聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,简写为PTFE),俗称“塑料王”,是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。 白色蜡状、半透明、耐热、耐寒性优良,可在-180~260ºC长期使用。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系数极低,所以可作润滑作用之余,亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。
聚四氟乙烯性质与稳定性
1. 常温常压下稳定,避免湿,热,高温
无真正熔点,450℃以上慢慢分解,直接变为气体。在327℃时,机械强度突然消失。不溶于任何溶剂。除了能与熔融的碱金属起反应外,不受任何物质的侵蚀,即使在氢氟酸、王水或发烟硫酸、氢氧化钠中煮沸,也不起任何变化。
2. 白色、无臭、无味、的粉状物,俗称“塑料王”。具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的耐力。耐高温,使用工作温度达250℃。耐低温,低温下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。耐候性好,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。不黏附,是固体材料中表面张力小者,不黏附任何物质。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。
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,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。
2.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。
将各种助剂加入反应釜中,四氟乙烯单体以气相进入聚合釜,调节釜内温度至25℃,然后加入一定量的活化剂(偏重亚硫酸钠),通过氧化还原体系进行引发聚合。聚合过程中不断补加单体,保持聚合压力0.49~0.78MPa,聚合后所得到的分散液用水稀释至一定浓度,并调节温度到15~20ºC,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得本品为细粒状树脂。
用于电气工业,在航天、航空、电子、仪表、计算机等工业中用作电源和信号线的绝缘层、耐腐、耐磨材料可制薄膜、管板棒、轴承、垫圈、阀门及化工管道、管件、设备容器衬里等。
用于电器、化工、航空、机械等领域代替石英玻璃器皿应用于原子能、医学、半导体等行业的超纯化学分析和贮存各种酸、碱、有机溶剂可制成高绝缘性电器零件、耐高频电线电缆包皮、耐腐蚀化学器皿、耐高寒输油管、人工器官等可作为塑料、橡胶、涂料、油墨、润滑油、润滑脂等的添加剂。
聚四氟乙烯可采用推挤或挤出加工成型;用在高温电线,也可以先制成薄膜然后分切成轴装PTFE包带,用于生产高频电缆,直接制成水分散液,则可用于涂层、浸渍或制成纤维。