FEP原料性能:
密度:2.1–2.3 g/cm3;
聚四氟乙烯的機(jī)械性質(zhì)較軟。具有非常低的表面能。
聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列優(yōu)良的使用性能:耐高溫—長(zhǎng)期使用溫度200~260度,耐低溫—在-100度時(shí)仍柔軟;耐腐蝕—能耐王水和一切有機(jī)溶劑;耐氣候—塑料中最佳的老化壽命;高潤(rùn)滑—具有塑料中最小的摩擦系數(shù)(0.04);不粘性—具有固體材料中最小的表面張力而不粘附任何物質(zhì);無(wú)毒害—具有生理惰性;優(yōu)異的電氣性能,是理想的C級(jí)絕緣材料,報(bào)紙厚的一層就能阻擋1500V的高壓;比冰還要光滑。聚四氟乙烯材料,廣泛應(yīng)用在國(guó)防
軍工、原子能、
石油、無(wú)線電、電力機(jī)械、化學(xué)工業(yè)等重要部門(mén)。產(chǎn)品:聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、車(chē)削板材。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫(xiě)為PTFE。結(jié)構(gòu)式為:CF3(CF2CF2)nCF3。20世紀(jì)30年代末期發(fā)現(xiàn),40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。性質(zhì) 聚四氟乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較大,低的為數(shù)十萬(wàn),高的達(dá)一千萬(wàn)以上,一般為數(shù)百萬(wàn)(聚合度在104數(shù)量級(jí),而聚乙烯僅在103)。一般結(jié)晶度為90~95%,熔融溫度為327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列,由于氟原子半徑較氫稍大,所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向,而是形成一個(gè)螺旋狀的扭曲鏈,氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時(shí),形成13/6螺旋;在19℃發(fā)生相變,分子稍微解開(kāi),形成15/7螺旋。
雖然在全氟碳化合物中碳-碳鍵和碳-氟鍵的斷裂需要分別吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯僅需能量171.38kJ。所以在高溫裂解時(shí),聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃時(shí)的失重速率(%)每小時(shí)分別為1×10-4.4×10-3和9×10-2??梢?jiàn),聚四氟乙烯可在 260℃長(zhǎng)期使用。由于高溫裂解時(shí)還產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟光氣和全氟異丁烯等,所以要特別注意安全防護(hù)并防止聚四氟乙烯接觸明火。
力學(xué)性能
它的摩擦系數(shù)極小,僅為
聚乙烯的1/5,這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力極低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。
聚四氟乙烯在-196~260℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能,全氟碳高分子的特點(diǎn)之一是在低溫不變脆。
PTFE密度較大,為2. 14一2. 20g/cm3,幾乎不吸水,平衡吸水率小于0. 01%。
聚四氟乙烯是典型的軟而弱聚合物,大分子間的相互引力較小,剛度、硬度、強(qiáng)度都較小,在應(yīng)力長(zhǎng)期作用下會(huì)變形。
聚四氟乙烯受載時(shí)容易出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象,是典型的具有冷流性的塑料。PTFE的蠕變隨壓縮應(yīng)力、溫度和結(jié)晶度的不同而異,溫度越高則蠕變?cè)酱蟆TFE的結(jié)晶度在55%一80%之間,蠕變量不超過(guò)2%;當(dāng)結(jié)晶度在55%以下和80%以上時(shí),蠕變量迅速增大。
聚四氟乙烯力學(xué)性能方面優(yōu)異的特性是摩擦因數(shù)小,在0. 01一0. 10之間,在現(xiàn)有塑料材料,乃至所有工程材料中最小。
PTFE的摩擦因數(shù)隨滑動(dòng)速率的增大而增大,當(dāng)線速度達(dá)到0. 5一1. 0m/s以上時(shí)趨于穩(wěn)定;而且靜摩擦因數(shù)小于動(dòng)摩擦因數(shù),將這種特性用于軸承制造,可減小其起動(dòng)阻力,使之從起動(dòng)到運(yùn)轉(zhuǎn)都十分平穩(wěn)。PTFE的摩擦因數(shù)隨隨載荷增加而減小,當(dāng)載荷達(dá)到0. 8 MPa以上時(shí)趨于恒定。在高速、高載荷下,PTFE的摩擦因數(shù)低于0. 01。從超低溫到PTFE熔點(diǎn),
其摩擦因數(shù)幾乎不變,只有在表面溫度高于熔點(diǎn)時(shí),摩擦因數(shù)為才急劇增大。
由于分子間引力小,PTFE的硬度低,易被其他材料磨損。但是,只要對(duì)磨材料表面粗糙度合適,可在相當(dāng)程度上降低PTEF的磨損量。
耐化學(xué)和耐候性
聚四氟乙烯具有極高的耐化學(xué)腐蝕性能,例如在濃
硫酸、
硝酸、
鹽酸,甚至在
王水中煮沸,其重量及性能均無(wú)變化,也幾乎不溶于絕大多數(shù)的溶劑,只在300℃以上稍溶于全
烷烴(約0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸潮,不燃,對(duì)氧、紫外線均極穩(wěn)定,所以具有優(yōu)異的耐候性。
值得注意的是,聚四氟乙烯不能耐受極強(qiáng)的還原氛圍
熔融的堿金屬,氨堿溶液(堿金屬溶于液氨),某些氟化物(如TFA),萘鈉鹽等均可以迅速腐蝕聚四氟乙烯制品
電性能
聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低,而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。
耐輻射性能
聚四氟乙烯的耐輻射性能較差(104拉德),受高能輻射后引起降解,
高分子的電性能和力學(xué)性能均明顯下降。
聚合
聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)
自由基聚合而生成。工業(yè)上的聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進(jìn)行的,用以分散反應(yīng)熱,并便于控制溫度。聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2壓力下進(jìn)行,可用無(wú)機(jī)的過(guò)硫酸鹽、有機(jī)過(guò)
氧化物為引發(fā)劑,也可以用氧化還原引發(fā)體系。每摩爾四氟乙烯聚合時(shí)放熱171.38kJ。分散聚合須添加全氟型的
表面活性劑,例如
全氟辛酸或其鹽類(lèi)。
膨脹系數(shù)
(25~250℃)10~12×10-5/℃。