聚四氟乙烯性能参数

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(表14—9)。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。

聚四氟乙烯的导热系数小，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、碳纤维、MoS

2、A1

2

3

、CaF

2

、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MoS

2

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(表

14-10)、压缩弹性模量(表14-11)、抗弯强度(表14-12)、硬度(表14-13)、摩擦系数和耐磨耗性(表14-14)、热导率(表14-15)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(表14-15)也减小。

表14-10不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的抗压强度① (Pa)

①5％变形。

表14一ll 不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的压缩弹性模量

（×103 Pa）

表14—12 不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的抗弯强度

(Pa)

表14-13 加填充剂前后聚四氟乙烯硬度与温度的关

系

布氏硬度（HB）

材料室温（℃）

高温

温度，℃

布氏硬度

（HB）

聚四氟乙烯

填充聚四氟乙烯4.65

7.48

105～130

79～130

125～165

1.41

2.28

1.51

表14一14 加填充剂前后聚四氟乙烯的摩擦系数与磨痕宽度

填充剂及含量(体

积％)

摩擦系数μ磨痕宽度(mm)

纯聚四氟乙烯

萤石2%，MoS

2

5%

云母20%，MoS

2

5%

云母砂20%，石墨5%

石英砂20%，MoS

2

5% CdO20%，石墨10%

玻璃粉15%

玻璃粉30%，Cu粉5% 玻璃粉25%，CdO15% 云母10%

玻璃粉25%，CdO20%

MoS

24%，石墨1%

0.20

0.20

0.22

0.24

0.21

0.22

0.18

0.19

0.20

0.20

12.70

1.99

2.10

2.87

2.60

1.82

4.03

2.28

1.20

1.28

表14—15 填充剂对导热系数及线膨胀系数的影响

填充剂含量(体

积％)

导热系数[kcal／(mm·h·℃)] 线膨胀系数，(1/℃)(25～200℃)

纯聚四氟乙烯

铜粉50％

青铜粉27％

石墨15％～20％石墨50％

玻璃纤维22％玻璃纤维13％O．2l

0.92

O．41

O．39

O．18

0.39

0.32

8～25×10-5

1.6×10-5

6.4×10-5

8.0～6.6×10-5

—

8.0×10-5

9.0×10-5

应予注意的是加入填充剂后对pv值的影响。聚四氟乙烯最大加值不足常

数，而是随负荷及速度而改变。负荷增加则最大pv值减小；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。

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