氟塑料（部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物）

氟塑料

部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物

氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物，它们有聚四氟乙烯（PTFE）、全氟（乙烯丙烯）（FEP）共聚物、聚全氟烷氧基（PFA）树脂、聚三氟氯乙烯（PCTFF）、乙烯一三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）、乙烯一四氟乙烯（ETFE）共聚物、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚氟乙烯（PVF）。氟塑料模压成型可加工板、棒、套筒、胶带、密封环、隔膜及带有金属嵌件的零件等。氟塑料如长期在高温下使用会引起结晶度变化，在制造设备衬里时尤须注意。预成型是将PTFE粉末均匀加入模具内，在常温下加压成密实的预成型品(即毛坯);烧结是将预成型品加热到熔点以上，冷却是从烧结温度降到室温的过程。

氟塑料的特点

1．热性能氟塑料具有难燃性和优异的耐热性。PTFE和PFA的连续使用温度可达260℃，短期可在300℃下使用。FEP的使用温度要比它们低60℃。PCTFE的最高可在120℃下使用。氟塑料如长期在高温下使用会引起结晶度变化，在制造设备衬里时尤须注意。

2．耐药品性氟塑料具有卓越的耐药品性和耐溶剂性，尤其是PTFE、PFA、FEP等，酸、碱、溶剂对它们均无浸蚀。但熔融碱金属、氟、三氟氯化烃对它们有不同程度的影响。PCTFE、ETFE、PVDF等在氟塑料中耐药品性稍差，但比其他塑料的耐腐蚀性还是好得多。

3．电性能氟塑料的电性能尤其是高频电性能是其他材料难以匹敌的。PTFE、FEP、PFA分子的极性很低，在很宽的温度、频率区间变化都很小、相对介电常数稳定、介电损耗很低，电绝缘性优异。其中PVDF还有特异的压电性和焦电性，可用来制造压电材料。

4．机械性能氟塑料分子中含氢、氯原子增加则其拉伸强度也有所提高。PTFE和PCTFE的脆化温度极低，显示出极好的低温性能。PTFE具有最低的摩擦系数和特异的自润滑性。但是PTFE又有自身磨耗大和冷流性等缺点。可采用填充各种填料以提高耐磨耗性，克服冷流性。

5．不粘性氟塑料具有特异的不粘性。尤其象PTPE、FEP、PFA等分子中氟含量高，表面接触角非常大，使氟塑料制品表面上的液体成球状。不易与树脂粘接，故常用它制造炊具表面不粘徐层。

6．耐侯性各品种的氟塑料都有优异的耐候性，即使在苛刻的温度下长期曝晒，其各种性能都没有变化。

7．憎水性氟塑料的吸水率低，尤以PTFE为甚。可利用它的憎水性制造透气不透水的复合织物和其他装备。

聚四氟乙烯

聚四氟乙烯具有独特优异的耐热（180～260℃），耐低温（－200℃）及介电性能等。它具有最高的工作温度（260℃）和最好的化学稳定性，除熔融的碱金属、高温和二氟化氛外，尚无其他化学物质能对它产生侵蚀。它还有优良的耐候性，一般可在户外使用10～30年。具有低的摩擦系数，其润滑性，特别是自润滑性非常好。另外，它对其他物质几乎不粘附。它拥有无敌的耐化学腐蚀和耐老化性能，用它制成的容器，使浓氢氧化钠和王水、甚至原子能工业中的强腐蚀剂五氟化铀终于找到了栖身之所。

用聚四氟乙烯替代钢来制造轴承，其优良的自润滑特性可以避免加润滑油的麻烦。杜邦公司推出的“聚四氟乙烯－AF”，自90年代面世以来，已在电子、化学、建筑、光学、医学等领域获得了极大的应用，主要用作耐腐蚀化工管、阀、环、密封圈及设备衬里等；电子工业中耐热防腐电线电缆等绝缘材料；机械工业用耐磨件、自润滑轴承、活塞环、油压密封垫、辊筒；建筑工业用耐候性涂层、帐篷涂布材料、太阳能换热器等；医学临床上人体的人工血管、气管及心肺装置等；在航空航天工业上可用作宇航服、雷达和高频通讯器材等。

聚四氟乙烯给我们的日常生活带来了巨大的变化。用它制成的不粘锅，用它炒出的菜不但色香味俱佳，而且绝不粘锅，省却了洗涮之苦，也不必面对油腻难擦的油烟机而眉头紧蹙。有了聚四氟乙烯，要做到这一点并不难，只需在用具的表面涂一层聚四氟乙烯就行了。用光滑的杜邦聚四氟乙烯纤维制成的防脚打泡的短袜，因为不粘脚而大大减少了脚与袜子之间的摩擦力，因此脚上不会起泡，也不会磨出茧子。

PTFE抗冲强度高，但拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性比其它工程塑料差。有时加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨来改善其特殊的机械性能。它的摩擦系数几乎比任何其它材料都低，具有很高的氧指数。

PTFE可制成粒料、凝结的细粉（0．2微米）和水分散液。粒状树脂用于压塑和柱塞挤塑；细粉可以糊状挤塑成薄壁材料；分散液可用作涂料和浸渍多孔材料。在美国市场经销的纯的PTEE产品有Auimont USA公司的AI－goflo牌、Dupont公司的Teflon牌、ICI AInericas Inc的FI牌、HOechstCelanese公司的HOSaflon牌。

PTFE具有非常高的熔体粘度，这妨碍了惯用的熔融挤塑或模塑技术的采用。粒状PTFE的模塑和挤塑方法与粉状金属和陶瓷用的方法相似——先压缩再高温烧结；细粉需与加工辅料混合（如石脑油）形成糊状，然后在高压下挤成薄壁材料，再加热除掉挥发性的加工助剂，最后烧结。

种类

聚四氟乙烯

商品名“铁氟龙”、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”、"4F"等,PTFE是由四氟乙烯自由基聚合而制得的一种全氟聚合物，它具有一CF2=CF2一重复单元线性分子结构，是结晶性聚合物，熔点大约为631℃，密度为2．13—2．19g/CC（克/立方厘米）。PTFE具有优异的耐化学品性，其介电常数为2．1，损耗因数低，在很宽的温度和频率范围内是稳定的。它从低温到550V的机械性能都很好。

PTFE抗冲强度高，但拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性比其它工程塑料差。有时加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨来改善其特殊的机械性能。它的摩擦系数几乎比任何其它材料都低，具有很高的氧指数。

PTFE可制成粒料、凝结的细粉（0．2微米）和水分散液。粒状树脂用于压塑和柱塞挤塑；细粉可以糊状挤塑成薄壁材料；分散液可用作涂料和浸渍多孔材料。在美国市场经销的纯的PTEE产品有Auimont USA公司的AI－goflo牌、DU POut公司的Teflon牌、ICI AInericas Inc的FI牌、HOechstCelanese公司的HOSaflon牌。

PTFE具有非常高的熔体粘度，这妨碍了惯用的熔融挤塑或模塑技术的采用。粒状PTFE的模塑和挤塑方法与粉状金属和陶瓷用的方法相似——先压缩再高温烧结；细粉需与加工辅料混合（如石脑油）形成糊状，然后在高压下挤成薄壁材料，再加热除掉挥发性的加工助剂，最后烧结。

聚全氟乙丙烯

FEP是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的。

FEP结晶熔化点为580℉，密度为2.15g/CC（克/立方厘米），它是一种软性塑料，其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。它是化学惰性的，在很宽的温度和频率范围内具有较低的介电常数（2.1）。该材料不引燃，可阻止火焰的扩散。它具有优良的耐候性，摩擦系数较低，从低温到392℉均可使用。该材料可制成用于挤塑和模塑的粒状产品，用作流化床和静电涂饰的粉末，也可制成水分散液。半成品有膜、板。棒和单纤维。

美国市场经销的FEP有DUIPont公司的 Teflon牌、Daikin公司的Neoflo牌、Hoechst Celanese公司的IHoustaflow牌。其主要的用途是用于制作管和化学设备的内村、滚筒的面层及各种电线和电缆，如飞机挂钩线、增压电缆、报警电缆、扁形电缆和油井测井电缆。FEP膜已见用作太阳能收集器的薄涂层。

可熔性聚四氟乙烯

PFA是聚四氟乙烯改性温度可以达到260度,全氟烷氧基树脂

PFA树脂相对来说是比较新的可熔融加工的氟塑料。

PFA的熔点大约为580℉，密度为2.13—2.16g/cc（克/立方厘米）。PFA与PTFE和FEP相似，但在302℃以上时，机械性能略优于FEP，且可在高达500℉下的温度下使用，它的耐化学品性与PTEF相当。PFA的产品形式有用于模塑和挤塑的粒状产品，用于旋转模塑和涂料的粉状产品；其半成品有膜、板、棒和管材。美国市场经销的PFA树脂有DUPOut公司的Teflon牌、Daikin公司的Neoflon牌、Ansimont公司的Hthen牌、HOechst Celanese公司的Hostafl牌。PFA的用途与FEP类似。

聚三氟氯乙烯

PCTFE是三氟氯乙烯自由基引发聚合的带有主要是重复一CF(cl)—CF单元线性主链的产物。

PCTFE是结晶性的高分子，熔点为425℉，密度为2.13g/cc（克/立方厘米）。

PCTFE在室温下对大多数活泼的化学品呈惰性，而在212T以上可被少数几种溶剂溶解，也可被一些溶剂溶胀，尤其是氯化过的溶剂。PCTFE具有优异的阻隔气体的能力，其膜产品的水蒸汽透过性在所有透明塑料膜中是最低的。其电性能与其它全氟聚合物相似，但介电常数（2．3—2．刀和损耗因数稍高，尤其是在高频时。PCTFE可制作厚的（1/8英寸）光学透明制件。

PCTFE虽可用熔融加工，但由于熔体粘度高，有降解趋势导致加工品的性能变坏，故加工困难。

PCTFE树脂可制成用于模塑和挤塑的粒料。膜厚度为0.001—0.010英寸，亦可制成棒和管。美国市场上经销的PCTFE树脂有3M公司的Kel—FI牌、Daikin公司的Daiflon牌、AlliedlSignal公司的Acfon牌。

乙烯三氟氯乙烯共聚物

ECTFE树脂是乙烯和三氟氯乙烯1:1的交替共聚物，熔点为464℉,密度为1.68g/cc（克/立方厘米）。

此材料从低温到330T的性能良好，其强度、耐磨性、抗蠕变性大大高于PTEE、FEP和PFA。它在室温和高温下耐大多数腐蚀性化学品和有机溶剂。它的介电常数（2.6）低，在很宽的温度和频率范围内性能稳定。ECTFE不着火，可防止火焰扩散，当暴露在火焰中时，将分解成硬质的碳。

ECTFE可制成用于模塑和挤塑的粒料及用于旋转模塑、流化床涂饰、静电涂饰的粉状产品。可在传统挤塑设备用化学发泡法加工成泡沫状产品，待别适用于计算机用电线的领域。半成品有膜、板、管和单纤维。Ausimont USA公司销售的ECTFE产品牌号为Halar。

在电线和电缆领域，最重要的应用是用于增压电缆、公共交通车用电缆。火警电缆、阳极保护电缆。注塑产品有塔填料、问和泵零件、接插件、电线接线柱、过滤机壳。ECTFE管的应用有光导纤维的套管、非支撑管、钢管和增强塑料管的内衬。

ECTFE涂料和内村可防止金属被环境侵蚀。膜的应用有理电池和隔离方面的应用。单纤维的应用有消油雾器、编织套管、过滤织物。宽幅（48in）以玻璃纤维作背村的ECTFE片材，可用作耐化学品和强度要求高的槽罐的内衬。

乙烯—四氟乙烯共聚物

ETFE是乙烯和四氟乙烯1:1交替共聚物。ETFE熔点为518F，密度为1.70g/CC。ETFE是一种从低温到356F具有高抗冲性和机械性能好的坚韧的材料。耐化学品性能、电性能和耐候性与ECTFE相似，与全氟聚合物相近。该聚合物暴露在火焰中会熔化和分解。ETFE可制成用于挤塑和模塑的粒料，及用于旋转模塑、流化床和静电涂饰的粉末。

半成品有膜、棒、管和单纤维。美国市场销售的ETFE有Du Poutl公司的Tefzel牌、Ansimont USA公司的Hyflon牌、Daikin公司的Neoflon牌。在电线和电缆的应用有飞机用挂钓线、公共交通车和计算机上的背板。注塑产品有泵、间和其它化工设备的部件，包装物，塔填料，电器零件。

聚偏氟乙烯

PVDF是偏二氟乙烯高分子量的聚合物，它属于结晶性材料，熔点为338F，密度为1.78g/CC。其强度、耐磨性和抗蠕变性比PTFE、FEP和PFA高得多；耐大多数化学品和溶剂，以及氧化剂如液体溴和溴盐溶液；具有良好的耐候性,在空气中不燃烧；与其它氟塑料相比具有很高的介电常数（8—9）和损耗因数；在148～302F温度范围具有的性能良好。

PVDF可制成粉状、粒料和分散体系（邻苯二甲酸二甲酯和二异丁基甲酮中含44%的树脂）。它可用挤塑、注射模塑、传递模塑，也可通过干粉或分散体喷涂技术用作涂料，半成品有膜、板、棒和单纤维。美国市场销售的PVDE有AtOChem Inc的 Kpor牌、Sovay公司的Soef牌，Daikin公司的Neoflon牌及Ansimont公司的Hylar牌。

聚氟乙烯

PVF是高结晶性材料，只能制成膜状，它很坚韧而富于弹性，具有杰出的耐候性，在-94—230F温度范围内性能良好，它具有良好耐磨和耐沾污性，可与胶合板、乙烯基塑料和增强的聚酯及金属箔层合。

参考资料

1.“氟塑料”有哪些优异的性能呢·好看视频