聚四氟乙烯综述.docVIP

《特种与高性能高分子材料》课程论文 题 目 聚四氟乙烯 专 业 A B C D E F G H 班 级 ABCCC 学生姓名 AB CCC 学 号 123456789 日 期 2011.06.24 聚四氟乙烯 AB （浙江科技学院生化学院, 杭州, 310023） 摘 要: 本文主要介绍聚四氟乙烯(PTFE)的制备，，应用展望其发展前景。聚四氟乙烯拥有许多优异的性能，包括优良的化学稳定性和耐腐蚀性，很好的电绝缘性能、粘性、耐候性、阻燃性和良好的自润滑性，对人体无毒性，难熔融加工、难焊接冷流为提高其综合性能，国内外对的研究重点在于寻找适当的方法对其进行改性，从而在一定程度上改善其性能，扩大其应用范围。随着材料应用技术的不断发展，在石油化工、电子、纺织、医学、光学、机械等多领域的应用前景广阔。 关键词汇：聚四氟乙烯；性能；制备；改性；应用 1.前言 聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，PTFE），是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，其结构简式为 -[-CF2-CF2-]n- ，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性(是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化，广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的)、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异（能在+250至-180的温度下长期工作）。聚四氟乙烯它本身对人没有毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。 图1.聚四氟乙烯结构式 图2.聚四氟乙烯分子构型（19℃以上） 2.性质 2.1 物理性质： 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。耐高温[1]——PTFE, 温域范围广,在-260℃时仍有韧性,250℃以下长时间加热均保持优良的力学性能。 自润滑——PTFE 的摩擦系数比其他工程塑料小, 是已知可实用的滑动面材料中摩擦系数值最低的, 是理想的润滑材料。具体见表1[2]。 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。 不粘——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。[2]为PTFE 与其他工程塑料表面能比较。 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。——聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。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。 PTFE 0.04-0.25 0.04-0.08 0.04-0.05 UHMW-PE 0.01-0.22 0.05-0.10 0.05-0.08 PA66 0.15-0.40 0.14-0.19 0.02-0.11 聚甲醛 0.15-0.35 0.10-0.20 0.05-0.10 表2. PTFE与其他工程塑料表面能比较 材料名称 PTFE PE PS PMMA PA66 10-3N/m(20℃) 18.5 31 33 39 46 2.2 化学性质耐性——聚四氟乙烯不吸潮，对氧、紫外线均极稳定，所以具有优异的耐候性