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PTFE應(yīng)用如此廣泛,真不愧是“塑料之王”!
作者:東大環(huán)境 時(shí)間:2020-11-30 點(diǎn)擊次數(shù):228
      聚四氟乙烯(PTFE)是目前應(yīng)用最廣泛的一種氟聚合物,是塑料中最耐化學(xué)腐蝕、具有最佳介電性能和寬廣工作溫度范圍的品種,被人們稱為“塑料王”。

PTFE具有耐高溫(可長(zhǎng)期在200~260℃的溫度范圍內(nèi)使用)、耐低溫(可在-100℃以下長(zhǎng)期使用)、耐腐蝕(具有極高的化學(xué)惰性)、耐氣候(極高的耐大氣老化性能)、高潤(rùn)滑(具有極小的摩擦系數(shù))、不粘附(表面張力極低,不易粘附)、人體相容性好(具有很好的生理惰性,無(wú)毒)、電絕緣性好(絕緣性高,且不受溫度、濕度的影響)等一系列的使用優(yōu)點(diǎn),PTFE的這些特性,均與其分子構(gòu)型有著密切的關(guān)聯(lián)。

PTFE的分子結(jié)構(gòu)與聚乙烯類似,是一種對(duì)稱且沒有支鏈的線型高分子,故分子不顯極性,如下圖所示:

由于分子間未成鍵氟原子之間互相排斥力很大,使得PTFE的碳鏈發(fā)生扭轉(zhuǎn),成為螺旋形結(jié)構(gòu),而氟原子正好把碳原子主鏈完全覆蓋,很好地阻止了碳原子與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。此外,氟碳鍵具有很高的鍵能,為466KJ/mol,是所有化學(xué)單鍵中鍵能最高的,因此PTFE的穩(wěn)定性非常高。

然而,PTFE也存在自身的不足,主要表現(xiàn)為具有冷流性,線性膨脹系數(shù)大,導(dǎo)熱性、耐磨性、耐蠕變性差以及具有突出的表面不粘性等,PTFE 的這些缺陷使其應(yīng)用在一定程度上受到了限制。

我國(guó)是研究和生產(chǎn)PTFE較早的國(guó)家之一,但以往主要是以應(yīng)用外國(guó)技術(shù)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單加工為主,深入研究較少,整體生產(chǎn)水平和工藝技術(shù)不高。隨著多年的積累和發(fā)展,尤其是最近的十多年來(lái),我國(guó)氟化工行業(yè)技術(shù)水平有了飛速的發(fā)展。國(guó)內(nèi)目前有東岳、晨光、三愛富、巨化、梅蘭等14家企業(yè)生產(chǎn)PTFE,生產(chǎn)能力在萬(wàn)噸以上的有5家。既然PTFE的性能如此特殊,那么它通常運(yùn)用在哪些領(lǐng)域呢?

      化學(xué)領(lǐng)域

PTFE在已知的任何一種液體中,既不溶解也不溶脹,所以PTFE制件在任何腐蝕介質(zhì)中,無(wú)論使用多久,尺寸均無(wú)變化。PTFE制造的大型薄壁容器廣泛應(yīng)用于使用腐蝕性液體的實(shí)驗(yàn)室及工廠的實(shí)際操作中,此外,它還被廣泛地應(yīng)用于密封件、管道內(nèi)襯、泵、閥等。

      機(jī)械領(lǐng)域

無(wú)論何種機(jī)械設(shè)備,在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)互相滑動(dòng)面都需要潤(rùn)滑來(lái)降低摩擦因數(shù),減少機(jī)件的磨損和發(fā)熱,以保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)能力、精度和動(dòng)力消耗。PTFE的低摩擦系數(shù)和自潤(rùn)滑性,使它大量用于制造軸承、活塞環(huán)、機(jī)床導(dǎo)軌和密封材料,但由于其造價(jià)較為昂貴,通常被用在精密儀器或者需要耐酸堿的環(huán)境中。

      電氣領(lǐng)域

PTFE具有實(shí)際上既不取決于溫度和頻率影響的卓越介電性質(zhì),同時(shí)又具有極高的熱穩(wěn)定性,所以成為了一種無(wú)法替代的電絕緣材料,特別是在高頻高溫以及在潮濕環(huán)境中。

如今多種形式的PTFE材料在電子電氣絕緣領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮了重要作用。PTFE玻璃漆布與玻璃布用于制作高溫高頻的絕緣材料,可用在衛(wèi)星通訊及計(jì)算機(jī)等方面;PTFE薄膜用于制作電容器,作為儀器間的絕緣層、襯墊、電纜等;不同口徑的PTFE薄壁管分別用于引出線套管、熱收縮管及螺旋管、發(fā)電機(jī)的絕緣引水管等。

      建筑領(lǐng)域

PTFE膜結(jié)構(gòu)是一種全新的建筑結(jié)構(gòu)形式,它集建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、精細(xì)化工與材料科學(xué)·計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體,具有很高技術(shù)含量。

通過(guò)在超細(xì)玻璃纖維織物上涂PTFE樹脂,PTFE膜材重量輕、強(qiáng)度高、防火難燃、自潔性好,不受紫外線影響、抗疲勞、耐扭曲、耐老化、使用壽命長(zhǎng),具有高透光率,熱吸收量很少的特點(diǎn)。正是因?yàn)檫@種跨時(shí)代的膜材料的發(fā)明,使膜結(jié)構(gòu)建筑成為現(xiàn)代化的永久性建筑。

當(dāng)前國(guó)外對(duì)這種膜材的開發(fā)和應(yīng)用比較成熟,生產(chǎn)廠家也很多,如德國(guó)Mehler公司、Verseidag公司,日本Taiyoko-gyo公司、中興化成工業(yè)株式會(huì)社、美國(guó)Chemfab公司、沙特阿拉伯ObeiKan公司等。

      醫(yī)療領(lǐng)域

PTFE具有耐水性、生理惰性以及不粘性,因此在許多組織修復(fù)材料和人工臟器材料中用到,比如人工血管、心臟修補(bǔ)膜等。而且,PTFE最大的優(yōu)點(diǎn)是能用任何方法消毒,用高壓加熱或用各種消毒劑處理均不會(huì)變性,因此在縫合線、消毒墊、注射針等醫(yī)療器械中均有廣泛運(yùn)用。

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