聚四氟乙烯的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)

• 絕緣性：不受環(huán)境及頻率的影響，體積電阻可達1018歐姆•厘米，介質(zhì)損耗小，擊穿電壓高。
• 耐高低溫性：對溫度的影響變化不大，溫域范圍廣，可使用溫度-190~260℃。
• 自潤滑性：具有塑料中最小的摩擦系數(shù)，是理想的無油潤滑材料。
• 表面不粘性：已知的固體材料都不能粘附在表面上，是一種表面能最小的固體材料。
• 耐大氣老化性，耐輻照性能和較低的滲透性：長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變.不燃性：限氧指數(shù)在90以下。

物理性質(zhì)

聚四氟乙烯的機械性質(zhì)較軟。具有非常低的表面能。

聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列優(yōu)良的使用性能:耐高溫—長期使用溫度200~260度，耐低溫—在-100度時仍柔軟；耐腐蝕—能耐王水和一切有機溶劑；耐氣候—塑料中最佳的老化壽命；高潤滑—具有塑料中最小的磨擦系數(shù)(0.04)；不粘性—具有固體材料中最小的表面張力而不粘附任何物質(zhì)；無毒害—具有生理惰性；優(yōu)異的電氣性能，是理想的C級絕緣材料。聚四氟乙烯材料，廣泛應(yīng)用在國防軍工、原子能、石油、無線電、電力機械、化學(xué)工業(yè)等重要部門。產(chǎn)品：聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、車削板材。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫為PTFE。結(jié)構(gòu)式為。20世紀30年代末期發(fā)現(xiàn)，40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。性質(zhì)聚四氟乙烯相對分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬，高的達一千萬以上，一般為數(shù)百萬(聚合度在104數(shù)量級，而聚乙烯僅在103)。一般結(jié)晶度為90～95%，熔融溫度為327～342℃。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時，形成13／6螺旋；在19℃發(fā)生相變，分子稍微解開，形成15／7螺旋。

雖然在全氟碳化合物中碳-碳鍵和碳-氟鍵的斷裂需要分別吸收能量346.94和484.88kJ／mol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯僅需能量171.38kJ。所以在高溫裂解時，聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃時的失重速率(%)每小時分別為1×10-4、4×10-3和9×10-2?？梢?，聚四氟乙烯可在260℃長期使用。由于高溫裂解時還產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟光氣和全氟異丁烯等，所以要特別注意安全防護并防止聚四氟乙烯接觸明火。

力學(xué)性能它的摩擦系數(shù)極小，僅為聚乙烯的1／5，這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力極低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。聚四氟乙烯在-196～260℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能，全氟碳高分子的特點之一是在低溫不變脆。

耐化學(xué)腐蝕和耐候性除熔融的堿金屬外，聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無變化，也幾乎不溶于所有的溶劑，只在300℃以上稍溶于全烷烴(約0.1g／100g)。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，對氧、紫外線均極穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性。

電性能聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低，而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。

耐輻射性能聚四氟乙烯的耐輻射性能較差(104拉德)，受高能輻射后引起降解，高分子的電性能和力學(xué)性能均明顯下降。

聚合聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。工業(yè)上的聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進行的，用以分散反應(yīng)熱，并便于控制溫度。聚合一般在40～80℃，3～26千克力／厘米2壓力下進行，可用無機的過硫酸鹽、有機過氧化物為引發(fā)劑，也可以用氧化還原引發(fā)體系。每摩爾四氟乙烯聚合時放熱171.38kJ。分散聚合須添加全氟型的表面活性劑，例如全氟辛酸或其鹽類。膨脹系數(shù)(25～250℃)10～12×10-5/℃。