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聚四氟乙烯(PTFE)的分子结构以及特点
发布者:admin 发布时间:2012-3-13 阅读:13080

温度低于19℃时呈三棱体形,7.生产利息较高。

PTFE分子的主链由C-C键构成,所有的侧键都为氟原子取代,C-F键结合能很大,所以PTFE有很高的耐热性能;氟原子较氢原子半径大,且带负电,对主链碳原子的正电荷起有效的屏蔽作用,而相邻大分子上的氟原子的负电荷具有排斥作用,导致了PTFE极低的内聚能,分子间结合力很弱;氟原子体积大,又相互排斥,使PTFE分子链不能呈平面锯齿形而呈螺旋形,并且比较僵硬。

由于PTFE特殊分子结构特征,使其具有如下的特点:

1.摩擦系数小。由于PTFE大分子间的相互引力小,且表面对其它分子的吸引力也很小,因此其摩擦系数非常小,已知固体工程材料中最低的仅为0.04静摩擦系数)小于其动摩擦系数,极低的滑动速度下也不会出现爬行现象,金属摩擦学中从未出现的奇特现象。

2.优异的耐老化性能和抗辐射性能。苛刻环境下性能不变,湿润状态下不受微生物侵袭,而且对各种射线辐射具有极高的防护能力,真空中,辐照剂量为1107rad时,仍可保持原有拉伸强度的50%

3.极佳的化学稳定性。PTFE不与环境介质发生反应,能承受大部分强酸(包括王水、氢氟酸、浓盐酸、发烟硫酸、有机酸等)强碱、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用。

4.极小的吸水率(0.001%0.005%渗透率较低,除了对其组成相似的氟碳化合物有较高的渗透率外,对大部分气体和液体的渗透性较小。

5.良好的电性能。PTFE为高度非极性材料,具有极优良的介电性,并且不随频率和温度而变化,也不受湿度和腐蚀性气体的影响。

6.宽广的使用温度(从-250℃到260℃)

7.突出的外表不粘性和良好的自润滑性。

8.PTFE外表张力小(0.019N/m目前外表能最小的一种固体材料,几乎所有的固体资料都不能粘附在其表面。

9.极好的热稳定性。PTFE熔点327℃,高于其它一般高聚物。260℃时其断裂强度仍保持5MPa左右(约为室温的1/5抗屈服强度达114MPa同时,还具有极可贵的不燃性,其限氧指数(LOI95以上,火焰上只能熔融,不生成液滴,最终只被碳化。

具有以上优异性能的同时,PTFE结构也产生了如下一些缺点:

1.成型和二次加工困难。PTFE成型收缩率较大,熔体粘度极高,不能用塑料常用的注射成型、压延成型等二次加工工艺。

2.机械性能和承载能力差。PTFE机械强度仅为1425MPa无回弹性,硬度较低,但断裂延伸率较大。

3.线膨胀系数较大。-50250℃之间,PTFE线膨胀系数达1.1310-42.1610-5/℃,钢铁的13倍,故与其它资料复合易发生变形、开裂等现象。

4.导热性差。导热系数仅0.24kcal/m?h?℃)易造成热膨胀、热疲劳和热变形。

5.耐蠕变性差,易冷流。PTFE负荷临时作用下,蠕变较大,易发生冷流现象。

6.耐磨性差。PTFE硬度较低,磨耗较大,当负荷(P和滑动速度(V逾越一定条件时,其摩耗会变得很大,因此在应用中PV值有一定限制。

7.生产利息较高。

PTFE以上缺陷限制了其应用,为提高其综合性能,国内外对PTFE研究重点在于寻找适当的方法对其进行改性,从而在一定水平上改善其性能,扩大其应用范围。


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