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聚四氟乙烯(PTFE)的优点与主要应用

发布时间: 2022-07-29 12:08:58 来源:亚博体育官网地址 作者:亚博体育入口

  耐低温——具有良好的机械韧性;即使温度下降到-196℃,也可保持5%的伸长率。

  耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂,表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。

  聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较氢稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。

  虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时,聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-4.4×10-3和9×10-2。可见,聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等,所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。

  PTFE的熔点高、熔融粘度很大,且对于无定形状态下的剪切很敏感,容易产生熔体破裂,因此不能采用熔融挤压、注射成型等常规的热塑性塑料成型工艺,只能采用类似粉末冶金的方法进行烧结成型。

  填充的PTFE的制造与PTFE的成型一样,可以采用预成型、自由烧结加工,也可以采用柱塞挤出法成型,上述加工工艺一般适合于一定壁厚的产品,不适应于PTFE薄膜的加工,近年来国内进行大量研究,比较成熟的加工技术有,针对分散性PTFE树脂,进行压延加工;利用PTFE烧结产品硬度低、韧性好的特点,进行金属车削加工;另外还有一种常规挤出法和压延法的合成方法的挤压加工,树脂不经过熔融塑化,直接进行生料加工。

  PTFE加工除以上介绍一次加工工艺外,还有一些新开发的二次加工技术值得关注,如PTFE真空成型技术、热压成型与热吹塑成型技术、等压成型加工技术等。PTFE是耐腐蚀管道、管件、波纹管、泵体、阀门、釜、槽、塔和各类标准设备的耐腐蚀衬里首选材料;作为密封材料在机械、石化、交通运输、纺织和建筑行业使用十分广泛;PTFE还可用做阀门、轴承、活塞环、导轨等要求耐蚀和低摩擦件;

  根据PTFE薄膜处理后具有选择透气性,可用做分离材料,有选择的透过气体或液体,尤其是过滤腐蚀性液体;由于聚四氟乙烯的优良的生物相容性,近些年来许多人将其作为生物材料进行了深入的研究,近年来国内外开发将PTFE膜用作人造器官,如人造血管、心脏瓣膜等,例如在临床上将其作为人工血管、鼻部整形中的假体支架材料,都取得了良好的效果。

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