氟塑料密封材料

氟塑料密封材料

1、聚四氟乙烯

聚四氟乙烯是用于密封的氟塑料之一。聚四氟乙烯以碳原子为骨架，氟原子对称而均匀地分布在它的周围，构成严密的屏障，使它具有非常宝贵的综合物理机械性能,聚四氟乙烯对强酸、强碱、强氧化剂有很高的抗蚀性，即使温度较高，也不会发生作用，其耐腐蚀性能甚至超过玻璃，陶瓷，不锈钢以至金、铂，所以，素有“塑料王”之称。除某些芳烃化合物能使聚四氟乙烯有轻微的溶胀外，对酮类，醇类等有机溶剂均有耐蚀性。只有熔融态的碱金属及元素氟等在高温下才能对它起作用。

聚四氟乙烯的介电性能优异，绝缘强度及抗电弧性能也很突出，介质损耗角正切值很低，但抗电晕性能不好。聚四氟乙烯不吸水，不受氧气、紫外线作用，耐候性好，在户外暴露3年，抗拉强度几乎保持不变，仅伸长率有所下降。聚四氟乙烯薄膜与涂层由于有细孔，故能透过水和气体。

聚四氟乙烯在200℃以上，开始极微量的裂解，即使升温到结晶体熔点327℃，仍裂解很少，每小时失重为万分之二。但加热至400℃以上热裂解速度逐渐加快，产生有毒气体，因此，聚四氟乙烯烧结温度一般控制在375～380℃。

聚四氟乙烯的导热系数较小，该性能对其成型工艺及应用影响较大。其不但导热性差,且线膨胀系数较大，加入填充剂可适当降低线膨胀系数。在负荷下会发生蠕变现象，亦称作“冷流”，加入填充剂可减轻蠕变程度。

聚四氟乙烯可以添加不同的填充剂，选择的填充剂应基本满足下述要求：能耐380℃高温即四氟制品的烧结温度，与接触的介质不发生反应，与四氟树脂有良好的混入性，能改善四氟制品的耐磨性、冷流性、导热性及线膨胀系数等。常用的填充剂有无碱无蜡玻璃纤维、石墨、炭纤维、MoS2、AL2O3、CaF2、焦炭粉及各种金属粉。如填充玻璃纤维或石墨，可提高四氟制品的耐磨、耐冷流性，填充MoS2可提高其润滑性，填充青铜、钼，镍、铝、银、钨、铁等，可改善导热性，填充聚酰亚胺或聚苯酯，可提高耐磨性，填充聚苯硫醚后能提高抗蠕变能力，保证尺寸稳定等。在相同的温度条件下，填充后的聚四氟乙烯其抗压强度、压缩弹性模量、抗弯强度、硬度、摩擦系数和耐磨耗性、热导率均比纯四氟乙烯高。但抗拉强度和伸长率则有所下降，线膨胀系数也减小。

聚四氟乙烯分子间的范德华引力小，容易产生键间滑动，故聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数及不粘性，摩擦系数在已知固体材料中是最低的。

应予注意的是加入填充剂后对pv值的影响，聚四氟乙烯最大pv值不是常数，而是随负荷及速度而改变，负荷增加则最大pv值减少，速度增加最大pv值增大。加入填充剂可使最大pv值提高10倍以上。此外，聚四氟乙烯作摩擦副材料与使用时的环境有关，如填充四氟制品在油或水润滑环境即少油润滑状态下会大大延长使用寿命。

由于聚四氟乙烯有一系列优异的性能，因此，常用于化工生产中的密封材料，如机械密封的摩擦副、压缩机的填料、活塞环、或制成V形、O形及楔形的成型填料、垫片、缠绕垫、生料带、弹性带等。

聚四氟乙烯由于分子本身结构上的特点，分子链较为僵硬，结晶能力很强，即使加工温度达到它的熔融温度(327℃)，粘度仍高达108～109Pa·s，故其加工只能采用类似陶瓷制品及粉末冶金成型加工方法。

表1纯聚四氟乙烯性能

2．聚全氟乙丙烯F46(FEP)

聚全氟乙丙烯的透明性比聚四氟乙烯好，耐化学药品性能与介电性能基本上与聚四氟乙烯相当，但耐热性不如聚四氟乙烯，最高使用温度为205℃。聚全氟乙丙烯的高频介质损耗角正切高于聚四氟乙烯，其薄膜的密封性比聚四氟乙烯薄膜好，表面特性基本与聚四氟乙烯相同，当其熔融成粘稠液态时，对金属如铝、钢、不锈钢等有很好的润湿性，可做粘结剂。在室温空气中，聚全氟乙丙烯耐辐射性能比聚四氟乙烯好。

3．可熔性聚四氟乙烯(PFA)

可熔性聚四氟乙烯的性能与聚四氟乙烯基本相同。它可在260℃以下长期使用，耐开裂性能及挠曲寿命比聚全氟乙丙烯好得多，高温时机械性能降低的程度比聚四氟乙烯小,它同聚全氟乙丙烯一样，在熔融或液态时，对金属有良好的润湿性，可做粘结剂，其粘结强度比用聚全氟乙丙烯高。

4.其他氟塑料性能用途介绍:

氟塑料是塑料的一个重要品类，通常人们认识氟塑料是从接触塑料王--聚四氟乙烯（PTFE）开始的。其实聚四氟乙烯只是产量和用量最大的氟塑料品种，除此之外，常用的氟塑料还有：四氟乙烯与全氟（正）丙基乙烯基醚的共聚物（PFA）、聚全氟乙丙烯（FEP，俗称F46）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE，俗称F40）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、聚氟乙烯（PVF）、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯的共聚物（THV）等等。

乙烯-四氟乙烯共聚塑料简介

乙烯—四氟乙烯共聚物又称氟塑料-40。简称：ETFE或F40。是四氟乙烯与乙烯，共聚而成，是一种耐高温的氟塑料，使用温度范围为-60～180℃。

乙烯—四氟乙烯共聚物(F40)，其小的四氟乙烯含量在四分之三以上(按重量比)，因此它保持厂聚四氟乙烯良好的耐化学腐蚀性能，同时也具有良好的耐热，耐磨，耐辐射及耐冲击和电绝缘性能。它的抗拉强度能达到50MPa，址聚四氟乙烯树脂的两倍。由于其良好的性能，能适合于注塑和滚塑加工，特别是运用旋转衬里工艺加工的钢衬F40构件，能和钢材产生很好的附着力，使得加工真正能承受负压的氟塑料紧衬设备成为可能。F40通过玻璃纤维加强，可以进一步提高其耐冲击强度，耐蠕变性，刚性和尺寸稳定性。因此在防腐蚀的化工设备衬里，密封件、泵、阀、管道，管配件等产品生产方面，有广泛的用途和良好的前景。

表12、各种氟塑料的特点及主要用途