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四氟介紹

2020-09-02 17:19

  四氟是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫為PTFE。聚四氟乙烯的基本結構為. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. 聚四氟乙烯廣泛應用于各種需要抗酸堿和有機溶劑的,它本身對人沒有 毒性,但是在生產過程中使用的原料之一全氟辛酸銨(PFOA)被認為可能具有致癌作用。

 

  基本信息

英文名稱

四氟(聚四氟乙烯)

比    重

2.15~2.20

別稱

polytetrafluoroethylene

熔    點

320℃~345℃

英文縮寫

PTFE

分 子 量

5×10^5~9×10^6

化 學 式

(C2F4)n

 

 

 

  化學品性質

  四氟介紹聚四氟乙烯相對分子質量較大,低的為數十萬,高的達一千萬以上,一般為數四氟板式支座百萬(聚合度在10的4次方數量級,而聚乙烯僅在10的3次方數量級)。一般結晶度為90~95%,熔融溫度為327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列,由于氟原子半徑較氫稍大,所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向,而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈,氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面。這種分子結構解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時,形成13/6螺旋;在19℃發生相變,分子稍微解開,形成15/7螺旋。

  雖然在全氟碳化合物中碳-碳鍵和碳-氟鍵的斷裂需要分別吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯僅需能量171.38kJ。所以在高溫裂解時,聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃時的失重速率(%)每小時分別為1×10-4、4×10-3和9×10-2??梢?,聚四氟乙烯可在 260℃長期使用。由于高溫裂解時還產生劇毒的副產物氟光氣和全氟異丁烯等,所以要特別注意安全防護并防止聚四氟乙烯接觸明火。

 

  力學性能

  四氟介紹它的摩擦系數極小,僅為聚乙烯的1/5,這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力極低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。

  聚四氟乙烯在-196~260℃的較廣溫度范圍內均保持優良的力學性能,全氟碳高分子的特點之一是在低溫不變脆。

  耐化學腐蝕和耐候性

  除熔融的堿金屬外,聚四氟乙烯幾乎不受任何化學試劑腐蝕。例如在濃硫酸、聚四氟包覆墊片硝酸、鹽酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均無變化,也幾乎不溶于所有的溶劑,只在300℃以上稍溶于全烷烴(約0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸潮,不燃,對氧、紫外線均極穩定,所以具有優異的耐候性。

 

  電性能

  聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內的介電常數和介電損耗都很低,而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。

  物理性質

  聚四氟乙烯的機械性質較軟。具有非常低的表面能。

  耐輻射性能

  聚四氟乙烯的耐輻射性能較差(104拉德),受高能輻射后引起降解,高分子的電性能和力學性能均明顯下降。

  聚合

  聚四氟乙烯由四氟乙烯經自由基聚合而生成。工業上的聚合反應是在大量水存在下攪拌進行的,用以分散反應熱,并便于控制溫度。聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2壓力下進行,可用無機的過硫酸鹽、有機過氧化物為引發劑,也可以用氧化還原引發體系。每摩爾四氟乙烯聚合時放熱171.38kJ。分散聚合須添加全氟型的表面活性劑,例如全氟辛酸或其鹽類。

 

  應用

  聚四氟乙烯可采用壓縮或擠出加工成型;也可制成水分散液,用于涂層、浸漬或制成纖維。聚四氟乙烯在原子能、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、食品等工業中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料,絕緣材料,防粘涂層等。

 

  化學性質

  四氟介紹絕緣性:不受環境及頻率的影響,體積電阻可達1018歐姆·厘米,介質損耗小,擊穿電四氟鮑爾環填料壓高。

  耐高低溫性:對溫度的影響變化不大,溫域范圍廣,可使用溫度-190~260℃。

  自潤滑性:具有塑料中最小的摩擦系數,是理想的無油潤滑材料。

  表面不粘性:已知的固體材料都不能粘附在表面上,是一種表面能最小的固體材料。

  耐大氣老化性,耐輻照性能和較低的滲透性:長期暴露于大氣中,表面及性能保持不變。

  不燃性:限氧指數在90以下。

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