四氟乙烯(Teflon或PTFE),俗称“塑料王”,是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。用作工程塑料,可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。
基本信息
中文名称
聚四氟乙烯
外文名称
polytetrafluoroethylene
英文简称
PTFE
分子式
(C2F4)n
分子量
100.015612
熔点
327℃
密 度
2200kg/m3
安全性描述
S24/25
危险性描述
R41
目录
1基本简介 2基本信息 | 3基本特点 4基本性质 | 5成型方法 6应用范畴 |
折叠编辑本段基本简介
聚四氟乙烯聚四氟乙烯被称“塑料王”,氟树脂之父罗伊·普朗克特1936 年在美国杜邦公司开始研究氟利昂的代用品,他们收集了部分四氟乙烯储存于钢瓶中,准备第二天进行下一步的实验,可是当第二天打开钢瓶减压阀后,却没有气体溢出,他们以为是漏气,可是将钢瓶称量时,发现钢瓶并没有减重。他们锯开了钢瓶,发现了大量的白色粉末,这是聚四氟乙烯。
研究发现聚四氟乙烯性质优良,可以用于原子弹、炮弹等的防熔密封垫圈,因此美国军方将该技术在二战期间一直保密。直到二战结束后,才解密,并于1946年实现工业化生产聚四氟乙烯。聚四氟乙烯是塑料的一个重要品类。自合成出聚四氟乙烯以来,氟塑料的研制和应用得到了很大发展。目前已被广泛地应用于航空、宇航、原子能、电子、电器、化工、机械、建筑、轻纺、医药等工业部门,并日益深入到人民的日常生活中。特别是聚四氟乙烯材料在防腐方面的工业应用,极大促进了化工业发展。聚四氟乙烯热交换器具有优良的传热性能,耐腐蚀好,耐污性好,体积小重量轻,经郑州工业大学技术研制,聚四氟乙烯充分发挥了其耐腐、耐化学试剂、耐磨、韧性和强度高的性能。
折叠编辑本段基本信息
CAS No.:9002-84-0
EINECS号:204-126-9
分 子 式:(C₂F4)n
分 子 量:100.015612
熔 点:327℃
沸 点:400℃
折 射 率:1.35
英文名称:poly(tetrafluoroethylene);TETRAFLUOROETHYLENE OLIGOMER; TETRAFLUOROETHYLENE RESIN; TEFLON; TEFLON 7A; TEFLON(TM) 30B; TEFLON(TM) 6; TEFLON(TM) 7A; PTFE
折叠编辑本段基本特点
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——有塑料中佳的老化寿命。
高润滑——是固体材料中摩擦系数低者。
不粘附——是固体材料中小的表面张力,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。
聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上聚四氟乙烯,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较氢稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。
虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时,聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-4.4×10-3和9×10-2。可见,聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等,所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。
折叠编辑本段基本性质
化学性质
耐大气老化性:耐辐照性能和较低的渗透性:长期暴露于大气中,表面及性能保持不变。
不燃性:限氧指数在90以下。
耐酸碱性:不溶于强酸、强碱和有机溶剂(包括魔酸,即氟锑磺酸)。
抗氧化性:能耐强氧化剂的腐蚀。
酸碱性:呈中性。
物理性质
密度:2.1–2.3 g/cm³;
聚四氟乙烯的机械性质较软。具有非常低的表面能。
聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列优良的使用性能:耐高温—长期使用温度200~260度,耐低温—在-100度时仍柔软;耐腐蚀—能耐王水和一切有机溶剂;耐气候—塑料中佳的老化寿命;高润滑—具有塑料中小的摩擦系数(0.04);不粘性—具有固体材料中小的表面张力而不粘附任何物质;无毒害—具有生理惰性;优异的电气性能,是理想的C级绝缘材料,报纸厚的一层就能阻挡1500V的高压;比冰还要光滑。聚四氟乙烯材料,广泛应用在国防**、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。产品:聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、车削板材。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。结构式为:CF3(CF2CF2)nCF₃。20世纪30年代末期发现,40年代投入工业生产。性质 聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较氢稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。
力学性能
它的摩擦系数极小,仅为聚乙烯的1/5,这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。
聚四氟乙烯在-196~260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能,全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。
耐化学腐蚀和耐候性
除熔融的碱金属外,聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、硝酸、盐酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均无变化,也几乎不溶于所有的溶剂,只在300℃以上稍溶于全烷烃(约0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸潮,不燃,对氧、紫外线均极稳定,所以具有优异的耐候性。
聚四氟乙烯换热器是化工设备新品种,由于聚四氟乙烯材质耐蚀性冠于多种合金、非金属甚至贵金属,故此类设备对于解决制药工业、石油化工等强腐蚀性流涕无聊的换热问题具有重要意义。聚四氟乙烯换热设备是在我国工业需要大量不含杂质的物料冷凝,而缺乏及耐腐蚀又具有高洁净率换热材质的局面下,由郑州工业大学研制开发。
此种设备极大地提高了换热设备的耐蚀性和换热介质的洁净率,在石油化工、硫酸、医药、电镀、轻工等领域得到广泛的应用。