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​聚四氟乙烯的特征有哪些

时间:2023年10月10日 点击量:1203

      伴随着制造业的升级换代,严峻的机械、热和化学环境对润滑也提出了苛刻的要求。PTFE(聚四氟乙烯)由于其独特的性能,得到了越来越广泛的应用。除了直接做成自润滑的相关部件外,也被开发成为各种涂层,来实现相应的功能,如减磨涂层、消音涂层以及最为大众所知的不粘涂层等等。
聚四氟乙烯的特征
1、分子结构特点
     聚四氟乙烯的优异性能是由其分子结构所决定的。聚四氟乙烯的分子由C、F两种元素以共价键相结合,C-F键键能较高,因此聚四氟乙烯具有高度的稳定性,不易发生化学反应。
     虽然聚四氟乙烯和聚乙烯都是直链型高分子,且链骨架都由碳原子组成,但氟原子和氧原子在碳原子周围所起的作用是不同的。氟原子的范德华半径为0.136nm,明显大于氢原子范德华半径0.11~0.12nm,与聚乙烯相比聚四氟乙烯中未成链原子间有较强的排斥力,这就使得聚四氟乙烯的大分子采用螺旋构型,而不是聚乙烯的平面全反式构型。由于氟原子的范德华半径较大引起氟原子之间的排斥力较大,这使得聚四氟乙烯大分子链的转动势垒要比聚乙烯大得多,所以可以预料聚四氟乙烯链的柔曲性要比聚乙烯链小。这使聚四氟乙烯具有很高的熔点和很高的熔融粘度。
2、化学稳定性
     聚四氟乙烯每个碳原子连接的两个氟原子空间结构上对称,整个分子无极性C-F键的键能高且稳定,分子为螺旋形构型,C-C主分子链完全被F原子所遮蔽,所以聚四氟乙烯具有极其优异的化学稳定性,被称为“塑料之王”,水及各种有机溶剂都不能使其产生溶解或溶涨。强酸、强碱、强氧化剂即使在高温时也不能对聚四氟乙烯起作用,其耐化学腐蚀性甚至超过一些贵金属,只有F元素本身和熔融的碱金属或碱金属的络合物才能对它有侵蚀作用。
3、热性能
     聚四氟乙烯具有优良的耐高温、耐低温性能,熔点为327℃,分解温度为415℃可在200~260℃范围内长期使用。但聚四氟乙烯的一大缺点是:它在熔点以上时不会从高弹态转变到粘流态,即使升温到分解温度也不流动,这就使它不能采用一般热塑性材料的成型方法。
4、力学性能
     由于聚四氟乙烯的分子链是非极性的,大分子之间的相互吸引力小;大分子链无支链且刚性较大,缠结很少,所以聚四氟乙烯宏观上力学性能表现不佳。但聚四氟乙烯具有较好的延展性,结晶度较低时,其延展性较好。此外,聚四氟乙烯的耐疲劳性非常优异,即使材料遭到破坏后,材料仍然能保持物理的完整性,不会发生断裂。
5、电学性能
     在聚四氟乙烯大分子链中,氟原子对称均匀分布,因而分子不带极性,使其具有优良的介电性能。该介电性能基本不受电场频率的影响,并且可以在较宽的温度范围内保持不变。此外,聚四氟乙烯中空隙的存在也会使材料的耐电晕性降低。
6、表面性能
     聚四氟乙烯很难被普通液体所润湿,其临界表面张力为0.0185N/m,与水的接触角为108度。因此聚四氟乙烯具有突出的不粘性,是一秘极佳的防粘材料。但另一方面这种性能又使它极难与其它物质粘合,限制了其应用。

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