聚四氟乙烯(PTFE)的性能与应用

聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene)缩写为PTFE，商品名称是“特氟隆”(Teflon)，俗称“塑料王”。1938年，美国新泽西州杜邦研究实验室的R.S.Plunkett博士首先发明了聚四氟乙烯，1946年实现商品化。PTFE为四氟乙烯(TFE)单体的高结晶聚合物，白色，无毒，无味。其聚合物分子是由一(一CF2一CF2一)一结构单元重复连接而成，是目前各行业中应用最新型的工程塑料。

聚四氟乙烯的结构和特点

(1)在PTFE中，氟原子取代了聚乙烯中的氢原子，由于氟原子体积较大半径为(0.064nm)，大于氢原子半径(0.028nm)，且相邻大分子的氟原子的负电荷又相互排斥，使得C－C链由聚乙烯的平面的、充分伸展的曲折构象渐渐扭转到PTFE的螺旋构象，并形成一个紧密的完全“氟代”的保护层，这使其具有其他材料无法比拟的化学稳定性以及低的内聚能密度。

(2)C－C键的键能为372kJ／mol，C－F键的键能为347kJ／mol，是已知键能中较强的，因此分子内结合牢固，耐热性高，长期使用温度为－250℃～260℃，而C－C键的键长为1.54×1010m，C－F键的键长为1.41×1010m，又是常见单键中较短的，所以化学性质稳定，很难和其他物质发生化学反应，显示出优异的耐候性、耐沾污性和耐化学品性。

(3)大分子主链上没有支链，整体内不形成交链，故其分子轮廓光滑，加之TFE单体具有完美的对称性而使PTFE分子间的吸引力和表面能较低，所以PTFE具有极低的表面摩擦系数，且容易在滑动过程中转移到对偶面上形成薄的转移膜。

聚四氟乙烯的应用

PTFE具有优异的高低温性能和化学稳定性，很好的电绝缘性、非粘附性、耐候性、不燃性和良好的润滑性，应用从航天领域到广泛的日用商品，成为现代科学技术、军工和民用中解决许多关键技术不可或缺的材料。下面主要介绍PTFE在防腐减磨、密封、耐蚀、防粘、电气、建筑和医学上的应用。

1、聚四氟乙烯在防腐减磨方面的应用

据发达国家的有关统计，在当今工业化国家中每年由腐蚀而造成的经济损失约占国民经济总产值4％。化工生产上的事故有相当数量是由于设备腐蚀，介质渗漏引发的化学反应所致。由此可见，由于腐蚀所造成的损失好危害问题严重，并引起了人们的广泛重视。PTFE材料克服了普通塑料、金属、石墨、陶瓷等耐腐蚀能力，柔韧性较差等缺点，以其卓越的耐高低温和耐腐蚀性能，可以在条件苛刻的温度、压力和介质等情况下使用，已经成为石油、化工、纺织等行业的主要耐腐蚀材料。

PTFE管主要用作腐蚀性气体、液体、蒸汽或化学药品的输送管、排气管。由PTFE分散树脂成型的推压管衬入钢管中形成衬里，或在PTFE推压内管外缠绕玻璃纤维增强，或在PTFE推压管外用钢丝编织缠绕增强后可在高压下传递液体介质，作为液压传动不可缺少的部件，并且可以大大提高在高温下的破裂强度同时具有良好的弯曲疲劳性。

因为PTFE材料的摩擦系数是已知固体材料中最低的，所以这就使填充PTFE材料成为机械设备零件无油润滑的最理想材料。例如造纸、纺织、食品等工业领域的设备加润滑油容易使产品受到污染，所以填充PTFE材料就解决了这一难题。另外，实验证明，机油中添加一定数量的固体添加剂可有效地节约发动机燃料油5％左右。

2、聚四氟乙烯的耐腐蚀密封材料

PTFE在化工中的另一大应用是密封材料。由于聚四氟乙烯综合性能良好，是任何一种密封材料都不可比拟的，它可用于各种苛刻场合的密封，尤其是对于高温、耐腐蚀性要求较高时。

聚四氟乙烯生料带纤维长、强度高，而且塑性大、压延性好，施加较小的压紧力就可完全密封，操作应用方便，用在凹凸不平或结构精密的表面更显其高效，具有很好的密封性能并且可提高抗腐蚀能力，扩大其使用范围。

滑动部件的密封使用PTFE填料，可以获得良好的耐腐蚀稳定性，而且它具有一定压缩性回弹性、滑动时阻力小。填充PTFE密封材料使用温度范围广泛，是目前传统石棉垫片材料的主要替代物，更兼有高模量、高强度、抗蠕变、耐疲劳、以及导热率高、热膨胀系数和摩擦系数小等性能，加入不同的填充料更可扩大应用范围。

3、聚四氟乙烯防粘性的应用

PTFE材料具有固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质，同时还具有耐高低温、无毒的优良特性，所以PTFE作为涂料常用作餐具的防粘内衬，主要用于不粘锅和微波炉的内胆。1聚四氟乙烯在防腐减磨方面的应用。

据发达国家的有关统计，在当今工业化国家中每年由腐蚀而造成的经济损失约占国民经济总产值4％。化工生产上的事故有相当数量是由于设备腐蚀，介质渗漏引发的化学反应所致。由此可见，由于腐蚀所造成的损失好危害问题严重，并引起了人们的广泛重视。PTFE材料克服了普通塑料、金属、石墨、陶瓷等耐腐蚀能力，柔韧性较差等缺点，以其卓越的耐高低温和耐腐蚀性能，可以在条件苛刻的温度、压力和介质等情况下使用，已经成为石油、化工、纺织等行业的主要耐腐蚀材料。