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1、第三章 工程塑料 氟塑料 2. 聚四氟乙烯 3.聚三氟氯乙烯 氟塑料 1. 概述 1、概 述 凡分子链中含有氟原子的塑料，统称氟塑料。 耐化学腐蚀性、电性能、耐高低温性、耐摩擦 性能非常优异的工程塑料。 （1）简介 目前市场上应用较多的氟塑料品种有如下几种： （2）种类 聚三氟氯乙烯 （PCTFE） 聚四氟乙烯 （PTFE） 聚氟乙烯聚偏氟乙烯 工业化生产用的氟树脂主要为PTFE塑料 聚四氟乙烯：Polytetrafluoroethlene， 简称 PTFE），它是由单体四氟乙烯经自由 基聚合得到的全氟化聚合物。 其结构式可写为： 2、聚四氟乙烯 （1）结构 分子链的规整性和对称性极好，加之氟
2、原子电负性 很大，导致分子链比较僵硬，故PTFE易于结晶。 氟原子对骨架碳原子有屏蔽作用，且C-F键具有很 高的键能，所以PTFE具有 很好的耐腐蚀性和耐热性。 （2）结构与性能的关系 PTFE为非极性聚合物，具有优越的介电性能和 电绝缘性能。 PTFE分子对称排列，分子没有极性，大分子间 及与其他物质分子间的相互吸引力都很小，表面 自由能很低，因此它具有高度的不粘附性和极地 的摩擦系数。 （2）结构与性能的关系 外表呈透明或不透明的蜡状粉料； 吸湿性很低； 密度为2.14-2.20g/cm3,在塑料中密度最大 ； 熔点为320-345； 具有自熄性，不能燃烧； 不耐高能辐射。 （3）性能 一
3、般性能： 1. 优异的耐高低温性： PTFE的使用温度在-200260之间，短期甚至 可达300 。 2. 优异的耐化学腐蚀和老化性能： 化学稳定性超过了玻璃、陶瓷、不锈钢和金属，甚 至比金、铂还稳定，在光线和大气中老化2030 年仍无任何变化，有“塑料王”之称。 突出的四大性能 ： 3. 摩擦系数低，粘附性差： 是摩擦系数最小的塑料，且表面自由能很低，几乎 所有材料均无法和粘附，故表面可永保光洁、干 净。 4. 优异的介电性能： 在所有塑料中，其体积电阻率最大，介电常数最小 ，且介电性能和电绝缘性能不随温度和湿度变化。 突出的四大性能 ： PTFE的力学性能一般，除具有较高的冲击强度外 ，其
4、拉伸强度、弯曲强度、刚性、硬度、耐疲劳性 能及耐蠕变性都低于其他工程塑料，可加入玻璃纤 维、青铜、碳和石墨，以提高力学强度。 力学性能： 熔体粘度特别高，无熔融态，难以采用通常的 熔融加工方法来加工。 目前较多的是采用与金属和陶瓷类似的“粉末 冶金”的加工方法，即冷压成胚后再进行烧 结。 （4）成型加工 （5）应用 在防腐材料方面：可用于制造各种化工容器和零 件，如蒸馏塔、反应器、阀门、隔膜、反应釜、 过滤材料和分离材料等。 PTFE防腐蚀衬里 （5）应用 在摩擦、磨损方面：可用来制造各种活塞 环、动密封环、静密封环、垫圈、轴承、支 撑块、导向环等。 PTFE活塞环 （5）应用 PTFE电缆
5、在绝缘材料方面：可用来制作耐高温、耐电 弧和高频电绝缘制品，如高频电缆、耐潮湿 电缆的包覆材料、电容器线圈等。 （5）应用 PTFE人造心脏 在医用材料方面：可用来制造人工心脏、人工 食道、人工血管、人工腹膜等。 PTFE人造血管 用于不粘材料：比如用来制作不粘锅，食品加 工机器等。 （5）应用 特富龙 “特富龙”涂料：含氟树脂的总称，由于这些 化合物具有耐高温低温、自润滑性、化学稳定 性优良等优点，故广泛用于不粘炊具、皮革、 汽车部件，微波炉爆玉米花袋、防水透气材料 （如防水衣物）等。 从健康角度说，不粘锅没有铁锅健康。 2、聚三氟氯乙烯 （1）简介 聚三氟聚乙烯：Polychlorotri
6、fluoroethylene ，简称 PCTFE），它是由三氟氯乙烯单体经自 由基聚合得到的线性聚合物。 其结构式可写为： （1）氯破坏了分子结构的几何对称性，使分子 链紧密堆砌程度减小，但分子链总体结构仍比较 规整，仍然可以结晶，但结晶程度会减小。 （2）分子链堆砌程度减小，使分子链刚性减小 ，导致聚合物的熔点比聚四氟乙烯有所下降，耐 热性也降低。 （2）结构与性能的关系 l（3）氯原子的引入，使分子链产生一定极性 ，使材料的电性能比聚四氟乙烯有所下降；极 性的引入又增大了分子链之间的吸引力，导致 材料的力学性能均有所提高。 l（4）氯原子和氟原子的体积皆大于氢原子， 对骨架碳原子均有良好的
7、屏蔽作用，使材料亦 具有优异的耐化学腐蚀性。 （2）结构与性能的关系 1力学性能 聚三氟氯乙烯力学性能比聚四氟乙烯有所提高， 且力学性能受结晶度影响较大 。 2热性能 低于聚四氟乙烯 。 3电性能 略显极性，仍具优异电性能；电场频率和温度有 影响。 （3）性能 4耐化学药品性 不及PTFE，优于大多数塑料品种. 5其它性能 具有良好的耐大气老化性和耐高能辐射性 具有极优异的阻燃性； 渗透性很小，具有良好的阻透性。 （3）性能 聚三氟氯乙烯可以采用一般热塑性塑料的成型 加工方法，如注塑、模塑、压缩或挤出成型 等。 （4）加工成型 （5）应用 （1）制备要求耐腐，密封的机械零件，如高压 阀瓣、泵和管道、高压密封件。 （2）制备透光窗材料，例如导弹的红外窗。 （3）用涂覆方法可对反应器、冷凝加热器、搅拌 器、通风机、离心机、分馏塔、泵等进行防腐保 护。 （4）由于阻气性好，用于高真空系统的密封材料 ，可代替陶瓷和铝。 （5）制备比聚四氟乙烯形状更复杂的零件，如高 频真空管底座、插座等耐腐蚀的电子设备零部 件。 （5）应用