特种工程塑料聚四氟乙烯的性能及用途

1、特种工程塑料聚四氟乙烯的性能及用途摘要：介绍聚四氟乙烯（PTFE）性能特点及其各种性能在化工、石油、纺织、电子电气、医疗、机械等领域的具体应用。关键词：聚四氟乙烯性能应用在氟塑料中聚四氟乙烯（PTFE）的消耗量最大，用途最广，是氟塑料中的一个重要品种。PTFE具有优异的高低温性能和化学稳定性，很好的电绝缘性能，非粘附性、耐候性、不燃烧和良好的润滑性。最早是为国防和尖端技术需要而开发的，而后逐渐推广到民用，其用途涉及航空航天和民用许多关键技术和提高生产技术水平不可或缺的材料。聚四氟乙烯的特性是其它塑料无法比拟的，有“塑料王”之美称。一、PTFE的性能特点PTFE是由聚四氟乙烯单体聚合而成的聚合物

2、，是一种蜡状似于PE的透明或不透明体，密度为2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。其化学结构是把聚乙烯中全部氢原子被氟原子取代而成，C-F键键能高特别稳定，因而其耐化学腐蚀性极佳能够承受除了熔融的碱金属、氟化介质以及高于300c氢氧化钠之外的所有强酸（包括王水），强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用；PTFE分子中F原子对称，C-F中两种元素以共价键结合，分子中没有游离的电子，整个分子呈中性，因此具有优良的介电性能，其耐绝缘性不受环境及频率的影响，体积电阻大于1017欧姆厘米，介电损耗小，击穿电压高、耐电弧性好，能在250c下长期工作；因PTFE分子结构中没有氢键，结构对称，所以它的结晶度很

3、高，一般结晶度为55%75%,有时高达94%;PTFER热性能很好，熔融温度324C,分解温度415C,最高使用温度250C,脆化温度-190C,热变形温度（0.46兆帕条件下）120c;PTFE的力学性能良好，其拉伸强度2128兆帕，弯曲强度1114兆帕，伸长率250%300%,对钢的动静摩擦系数均为0.04，比尼龙、聚甲醛、聚酯塑料的摩擦系数都小，具体如表所示：塑料名称静摩擦系数动摩擦系数PTFE0.040.04PA-60.180.22共聚POM0.140.23GTPBT0.160.21纯PTFE强度低，耐磨性差，耐蠕变性不好，常用在聚合物中添加一些无机颗粒如：石墨、二硫化铝、三氧化二铝、

4、玻纤、碳纤维等来提高其力学性能，利用与聚合物如聚苯酯（PHB）、聚苯硫醍（PPS）、聚醍醍酮（PEEK）、聚全氟（乙烯/丙烯）共聚物（PFEP）等共混的方法来获得良好的力学性能，扩展其阻尼温域，提高其耐蠕变性。二、PTFE的用途PTFE独特的性能使其在化工、石油、纺织、食品、造纸、医学、电子和机械等工业部门和海洋事业都有广泛的应用。（1）防腐蚀性能的应用腐蚀问题是国内外普遍存在的问题，由于腐蚀造成的损失相当惊人。但因橡胶、玻璃、合金等材料性能的某种缺陷，难以满足条件苛刻的温度、压力和介质共存的情况，而PTFE材料卓越的耐腐蚀性能，使其成为石油、化工、纺织等行业关键性的耐腐蚀材料：用于输送腐蚀性

5、气体的输送管、排气管、蒸汽管；轧钢机高压油管、飞机液压系统和冷压系统的高中低压管道；精储塔、热交换器、釜、塔、梢的衬里、阀门等化工设备。密封件的性能好坏对整个机器设备的效率与性能都有很大的影响。PTFE材料的耐腐蚀性能、耐老化、低摩擦系数及不粘性、温域广、有弹性的特点，决定了其在耐腐蚀要求高，使用温度高于100c的密封件的使用。如：机器、热交换器、高压容器、大直径容器、阀门、泵的梢形法兰的密封；搪玻璃反应锅、平面法兰、大直径法兰的密封；轴、活塞杆、阀门杆、蜗轮泵、拉杆的密封等等。(2)低摩擦性能在载荷方面的应用由于氟材料的低摩擦系数是已知固体材料中最低的，因此被广泛用于直接荷载方面。另外，为了

6、解诀有的设备摩擦部分不易加油润滑，为了克服润滑油脂被溶剂所溶解；为了适应耐腐蚀耐低温轴泵的需要；为了适应造纸、制药、食品、纺织等工业部门避免润滑油沾污产品的需要，填充PTFE材料已经成为无油润滑的最理想材料，具体用途如：填充F4轴承用于化工设备、造纸机械、农业机械；用于活塞环、机床导轨、导向环；在土木建筑工程广泛用作桥梁、隧道、钢结构屋架、大型化工管道、贮梢的支承滑块；用于桥梁支座，还可用于桥梁施工和架桥转体等方面。(3)在电气电子方面的应用PTFE材料固有的低损耗与介电常数，使其作为漆包线用于制造微型电机、热电偶、控制装置等；F4薄膜是制造电容器、无线电绝缘和衬垫、电缆绝缘及马达、变压器的理

7、想绝缘材料，也是航空、雷达、电视、火箭等工业不可缺少的材料之一；利用氟塑料薄膜对氧气透过性大，而对水蒸汽的透过性小的选择透过性，可制作氧气传感器；利用氟塑料在高温、高压下，发生极向电荷偏离现象，可制作麦克风、扬声器、机器人上的零件等，利用其低折射率的特性，可制作光导纤维，在光通迅方面广泛应用。(4)在医疗医药方面的应用膨体PTFE材料是纯惰性的，具有非常强的生物适应性不会引起机体的排斥，对人体无生理副作用，可用任何方法消毒，且具有多微孔结构，可用于多种康复解诀方案，包括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，可与机体本身的组织协调共处并恢复其正常功能，从

8、而使医生和病人都能从中获益。(5)防粘性能的应用PTFE材料具有固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质，具有耐高低温优良的特性，使其在防粘方面的应用非常广泛，用于防粘的F4制品主要形式，有F4部件或薄片安装在基体上；F4涂层、复合玻璃漆布和经过热收缩套在基材上；食品炊具涂层具有不粘油的特点等。随着科学技术及材料应用的新进展，PTFE三大缺点：冷流性、难焊接、难熔融加工在逐渐被克服，其在光学、电子、医学、石油化工输油防渗等多种领域的发展应用必将更加广阔。CHARACTERICANDAPPLICATIONOFSPECIALENGINEERINGPLASTICSPOLYTETRAFLUOROETHYLENEZhangsue(LuoyangBearingResearchInstitute,LuoYang471039,China)ABSTRACT:Thecharacteristicsofpolytetrafluoethylene(PTFE)anditsapplicationsinthefieledsuchaschemicalpetroleumtextileelectronande