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聚四氟乙烯

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。

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、电绝缘性和良好的抗老化耐力。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，有塑料中的老化寿命。高润滑，是固体材料中摩擦系数者。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。

合成方法：

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，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。 [3]

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。

应用：

1.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。

2.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。

3.本品耐高温、耐腐蚀，具有优良的电绝缘性、耐老化，吸水性小、自润滑性能优异，是一种适用于各种介质的通用型润滑性粉末，可快速涂抹形成干膜，以用作石墨、钼和其他无机润滑剂的代用品。适用于热塑性和热固性聚合物的脱模剂，承载能力优良。在弹性体和橡胶工业以及防腐中广泛使用。

4.用作环氧树脂的填充剂，提高环氧胶黏剂的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性。

5.主要用作粉饼的黏结剂和填充剂。

材料优点

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——有塑料中的老化寿命。

高润滑——是固体材料中摩擦系数者。

不粘附——是固体材料中小的表面张力，不粘附任何物质，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。

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。

电性能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。

耐辐射性能聚四氟乙烯的耐辐射性能较差（104拉德），受高能辐射后引起降解，高分子的电性能和力学性能均明显下降。应用聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型；也可制成水分散液，用于涂层、浸渍或制成纤维。聚四氟乙烯在原子能、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、食品等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料，绝缘材料，防粘涂层等。

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。

抗氧化性：能耐强氧化剂的腐蚀。

酸碱性：呈中性。

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；害—具有生理惰性；优异的电气性能，是理想的C级绝缘材料。