聚四氟乙烯

程度上提高PTFE的物理化学性能,但由于其他基团或填料的 引入,对聚四氟乙烯最终的耐介质性能和润滑性能都会造成 不利的影响。
结构改性技术的核心是在聚四氟乙烯成型工艺的改变,在材
料组成成分没有变化的情况下使PTFE呈现出与传统PTFE不 同的微观结构,这些微孔结构使其表现出与传统聚四氟乙烯 差异较大的宏观性能,主要是使其物理机械性能得到提升。 由于材料基本组成没有改变,因此其耐介质性能等不受任何 影响。 结构改性主要包括膨体PTFE和微孔PTFE两类。
聚四氟乙烯结晶模型
聚四氟乙烯的改性
早期,PTFE的改性主要采用填充改性使聚四氟乙烯基
体材料与填料混合,形成PTFE复合材料,在弥补PTFE自 身的缺陷的同时提高某些特定性能。
20世纪后期,PTFE的广泛应用进一步推动了聚四氟乙
烯改性技术的发展,许多新技术得到发展和应用。目前 PTFE常用改性方法可以分为表面改性、结构改性、填 充改性、化学改性等几大类。
聚四氟乙烯的分子结构与聚乙烯(PE)相似,它的H原子
被F原子取代,并且四氟乙烯单体聚合过程中提供不了 C-F键断裂所需能量,因此产生不了支链结构,形成了具 有良好对称性的螺旋结构。
聚四氟乙烯的分子构型
源自文库
在聚四氟乙烯分子中,由于C-H键键能较C-F键键能低,且
氟原子核对核外电子及成键电子云的束缚强,同时氟原子 直径远大于氢原子,这使聚四氧乙烯具有独特的螺旋构象。
因此,深入研究聚四氟乙烯的结构和物化特性,特别是通 过化学、物理改性以研制开发综合性能优异的新型PTFE材 料,已成为目前聚四氟乙稀研究和发展的主要方向。 填充改性作为聚四氟乙烯最常用的改性方法之一,其填 充工艺、填料品质以及填料与聚四氟乙烯基体树脂的结合, 是改善和提高聚四氟乙烯性能的关键。

聚四氟乙烯产品
聚四氟乙烯基本特点
耐高温——使用工作温度达250℃。 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。 耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。 高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。 不粘附——是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物 质。 无毒害——具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入 体内无不良反应。
独特的螺旋结构恰好保护了聚 四氟乙烯碳链骨架,同时氟原子具有 极高的化学惰性,使聚四氟乙烯成为 表面能最低、耐化学腐烛最优异的 聚合物。由于碳-氟键极其牢固,相 邻氟原子之间的范德华斥力较大 ,TFE单体具有的完美对称性使聚四 氟乙烯具有较多优异性能的同时也 造成一些固有缺陷。而且,由于聚四 氟乙烯聚合过程中,产生不了支链,使 得它具有较高的结晶度,这使其加工 也相对困难。
PTFE螺旋构象
聚四氟乙烯特性
聚四氟乙烯部分结晶,它的晶体大小由聚四氟乙烯的型号
规格和溶体的模压烧结工艺决定。 缓慢冷却时结晶晶体粗大,但是结晶带条纹间的间隔与冷却 速度无关。 当晶体受力时结晶区域易发生带状剪切滑动,因此聚四氟乙 烯存在机械性能较差、易蠕变、不耐磨等缺点。 因此,目前对聚四氟乙烯的研究也都在于集中于通过对其分 子结构和组成的分析,采用适当的方法对其进行改性,使其 相关机械性能得以提高。
PTFE分散树脂的结晶呈折叠链排列,在一定温度(小于
327°C)和拉伸速率作用下折叠着的分子链可被拉成纤维状 结构,纤维状分子链相交成为纤维节点,纤维与节点之间的孔 隙就是微孔。这种通过拉伸成型工艺使制品内含有大量微孔 而膨化的制品就是膨体 PTFE (EPTFE)。
微孔改性PTFE是结构改性的另一种形式,它釆用特殊工艺和
方法在PTFE材料内部形成独立的或贯穿的微孔,通过不同的 成型工艺控制微孔的孔径和形状,这类产品主要用于过滤、密 封等行业。
作为密封材料,微孔PTFE以其较低的密封比压、较好的柔软
性和优异的密封性能,在非金属设备和管道的密封中起到了其 它材料无法取代的密封效果,十分适合应用于要求较低螺栓载 荷或较高变形补偿的密封场合。
表面改性
通过各种预处理的方法使其表面去氟的同时接枝一些极性基团或
聚合物,以提高其粘接性; 利用核/壳型结构使PTFE表面包裹一层表面能相对较高的聚合物, 以使PTFE与其它材料的粘接能力增强。
聚四氟乙烯的表面改性方法主要是利用一些物理化学处理方法,如
钠-萘络合物化学改性、低温等离子技术、离子束注入技术等,通 过引入极性基团形成强化表面层、增加界面结合力或者消除弱界 面层来提髙表面活性,再进行接枝处理。 其中,由于钠-萘络合物化学改性法工艺简单、效果好、成本低使 其成为经典且实用的改性方法。
材料,有选择性地透过气体或者液体,其多孔膜还可用于气 气分离、液液分离,对分离腐烛性气体和液体具有重要意 义。
聚四氟乙烯
基本特点
分子构型
螺旋构象
特性
表面改性和结构改性
广泛应用
聚四氟乙烯

聚四氟乙烯（PTFE）是氟塑料中最先进、运用最广泛 的树脂之一。在机械、化学化工、宇航和军事领域有巨大 的应用价值。但因其独特的结构,也有一些固有缺陷,特别 是其抗蠕变性差、易冷流、回弹性差、不耐磨、不导电、 不导热、线膨胀系数大等。
通过表面改性之后的PTFE材料可以采用普通的粘结复合技术与其
他材料(如橡胶、一般塑料、金属等)粘合,复合制品既保持了PTFE 的优点,又可以充分利用其他材料的高物理机械性能而克服自身的 不足,该技术目前广泛应用于摩擦、润滑、密封、防腐等领域。
结构改性
表面改性、填充改性、化学改性等改性方法尽管可以一定
聚四氟乙烯的应用
聚四氟乙烯以其优异的综合性能,在许多领域获得了广泛
应用,如防腐、密封、医疗卫生、过滤材料、航空航天等。
聚四氟乙烯早期的工业用途主要是制作耐热、耐腐烛的
密封垫片,随着聚四氟乙烯研究的不断深入,已研制出聚四 氟乙烯管道、阀门及耐腐烛衬里等。
同时聚四氟乙烯薄膜处理后具有选择透过性,可用作分离