氟材料相关

氟聚合物介绍

氟塑料是塑料的一个重要品类，通常人们接触的氟塑料是聚四氟乙烯(PTFE)。

聚四氟乙烯是产量最大、应用最广范的氟塑料，除此之外，还有多种常用的氟塑料。一，氟塑料的发展史

1934年，Schloffer，Scherer合成聚三氟氯乙烯(PCTFE)。1938年DuPont.Co （杜邦公司）的R.J.P1unkett合成聚四氟乙烯(PTFE)并于1949年实现工业化。继而英国的ICI，德国的Hoechst，日本的DAIKIN大金工业，意大利的Montefluos

等相继投产。我国氟塑料在1958年研制成功，首先在上海实行工业化。

氟塑料的最初原料是氟石(又称茧石CaF2)和硫酸反应生成的氟化氢。氯仿、四氯乙烯这类氯化烃在催化剂存在下被HF氟化而生成含氟化合物。这样得到的含氟烃

再经过热分解、脱氯等反应便可得到四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯等单体。由这些单体均聚或共聚便可得到各种氟塑料。氟塑料的性能视其聚合方法(如悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合)、聚合度、分子量分布后处理工艺而异。

二、氟塑料种类

氟塑料是由含氟单体如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、六氟异丁烯、全氟代烷基乙烯基醚以及乙烯等单体通过均聚或共聚反应制得。氟塑料按数量及用途来说还是以聚四氟乙烯为最重要。主要的氟塑料品种如下：

聚四氟乙烯(polytetrafluroethylene;teflon，PTFE，简称F4)

聚全氟乙丙烯(fluorinated Ethylene-Propylene Copolymer，FEP，简称F46)

可熔性聚四氟乙稀---四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物(tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer ，PFA)

聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride，fluororesin-2 ，PVDF，简称F2)

聚氟乙烯(polyvinyl fluoride ，PVF，简称F1，杜邦公司的商品名Tedlar™泰德拉)

聚三氟氯乙烯(Polychlorotrifluoroethylene ，PCTFE，简称F3)

偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物

(chlorotrifluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer , Kel-F，简称F23)

偏氟乙烯与四氟乙烯共聚物(简称F24)

偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物(vitonA，氟橡胶，简称F26)

三氟氯乙烯与乙烯共聚物( ECTFE ，Halar，简称F30)

四氟乙烯与乙烯共聚物(ethylene tetrafluoroethylene copolymer，

ETFE ， Tefzel，简称F40)

四氟乙烯—六氟丙烯—偏氟乙烯的共聚物(THV)

三、氟塑料的特点

氟塑料具有耐热、耐寒、耐候、耐药品、耐溶剂，绝缘性能及高频电性能优异.

并具有不粘性、自润滑性、低磨擦系数等特点。聚四氟乙烯、全氟(乙烯-丙烯)共聚物(FEP)完全是由碳原子和氟原子组成的，而聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)

分子中还含有氢原子，聚三氟氯乙烯则还含氯原子。氟塑料的优异性能是由碳原子与氟原子间的高结合能实现。聚四氟乙烯的主链骨架是碳原子，而周围完全由氟原子包围，故其各种性能最高，而PFA、FEP、ETFE等品种由于侧基的影响，软化

点低子PTFE，其他性能也有所变化。

1.热性能：氟塑料具有难燃性和优异的耐热性。PTFE和PFA的连续使用温度可

达260℃，短期可在300℃下使用。FEP的使用温度要比它们低60℃。PCTFE的

最高可在120℃下使用。氟塑料如长期在高温下使用会引起结晶度变化，在制造设

备衬里时尤须注意。

2.耐化学品性：氟塑料具有卓越的耐化学品性能，尤其是PTFE、PFA、FEP等，酸、碱、溶剂对它们均无浸蚀。但熔融碱金属、氟、三氟氯化烃对它们有不同程度的影响。PCTFE、ETFE、PVDF等在氟塑料中耐化学品性稍差，但比其他塑料的

耐腐蚀性强。

3.电性能：氟塑料的电性能尤其是高频电性能是其他材料难以匹敌的。PTFE、FEP、PFA分子的极性很低，在很宽的温度、频率区间变化都很小、相对介电常数稳定、介电损耗很低，电绝缘性优异。其中PVDF还有特异的压电性和焦电性，可用来制造压电材料。

4.机械性能：氟塑料分子中含氢、氯原子增加则其拉伸强度也有所提高。PTFE和PCTFE的脆化温度极低，显示出极好的低温性能。PTFE具有最低的摩擦系数和特异的自润滑性。但是PTFE又有自身磨耗大和冷流性等缺点。可采用填充各种填料以提高耐磨耗性，克服冷流性。

5.不粘性：氟塑料具有特异的不粘性。尤其象PTPE、FEP、PFA等分子中氟含量高，表面接触角非常大，使氟塑料制品表面上的液体成球状。不易与树脂粘接，故常用它制造炊具表面不粘徐层。

6.耐侯性：各品种的氟塑料都有优异的耐候性，即使在苛刻的温度下长期曝晒，其各种性能都没有变化。

7.憎水性：氟塑料的吸水率低，尤以PTFE为甚。可利用它的憎水性制造透气不

透水的复合织物

1，聚四氟乙烯(PTFE ，简称F4)

1938年美国杜邦公司开发成功PTFE，PTFE是一种类似于PE的透明或不透明的蜡状物，由四氟乙烯单体聚合而成的聚四氟乙烯氟树脂,其密度为2.2g/cm3,吸水

率小于0.01%。它的化学结构与PE相似，只是聚乙烯中的全部氢原子都被氟原子

所取代。由于C-F键键能高，性能稳定，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300℃的氢氧化钠之外的所有强酸（包括王水），以及强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用；PTFE分子中F原子对称，C-F键

中两种元素以共价键结合，分子中没有游离的电子，使整个分子呈中性，因此它具有优良的介电性能，而且其电绝缘性不受环境及频率的影响。因PTFE分子结构中没有氢键，结构对称，所以它的结晶度很高（一般结晶度为55%~75%，有时高达94%），使PTFE 耐热性能极好，其熔融温度为324℃，分解温度为415℃，最高使用温度为250℃，脆化温度为-190℃，热变形温度（0.46MPa条件下）为120℃。PTFE的力学性能良好，其拉伸强度为21~28MPa，弯曲强度为11~14MPa，伸长率为250%~300%

聚四氟乙烯具有下列特性：(1)高度的化学稳定性：具有很好的化学惰性，强酸、强碱或强氧化剂及有机溶剂等对它均不起作用。(2)良好的热稳定性：裂解温度在400℃以上，因此，它能够在-200℃～300℃温度范围内正常工作。(3)良好的减摩性：PTFE 材料相互之间的摩擦系数为0.1～0.2，与金属间的干摩擦系数为0.2～0.3，有液体润滑的情况下为0.02～0.04，其动静摩擦系数都比较小，且其始动摩擦系数与动摩擦系数几乎一样。(4)优异的自润滑性：PTFE材料表面具有突出的表面自润滑性，几乎所有粘性物质均不能粘附到它的表面上去。