聚四氟乙烯 Polytetrafluoroethylene（英文縮寫為Teflon或[PTFE，F(xiàn)4]）
別 稱：特富龍、特氟龍、鐵氟龍、陶氟隆、德氟隆
聚四氟乙烯被稱“塑料王”，氟樹(shù)脂之父羅伊·普朗克特1936 年在美國(guó)杜邦公司開(kāi)始研究氟利昂的代用品，他們收集了部分四氟乙烯儲(chǔ)存于鋼瓶中，準(zhǔn)備第二天進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)，可是當(dāng)?shù)诙齑蜷_(kāi)鋼瓶減壓閥后，卻沒(méi)有氣體溢出，他們以為是漏氣，可是將鋼瓶稱量時(shí)，發(fā)現(xiàn)鋼瓶并沒(méi)有減重。他們鋸開(kāi)了鋼瓶，發(fā)現(xiàn)了大量的白色粉末，這是聚四氟乙烯。
他們研究發(fā)現(xiàn)聚四氟乙烯性質(zhì)優(yōu)良，可以用于、炮彈等的防熔密封墊圈，因此美國(guó)軍方將該技術(shù)在二戰(zhàn)期間一直保密。直到二戰(zhàn)結(jié)束后，才解密，并于1946年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)聚四氟乙烯。
中文商品名“特氟龍”、“特氟隆”（teflon)、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”等。它是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 -[-CF2-CF2-]n- ，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性，是當(dāng)今上耐腐蝕性能材料之一，除熔融堿金屬金屬、三氟化氯、和液氟外，能耐其它一切化學(xué)藥品，在王水中煮沸也不起變化，廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機(jī)溶劑的場(chǎng)合。有密封性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力、耐溫優(yōu)異（能在+250℃至-180℃的溫度下長(zhǎng)期工作）。聚四氟乙烯本身對(duì)人沒(méi)有毒性。
使用溫度 -190～250℃，允許驟冷驟熱，或冷熱交替操作。聚四氟乙烯薄膜
壓力 -0.1～6.4Mpa（全負(fù)壓至64kgf/cm2）（Full vacuum to 64kgf/cm2）
它的產(chǎn)生解決了化工、石油、制藥等領(lǐng)域的許多問(wèn)題。聚四氟乙烯密封件、墊圈、墊片. 聚四氟乙烯密封件、墊片、密封墊圈是選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹(shù)脂模塑加工制成。聚四氟乙烯與其他塑料相比具有耐化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)，它已被廣泛地應(yīng)用作為密封材料和填充材料。
用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等。一般應(yīng)用于性能要求較高的耐腐蝕的管道、容器、泵、閥以及制雷達(dá)、高頻通訊器材、無(wú)線電器材等。分散液可用作各種材料的絕緣浸漬液和金屬、玻璃、陶器表面的防腐圖層等。各種聚四氟圈、聚四氟墊片、聚四氟盤根等廣泛用于各類防腐管道法蘭密封。此外，也可以用于抽絲，聚四氟乙烯纖維——氟綸（國(guó)外商品名為特氟綸）。
目前，各類塑料王制品已在化工、機(jī)械、電子、電器、軍工、航天、環(huán)保和橋梁等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。
聚四氟乙烯(PTFE)使用條件行業(yè) 化工、石化、煉油、氯堿、制酸、磷肥、制藥、、化纖、染化、焦化、煤氣、有機(jī)合成、有色冶煉、鋼鐵、原子能及高分子過(guò)濾材料、高純產(chǎn)品生產(chǎn)（如離子膜電解），粘稠物料輸送與操作，衛(wèi)生要求高度嚴(yán)格的食品、飲料等加工生產(chǎn)部門。
使用優(yōu)點(diǎn)
耐高溫——使用工作溫度達(dá)250℃。
耐低溫——具有良好的機(jī)械韌性；即使溫度下降到-196℃，也可保持5%的伸長(zhǎng)率。
耐腐蝕——對(duì)大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑，表現(xiàn)出惰性、能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑。
耐氣候——有塑料中的老化壽命。
高潤(rùn)滑——是固體材料中摩擦系數(shù)低者。
不粘附——是固體材料中小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)。
無(wú)毒害——具有生理惰性，作為人工血管和臟器長(zhǎng)期植入體內(nèi)無(wú)不良反應(yīng)。
聚四氟乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬(wàn)，高的達(dá)一千萬(wàn)以上，一般為數(shù)百萬(wàn)（聚合度在104數(shù)量級(jí)，而聚乙烯僅在103）。一般結(jié)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(gè)螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時(shí)，形成13/6螺旋；在19℃發(fā)生相變，分子稍微解開(kāi)，形成15/7螺旋。
不足
1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)載荷作用下發(fā)生的塑性變形(蠕變)，這給它的應(yīng)用帶來(lái)一定的限制。如當(dāng)PTFE用作密封墊時(shí)，為密封嚴(yán)密而把螺栓擰得很緊，以致超過(guò)特定的壓縮應(yīng)力時(shí)，會(huì)使墊圈產(chǎn)生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點(diǎn)可通過(guò)加入適當(dāng)?shù)奶盍霞案倪M(jìn)零件結(jié)構(gòu)等方法來(lái)克服。
2、PTFE具有突出的不粘性，限制了其工業(yè)上的應(yīng)用。它是極好的防粘材料，這種性能又使它與其他物件的表面粘合極為困難。
3、PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的10~20倍，比多數(shù)塑料大，其線膨脹系數(shù)隨著溫度的變化而發(fā)生很不規(guī)律的變化。在應(yīng)用PTFE時(shí)，如果對(duì)這方面性能注意不夠，很容易造成損失。
化學(xué)性質(zhì)
耐大氣老化性：耐輻照性能和較低的滲透性：長(zhǎng)期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。
不燃性：限氧指數(shù)在90以下。
耐酸堿性：不溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑（包括魔酸，即氟銻磺酸）。
抗氧化性：能耐強(qiáng)氧化劑的腐蝕。
酸堿性：呈中性。
物理性質(zhì)
密度：2.1–2.3 g/cm³
聚四氟乙烯的機(jī)械性質(zhì)較軟。具有非常低的表面能。
聚四氟乙烯(F4，PTFE)具有一系列優(yōu)良的使用性能：耐高溫—長(zhǎng)期使用溫度200~260度，耐低溫—在-100度時(shí)仍柔軟；耐腐蝕—能耐王水和一切有機(jī)溶劑；耐氣候—塑料中的老化壽命；高潤(rùn)滑—具有塑料中小的摩擦系數(shù)（0.04）；不粘性—具有固體材料中小的表面張力而不粘附任何物質(zhì)；無(wú)毒害—具有生理惰性；優(yōu)異的電氣性能，是理想的C級(jí)絕緣材料，報(bào)紙厚的一層就能阻擋1500V的高壓；比冰還要光滑。聚四氟乙烯材料，廣泛應(yīng)用在國(guó)防軍工、原子能、石油、無(wú)線電、電力機(jī)械、化學(xué)工業(yè)等重要部門。產(chǎn)品：聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、車削板材。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫為PTFE。結(jié)構(gòu)式為：CF3(CF2CF2)nCF3。20世紀(jì)30年代末期發(fā)現(xiàn)，40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。性質(zhì) 聚四氟乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬(wàn)，高的達(dá)一千萬(wàn)以上，一般為數(shù)百萬(wàn)（聚合度在104數(shù)量級(jí)，而聚乙烯僅在103）。一般結(jié)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(gè)螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時(shí)，形成13/6螺旋；在19℃發(fā)生相變，分子稍微解開(kāi)，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(shí)，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(shí)的失重速率（%）每小時(shí)分別為1×10-4．4×10-3和9×10-2?？梢?jiàn)，聚四氟乙烯可在 260℃長(zhǎng)期使用。由于高溫裂解時(shí)還產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟和等，所以要特別注意安全防護(hù)并防止聚四氟乙烯接觸明火。聚四氟乙烯 力學(xué)性能
它的摩擦系數(shù)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(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能，全氟碳高分子的特點(diǎn)之一是在低溫不變脆。
PTFE密度較大，為2. 14一2. 20g/cm3，幾乎不吸水，平衡吸水率小于0. 0l%。
聚四氟乙烯是典型的軟而弱聚合物，大分子間的相互引力較小，剛度、硬度、強(qiáng)度都較小，在應(yīng)力長(zhǎng)期作用下會(huì)變形。
聚四氟乙烯受載時(shí)容易出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，是典型的具有冷流性的塑料。PTFE的蠕變隨壓縮應(yīng)力、溫度和結(jié)晶度的不同而異，溫度越高則蠕變?cè)酱?。PTFE的結(jié)晶度在55%一80%之間，蠕變量不超過(guò)2%;當(dāng)結(jié)晶度在55%以下和80%以上時(shí)，蠕變量迅速增大。
聚四氟乙烯力學(xué)性能方面優(yōu)異的特性是摩擦因數(shù)小，在0. 01一0. 10之間，在現(xiàn)有塑料材料，乃至所有工程材料中小。
PTFE的摩擦因數(shù)隨滑動(dòng)速率的增大而增大，當(dāng)線速度達(dá)到0. 5一1. 0m/s以上時(shí)趨于穩(wěn)定;而且靜摩擦因數(shù)小于動(dòng)摩擦因數(shù)，將這種特性用于軸承制造，可減小其起動(dòng)阻力，使之從起動(dòng)到運(yùn)轉(zhuǎn)都十分平穩(wěn)。PTFE的摩擦因數(shù)隨隨載荷增加而減小，當(dāng)載荷達(dá)到0. 8 MPa以上時(shí)趨于恒定。在高速、高載荷下，PTFE的摩擦因數(shù)低于0. O1。從超低溫到PTFE熔點(diǎn)，
其摩擦因數(shù)幾乎不變，只有在表面溫度高于熔點(diǎn)時(shí)，摩擦因數(shù)為才急劇增大。
由于分子間引力小，PTFE的硬度低，易被其他材料磨損。但是，只要對(duì)磨材料表面粗糙度合適，可在相當(dāng)程度上降低PTEF的磨損量。
耐化學(xué)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(xué)試劑腐蝕。例如在濃、硝酸、，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無(wú)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(duì)氧、紫外線均極穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性。
電性能
聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)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。
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(xué)性能均明顯下降。
聚合
聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。工業(yè)上的聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進(jìn)行的，用以分散反應(yīng)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(jìn)行，可用無(wú)機(jī)的過(guò)鹽、有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑，也可以用氧化還原引發(fā)體系。每摩爾四氟乙烯聚合時(shí)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。
綜上所述，本文已為講解聚四氟乙烯，相信大家對(duì)聚四氟乙烯的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，希望本文能對(duì)各位讀者有比較大的參考價(jià)值。
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