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聚四氟乙烯(PTFE)性能介绍

所属分类:行业新闻发布时间:2017-06-26

聚四氟乙烯英文名:Polytetrafluoroethene 简称:PTFE

别名有:PTFE、四氟、塑料王、F4teflon及音译特氟龙、铁氟龙、铁富龙等。

PTFE属于特种工程塑料,是当今世界上耐腐蚀性能的材料,号称“塑料王”。主要特点为耐高低温、耐腐蚀、绝缘性高、耐老化、自润滑。其用途涉及航空航天、电子电器、化工、机械仪器、食品医疗、泵阀管道、车船、空压机等等,成为解决现代工业许多关键技术不可或缺的材料。

PTFE分子中惰性F原子把C-C键屏蔽保护起来,而且C-F键键能高特别稳定,分子链难以遭到破坏,是一个很稳定的结构。这种分子结构也解释了PTFE的以下各种优良性能。

耐腐蚀性:除熔融的碱金属和300℃以上的全烷烃等少数几种溶剂外,能耐其他任何化学物的长期腐蚀。

耐高低温:可长期使用在-180+260℃。

高润滑:固体材料中摩擦系数最小,连冰也比不过它。

不粘附:固体材料中最小的表面张力,不粘任何物质。

耐气候:塑料中耐老化寿命最长。

无毒性:材料可作为人工血管无毒无过敏等不良反应,为食品医药级材料。

绝缘性能:报纸厚的一层薄膜,便足以抵挡1500V的高压电。

此外PTFE还具有不吸潮,不燃性,对氧、紫外线均极稳定等特点。

 

增强聚四氟乙烯(RPTFE)性能介绍

增强聚四氟乙烯也叫改性、复合、共混、填充聚四氟乙烯。简称RPTFE

PTFE虽然具有优良的综合性能,但机械强度低,线膨胀系数大,耐磨损性差,耐蠕变性差,导热性差等缺点。在有机械强度等复杂的工况下,比如被用在阀门密封行业其实际极限安全使用温度一般在-70+150℃内。为了克服这些缺点,可在PTFE树脂里填充增强剂来提高材料的机械性能,以扩大其材料的应用范围。

常用的增强剂有玻璃纤维、石墨、碳纤维、碳粉、聚苯酯、聚酰亚胺、二硫化钼、陶瓷粉、对位聚苯、青铜粉、不锈钢粉、彩色剂等等。根据不同的工况使用要求,调制不同比例的增强剂混合到PTFE里。材料共混效果就如把沙、石子混合到水泥里类似,填充后的共混材料机械强度性能大大增强,可使PTFE耐磨性提高1000倍左右;耐蠕变性提高1.54.5倍;弯曲弹性模量增加23倍;硬度增加10%30%;导热率增加25倍;线膨胀系数减少约1/2。由于PTFE是白色的,填充后的PTFE颜色随增强剂而改变,密度也有小幅波动,化学性能也带有填充物的性质。

增强剂对聚四氟乙烯的改善作用

主要改善性能

碳纤维、锡青铜粉等

提高机械强度、耐磨性、耐高温、导热性。

石墨、二硫化钼等

提高润滑性、导热性、导电。

玻璃纤维、硅粉等

提高机械强度、耐磨性。

聚苯酯、聚酰亚胺、对位聚苯等

提高机械强度、耐高温、耐磨、不易伤对磨物。

RPTFE成本虽然比PTFE高,但RPTFE的机械性能卓越,明显的提高了整机的使用寿命和减少维修率,从而减少了后期成本的投入,从长远的利益考虑建议采购RPTFE为好。

 

膨体聚四氟乙烯(E-PTFE)性能介绍

膨体聚四氟乙烯英文名:expanded PTFE 简称E-PTFE

E-PTFE材料是采用独特的加工工艺制造而成的一种低密度纯PTFE制品。他保持了PTFE原有的一些性能,又拥有PTFE没有的柔韧性。主要用作对搪瓷、玻璃、塑料、坑洼接口、管道、容器、反应釜等密封用途,特别是对于一些需要耐腐蚀,耐高低温,脆性材料设备的密封。使用涉及领域有化工、航空航天、制药、食品饮料等行业。

E-PTFE改变了普通PTFE材料存在的过硬、恢复性差、热膨胀系数大、蠕变后易失效等缺点。E-PTFE具有海绵般的柔韧性、高度可压缩性、优异的抗酸碱耐腐蚀性、不老化、耐蠕变性、自润滑性、低摩擦系数和很高的抗张强度。微观E-PTFE由无数均质细密柔软强韧的多方向纤维组成,具独有的高密度纤维组织,受压后纤维会相互缠结,变成组织更紧密均匀,不透气、不透水、止泄性能良好,在严苛之腐蚀性环境及高温下,亦能保持极佳之密合状态。

 

彩色聚四氟乙烯性能介绍

PTFE本色是乳白色的,而有色PTFE是因为在PTFE基料里填充了辅料。辅料按用途划分可分为二类:即增强剂和色粉剂。

色粉剂类:就是在PTFE里填充有色粉,可自由调配出黑色,黄色,红色,绿色,蓝色PTFE等等。色粉剂只是改变PTFE的颜色而已,填充比例是微量的,对PTFE原有的性能暂时可忽略为没有,理论上色粉剂应该是会影响PTFE的化学稳定性,绝缘性,拉伸强度等机械性能,某些特殊场合需要注意,这里暂且忽略不深研。有色PTFE适用于对视觉颜色有要求的客户。

 

进口聚四氟乙烯

聚四氟乙烯(PTFE)树脂在1936年由美国科学家在实验室意外发现而得到,止到现在全世界能生产PTFE国家不到20个,大部分为发达国家。我国在60年代掌握生产技术并实现投产,目前已经成为PTFE消费大国,其中中低端制品已供大于求,但许多高端制品仍然需要依赖向发达国家进口。

我国目前PTFE原料和制品主要进口国为美国、日本、以及欧洲各国。由于运输成本和供货周期原因,我国以进口日本的最为常见,而日本进口PTFE产品品质优良,满足国内高端需求。

依据终端客户使用回馈,制品在有机械强度的实际应用工况下,表现出的耐蠕变性和高低温稳定性,进口材料要优于国产材料。

值得一提的是虽然RPTFE机械性能会明显优于进口PTFE,但是添加的增强剂会降低PTFE的化学稳定性和绝缘等性能,对于一些食品、医疗、化工行业用途的,仍然需要纯PTFE来使用,而进口PTFE性能优于国产PTFE,适用高端客户要求。

 

聚四氟乙烯的表面处理与粘接

聚四氟乙烯(PTFE)是一种综合性能优良的工程塑料,己成为尖端科学和现代工业不可缺少的重要材料之一。与此同时,因PTFE材料化学性能稳定、表面能低、表面不易润湿等原因,被公认为是一种难以粘接的材料。破解这个难题的方法是对它的表面进行处理,以提高它的表面粘接度,使得PTFE有更宽广的应用范围。

PTFE的表面处理方法很多,有钠-萘溶液处理法、等离子体处理法、电解还原法、高温熔融处理法、辐射接枝处理法、金属蒸镀法等。无论采用哪种处理技术,均是为了提高PTFE材料表面的粘接特性。用这些方法将PTFE材料进行表面处理后,根据工作条件选择合适的胶粘剂,可实现PTFEPTFE、金属、塑料、橡胶、水泥等材料的粘接。

其中钠-萘溶液处理法是日前研究的几种方法中效果、最简便、最快速、易行、廉价的方法。操作方法是:钠将最外层电子转移到萘的空轨道,形成阴离子自由基,再与Na+形成离子对,释放出大量的共振能,生成了深绿色金属有机化合物的混合溶液。这些溶液活性很高,能与PTFE发生化学反应,破坏了PTFE分子中的C-F键,扯掉表面上的部分氟原子,在表面留下了碳化层和引入某些如COC=COHCOOH等极性基团。这些极性基团使PTFE表面能增大、接触角变小、浸润性提高,从而由难粘变为可粘。