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聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

Oct 27,2016

　　四氟乙烯簡稱PTFE，它是由單體四氟乙烯經(jīng)自由基聚合得到的全氟化聚合物，其結(jié)構(gòu)式為。它是1938年由美國人R．Plunkett發(fā)明。它的分子結(jié)構(gòu)中，碳原子周圍被4個(gè)氟原子包圍，由于氟原子的共價(jià)半徑(0.064nm)大于氫原子的半徑(0.028nm)，氟原子排列起來可以把碳鏈包圍住，又由于氟原子互相排斥，使整個(gè)大分子鏈不像碳?xì)浞肿渔溡粯映输忼X形，而是呈螺旋結(jié)構(gòu)如圖1所示，類似于人類的DNA螺旋，該螺旋構(gòu)象正好包圍在PTFE易受化學(xué)侵襲的碳鏈骨架外，形成了一個(gè)緊密的完全“氟代”的保護(hù)層，使PTFE主鏈不受外界任何試劑的侵襲，使PTFE具有其他材料無法比擬的耐溶劑性、化學(xué)穩(wěn)定性以及低的內(nèi)聚能密度。該螺旋結(jié)構(gòu)決定了PTFE的耐化學(xué)性能。
　　聚四氟乙烯是一種具有優(yōu)異的耐化學(xué)性且耐高低溫的碳氟化學(xué)物，即使暴露在空氣中也不會(huì)變質(zhì)，可在-200~250℃范圍內(nèi)長期使用。由于分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子吸電子團(tuán)影響，PTFE表現(xiàn)出高度的化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎耐一切酸堿等化學(xué)物質(zhì)的侵入，突出的不粘性，異常的潤滑性以及優(yōu)異的電絕緣性能，耐老化性和抗輻射性，極小的吸水率等特點(diǎn)被稱為“塑料王”。廣泛地應(yīng)用于航空航天、石油化工、機(jī)械、電子、電器、建筑、紡織等諸多領(lǐng)域。正是由于這些特性，它一出現(xiàn)就被秘密應(yīng)用在軍事工業(yè)，直到20世紀(jì)50年代才應(yīng)用到靜態(tài)密封上來，和一般的螺旋密封件相比，它是一種很好的彈性密封材料。
　　缺點(diǎn)：(1)聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長時(shí)間連續(xù)載荷作用下發(fā)生的塑性變形(蠕變)，這給它的應(yīng)用帶來一定的限制。如當(dāng)PTFE用作密封墊時(shí)，為密封嚴(yán)密而把螺栓擰得很緊，以致超過特定的壓縮應(yīng)力時(shí)，會(huì)使墊圈產(chǎn)生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點(diǎn)可通過加入適當(dāng)?shù)奶盍霞案倪M(jìn)零件結(jié)構(gòu)等方法來克服。
　　(2)聚四氟乙烯的熔體粘度很高，在高溫下也不流動(dòng)。它在熔點(diǎn)(327℃)以上，熔體粘度達(dá)到1 010 Pa.s，即使加熱到分解溫度也不流動(dòng)，這就使它不能采用一般熱塑性塑料的成型方法，而要采用類似粉末冶金那樣的燒結(jié)方法成型。
　　(3)PTFE具有突出的不粘性，限制了其工業(yè)上的應(yīng)用。它是極好的防粘材料，這種性能又使它與其他物件的表面粘合極為困難。
　　(4)PTFE的導(dǎo)熱系數(shù)低，導(dǎo)熱性能較差，這不僅妨礙它用作軸承材料，而且使得制造厚壁制品時(shí)不能淬火。
　　(5)PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的10~20倍，比多數(shù)塑料大，其線膨脹系數(shù)隨著溫度的變化而發(fā)生很不規(guī)律的變化。在應(yīng)用PTFE時(shí)，如果對這方面性能注意不夠，很容易造成損失。
　　(6)在400℃以上加熱時(shí)，聚四氟乙烯的裂解速度逐漸加快，分解產(chǎn)物主要是四氟乙烯、全氟丙烯和八氟環(huán)丁烷。在475℃ 以上，分解產(chǎn)物有極少量劇毒的全氟異丁烯。注意加熱溫度不能超過400℃，且實(shí)驗(yàn)室要有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，利于排除毒性氣體。

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