解产物有极少量剧毒的全氟异丁烯。
注意加热温度不能超过400℃,且实验室要有良好的通风系统,利于排除毒性气体。
聚四氟乙烯(英文缩写为Teflon或[PTFE,F4]),被美誉为/俗称“塑料王”,中文商品名“铁氟龙”、“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,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,除熔融金属钠和液氟外,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)、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异(能在+250℃至-180℃的温度下长期工作)。
聚四氟乙烯它本身对人没有毒性,但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。
温度-20~250℃(-4~+482°F),允许骤冷骤热,或冷热交替操作。
压力-0.1~6.4Mpa(全负压至64kgf/cm2)(Full vacuum to 64kgf/cm2)
它的产生解决了我国化工、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与的特点,它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
用作工程塑料,可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。
一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。
分散液可用作各种材料的绝缘浸渍液和金属、玻璃、陶器表面的防腐图层等。
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)。
目前,各类聚四氟乙烯制品已在化工、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。