PTFE膜材：聚四氟乙烯（PTFE）详解

发布时间：2022-01-18 人浏览

聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，简写为PTFE），俗称“塑料王”，为以四氟乙烯作为单体聚合制得的聚合物。

常用的别名：特富龙、特氟龙、铁氟龙、陶氟隆、德氟隆

聚四氟乙烯的分子结构：

聚四氟乙烯的物理特性：

性状：有颗粒状、粉状和分散液三类,中性时透明，厚度增加而成灰白色

密度（g/mL,25ºC）：2.1～2.3

熔点（ºC）：327

沸点（ºC,常压）：400

折射率：1.37（20ºC）

溶解性：不溶于任何溶剂

膨胀系数（25～250℃）10～12×10-5/℃

导热系数：0.19~0.25 W/m.K

体积电阻率百度 Ωm ≥1×1015  表面电阻率 Ω ＞1010  耐 电 弧 s ≥300  拉伸强度 MPa 27.6  断裂伸长率 % 238  

压缩弹性模量 MPa 280  压缩强度5% MPa 12.9  

冲击强度（缺口） KJ/m2 2.0  

弯曲强度 MPa 20.7  

弯曲弹性模量 MPa 700  

磨擦系数（负荷2MPa）（时间30mm） 0.11 

磨损量（同上） mg 249  磨痕宽度（同上） mm 15.8 

聚四氟乙烯的化学特性：

聚四氟乙烯的化学特性最为突出的就是他的稳定性，几乎不溶于任何溶液。这使得他具有以下超强特点：

耐高温——使用工作温度达250℃。耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃，也可保持5%的伸长率。耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者。不粘附——是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质。无毒害——具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。

聚四氟乙烯的制备方法：

工业上采用悬浮聚合法或乳液聚合法生产

1、单体四氟乙烯的制备

工业上以三氯甲烷为原料，用无水氢氟酸使三氯甲烷氟化，反应温度在65ºC以上，用五氯化锑为催化剂，最后用热裂法制成四氟乙烯。也可用锌在高温下与四氟二氯乙烷作用制得四氟乙烯。

聚四氟乙烯的制备

在搪瓷或不锈钢聚合釜中，以水为介质，过硫酸钾为引发剂，全氟羧酸铵盐为分散剂，氟碳化合物为稳定剂，四氟乙烯经氧化还原聚合而制得聚四氟乙烯。

2、聚四氟乙烯的历史

聚四氟乙烯由杜邦公司科学家罗伊·普伦基特于上个世纪50年代发明。（不粘锅也是罗伊·普伦基特发明的）

聚四氟乙烯的应用：

1、防腐蚀性能的应用

由于橡胶、玻璃、金属合金等材料在耐腐蚀方面存在缺陷，难以满足条件苛刻的温度、压力和化学介质共存的环境，由此造成的损失相当惊人。而ptfe材料以其卓越的耐腐蚀性能，业已成为石油、化工、纺织等行业的主要耐腐蚀材料。其具体应用包括：输送腐蚀性气体的输送管、排气管、蒸汽管，轧钢机高压油管，飞机液压系统和冷压系统的高中低压管道，精馏塔、热交换器，釜、塔、槽的衬里，阀门等化工设备。

密封件的性能好坏对整个机器设备的效率与性能都有很大的影响。ptfe材料具有的耐腐蚀、耐老化、低摩擦系数及不粘性、耐温范围广、弹性好的特性使其非常适合应用于制造耐腐蚀要求高，使用温度高于100℃的密封件。如机器、热交换器、高压容器、大直径容器、阀门、泵的槽形法兰的密封件，玻璃反应锅、平面法兰、大直径法兰的密封件，轴、活塞杆、阀门杆、蜗轮泵、拉杆的密封件等等。

2、低摩擦性能在载荷方面的应用

由于有的设备的摩擦部分不宜加油润滑，比如在润滑油脂会被溶剂溶解而失效的场合或者造纸、制药、食品、纺织等工业领域的产品需要避免润滑油沾污，这就使填充ptfe材料成为机械设备零件无油润滑(直接承受载荷)的最理想材料。这是因为该材料的摩擦系数是已知固体材料中最低的。其具体用途包括用于化工设备、造纸机械、农业机械的轴承，用作活塞环、机床导轨、导向环；在土木建筑工程广泛用作桥梁、隧道、钢结构屋架、大型化工管道、贮槽的支承滑块，以及用作桥梁支座和架桥转体等。

3、在电子电气方面的应用

ptfe材料固有的低损耗与小介电常数使其可做成漆包线，以用于微型电机、热电偶、控制装置等；ptfe薄膜是制造电容器、无线电绝缘衬垫、绝缘电缆、马达及变压器的理想绝缘材料，也是航空航天等工业电子部件不可缺少的材料之一；利用氟塑料薄膜对氧气透过性大，而对水蒸汽的透过性小的这种选择透过性，可制造氧气传感器；利用氟塑料在高温、高压下发生极向电荷偏离现象的特性，可制造麦克风、扬声器、机器人上的零件等；利用其低折射率的特性，可制造光导纤维。

4、在医疗医药方面的应用

膨体ptfe材料是纯惰性的，具有非常强的生物适应性，不会引起机体的排斥，对人体无生理副作用，可用任何方法消毒，且具有多微孔结构，从而可用于多种康复解决方案，包括用于软组织再生的人造血管和补片以及用于血管、心脏、普通外科和整形外科的手术缝合。

5、防粘性能的应用

ptfe材料具有固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质，同时还具有耐高低温优良的特性，从而使其在诸如制造不粘锅的防粘方面的应用非常广泛。其防粘工艺主要包括两种：把ptfe部件或薄片安装在基体上，以及把ptfe涂层或与玻璃复合的漆布经过热收缩而套在基材上。

主要的聚四氟乙烯材料生产厂家

杜邦Teflon®、苏威Algoflon®、Polymist®、3M Dyneon®、大金Polyflon®、巨化®