四氟管-聚四氟乙烯性能

聚四氟乙烯(PTFE)树脂是美国化学家普伦凯特(Plunket)博士于1938年首先研制出来的，到20世纪50年代国外实现了工业化生产，我国是在20世纪60年代正式投产。PTFE俗称“四氟管”，以其独特的性能而被广泛地应用于各个方面。它具有耐高温、不氧化、不溶解、特别好的化学稳定性和极其优异的介电性能，使其成为化学、机械等工业为主的几乎所有产业部门不可缺少的重要材料之一。
PTFE树脂多为粉末状或分散液，具有极高的相对分子质量(8.88×106～3.17×107)和高结晶度(92％--98％)，熔点327℃，由于其分子结构中存在强的F-C键，使其具有以下主要性能：①耐化学药品性：除了能与熔融的钠金属、氟和强的氟化介质以及高于300℃的氢氧化钠反应外，几乎对所有的常用化学药品成惰性；②耐热性：260℃以下不发生热老化现象；③电性能：具有良好的电绝缘性，较高的耐电弧性，体积电阻率大于l×1016Ω.m，且不随温度而变化；④润滑性：在较宽的温度范丽内具有低的摩擦系数；⑤耐辐射性：在真空中，辐照剂量为最大值时，仍可保持原有拉伸强度的50％；⑥低渗透性：具有较低的渗透性，除了对其组成相
似的氟碳化合物有较高的渗透率外，对大部分气体和液体的渗透性较小；⑦耐候性：不受气候影响，可在任何气候下暴露10年以上；⑧不燃性：极限氧指数在90以上；⑨不黏性：几乎所有黏性物质都不能黏附在它的表面上；⑩耐高低温性：可在一250～250℃温度范围内使用。由于PTFE具有以上优异性能而被称为“塑料王”，广泛地应用于国防、航空航天、石油化工、电子、机械等各个领域。
二、聚四氟乙烯树脂品级
聚四氟乙烯树脂有悬浮树脂和分散树脂两种。分散PTFE树脂有良好的成纤性，分子呈电中性，粒子间的凝聚力低，分子链受到很小的剪切作用就会沿粒子长轴方向排列，形成线形结晶，而且烧结成型后的分散聚四氟乙烯较悬浮聚四氟乙烯的结晶度大，在稍高于熔点温度下如340℃～360℃烧结就可得到较高的强度。
三、 聚四氟乙烯的优点
聚四氟乙烯简称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。
四、聚四氟乙烯的缺点
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。