《氟塑料的介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氟塑料的介绍（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、氟塑料的介绍一、氟塑料的发展史氟 塑料创始于1934年，Schloffer, Scherer发现聚三氟氯乙烯（PCTFE）。1938年DuPont 公司的R.J.P1unkett发现 聚四氟乙烯（PTFE）并于1949年实现工业化。继而英国的ICI,德国 的Hoechst,日本的大金工业，意大利的Montefluos等相继投产。我国氟塑料在1958年研 制成功，首先在上海实行工业化。 80年代后各国都增加了生产能力，新品种不断出现，现有 品种20多种,用途也日益扩大。氟 塑料的最初原料是氟石（又称茧石CaF2）和硫酸反应生成的氟化氢。氯仿、四氯乙烯 这类氯化烃在催化剂存在下被 HF 氟化而生成
2、含氟化合物。这样得到的含氟 烃再经过热分 解、脱氯等反应便可得到四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯等单体。由这些单体均聚或共聚 便可得到各种氟塑料。氟塑料的性能视其聚合方法（如悬浮 聚合、乳液聚合、溶液聚合）、 聚合度、分子量分布后处理工艺而异。二、氟塑料的品种及应用氟塑料是由含氟单体如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、六氟 异丁烯、全氟代烷基乙烯基醚及乙烯等单体通过均聚或共聚反应制得。主要的氟塑料品种如 下,但按数量及用途来说还是以聚四氟乙烯为最重要。聚四氟乙烯（PTFE，简称F4 ）聚全氟代乙丙烯（FEP，简称F46）四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物一一可熔 性聚四氟乙烯（P
3、FA）聚三氟氯乙烯（ECTFE，简称F3）聚偏氟乙烯（PVDF，简称F2）聚氟乙烯（PVF,简称F1）偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物（Kel-F，简称F23）偏氟乙烯与四氟乙烯共聚物（间称F24）偏氟乙烯与八氟丙烯共聚物（vitonA,简称F26）三氟氯乙烯与乙烯共聚物（Halar,简称F30）四氟乙烯与乙烯共聚物（Tefzel,简称F40）偏氟乙烯与六氟异丁烯共聚物（CM-1）以F4为代表的氟塑料具有一系列优良的使用特性，耐高温长期使用温度达200；耐 低温在-100C以下仍柔软，耐腐蚀能耐王水和切有机溶剂；耐气候有塑料中最佳的老化寿命; 高绝缘体积电阻达101欧姻厘米，而且介电性能几乎与温度及
4、频率的变化无关；高润滑具 有塑料中最小的静摩擦系数；不粘附有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒 害具有 生理惰性、宜与血液接触。由于氟塑料兼备以上种种实用性能、使它可在国民经济 的许多领域大显身手。诸如化工防腐蚀管道及设备上的衬里和涂层、超纯物质的过 泸材料、 耐高低温的液压传递软管、耐各种苛刻环境之密封垫圈、低摩擦之桥梁伸缩滑块、各类无油 润滑活塞环、高温高频电子仪器的绝缘、可挠电缆、高级印刷线 路板，有压电压热性能材 料，无油烹调饮具的脱模涂层、人体血管及心肺脏器的代用品等等，都只是它在这些领域的 代表性用途。完全可以相信，随着加工技术的进 步，必将有更多的氟塑料产品应用在各行
5、 各业的各个部门。在讨论氟 塑料的物性时知道，氟塑料由于它的氟碳键键能很高以及氟原子的屏蔽作 用，使它具有优良的耐化学腐蚀性能、介电性能、耐气候性能以及不燃不粘、低摩擦系数和 较宽的使用温度范围等性能，因此，广泛应用于防腐蚀、密封、支承负荷、防粘、电气绝缘、 医疗卫生及家庭日用品等方面，已成为现代尖端科学、国防工业、电子 电气、化工、机械 工业等不可缺少的重要材料之一。氟塑料在整个塑 料中占有的比例很少，但在我国实现四个现代化的过程中，它却是不 可缺少的一个品种。随着经济建设的不断发展，氟塑料必将获得迅速的发展。F4耐腐蚀管 道及其配件的应用F4管道可以作为输送腐蚀性或粘性液体的管道，也可作为
6、腐蚀性气体的 输送管、排气管和蒸气管等。因F4机械强度低，耐压性差，线膨胀系数大，而且，它的机 械强度因温度升高而降低，易于变形，特别是在承受高温高压时矛盾更为突出，所以， F4 管外及管配件外必须以玻璃钢或金属管加强。它们之间的连接均采用F4管属紧衬里管，即 玻璃钢与F4管粘结成一整体。它可克服不同材质间不同线膨胀系数所引起的问题，可作为 承受负压系统的输送管道，并能防止大气 及环境对管道的腐蚀。由于有些流体在一定流速 下与管壁经常发生摩擦，易产生静电而导致管壁击穿，应采取电位相等的导电措施加以防止， 或在成型内管及其配件 时加入适量碳墨，以防止产生静电并减少因热胀冷缩而引起的尺寸 变化。三
7、、氟塑料的特点详细介绍氟塑料具有耐热、耐寒、耐候、耐药品、耐溶剂，绝缘性能及高频电性能优异.并具有 不枯性、自润滑性、低磨擦系数等特点。聚四氟乙烯、全氟(乙烯一丙烯)共聚物(FEP)完全是由碳原子和氟原子组成的，而聚偏 氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)分子中还含有氢原子，聚三氟 氯乙烯则还含氯原子。氟塑 料的优异性能是由碳原子与氟原子间的高结合能实现。聚四氟乙烯的主链骨架是碳原子，而 周围完全由氟原子包围，故其各种性能最高，而PFA、FEP、ETFE等品种由于侧基的影响， 软化点低子PTFE，其他性能也有所变化。1. 热性能:氟塑料具有难燃性和优异的耐热性oPTFE和PFA的连续使用温度
8、可达260C, 短期可在300C下使用。FEP的使用温度要比它们低60Co PCTFE的最高可在120C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
9、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oPTFE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
10、 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。四、氟塑料的详细用途介绍聚四氟乙烯是目前氟塑料中用量最大的品种，约占其总需求量的60，它的性能优异， 受用户信赖。其他氟塑料在半导体、医疗、电线被覆等领域的应用也在扩大。氟塑料的用途 可概括为：1.利用其耐药品性：氟塑料在耐药品性方面的应用早已不局限于制造密封圈、衬垫、 管件，在其他需要耐腐蚀的部件（如管道）上的用星也日益增加。随着原料和加工 技术的进 步，氟塑料的成型方式又扩大厂选择幅度：如采用注射成型可大幅度提高生产效率，小批量 生产时可采用切削加工工艺，聚四氟乙烯粘接和焊
11、接技术的开发 使制造大型贮槽和设备衬 里有了可能，FEP粉末喷涂工艺使加工更加灵活、方便。半导体生产过程中防腐蚀、防污染 已更多地采用氟塑料。2机械工业领域：聚四氟乙烯的的摩擦系数小，其静摩擦系数低于动摩擦系数，可用于 低速高负荷领域，如在土建、化工、桥梁等结构件中可解决热膨胀和震动引起的伸缩问题。 具体应用有：（1）防污染机械（如纺织、造纸、制药、食品机械）的轴承轴套；（2）输送碱、溶剂等非润滑液体的机械（如搅拌机、染色机、泵）；（3）在酸、碱等腐蚀性环境（如电镀浴槽化工设备）下工作的轴套；（4）禁油润滑（如制氧设备）；（5）元油润滑（如超低温冷冻机、液体燃料泵）；（6）油润滑效果不良的环境
12、下（加高温干燥机、炉内台午、炉内传送带）工作的滑动部件；（7）低速高负荷状态下的滑动部件可动支承）。3电气领域：氟塑料是难燃材料，临界氧指数高又耐腐蚀，可作电线的绝缘层。ETFE、PVDF的绝缘电阻、绝缘强度都高，机械强度也优，可用于计算机、通信机电 缆。利用其耐候性、耐辐照等特性可用于油井及核反应堆小的电缆。利用其高频下相 对介 电常数与介电损耗均低的特点可用于通信设备、高频电了仪器，将PTFE与炭黑、碳纤维这 类导电物质混合可作为防静电材料和发热元件材料。PVDF也可制成压电元件用于无线电 行业及仪器仪表行业。4.不粘性：利用氟塑料的不粘性可以制造厨房设备（如不粘锅、点心模具）、高级建筑物
13、 的外墙涂层、泡沫塑料成型模具、复印机辊筒等。此外在人造血管、心脏瓣片等医学土物工 程材料、气体分离膜、防水透气复合织物等方面的用途也日益广泛。五、氟塑料的成型特点1. 聚四氟乙烯（PTFE, F4）大分子碳链两侧具有电负性极强的氟原子，不能用普通的 热塑性塑料加工注塑方法来加工成型，因为它熔融下几乎不流动。聚四氟乙 烯一般采用压 缩成型的方法，也可采用柱塞式挤出成型。采用分散聚合法得到的树脂可采用糊膏挤出和压 延成型。其具体工艺条件为：预成型压力随制品的形状、尺 寸而异，但通常采用9.8 34.3MPa,加有填充料的树脂采用29.493MPa,对于加压方向的厚度约为600mm的大毛坯 还需有
14、 2030min 的保压时间。在 PTFE 模压成型中还有将烧结的毛坯放进预热至烧结温度的模具内，一边加压，一 边冷却的热压法；双向挤压的自动压缩成型法，以及利用流体加压的等压成型法。挤压成型是利用 PTFE 的预烧结料进行棒、管及型材的方法。通常分为立式或卧式两 种，但由于卧式生产管材料填充不均，故多用立式挤压工艺。其工艺条件如下： 圆棒直径为13至40mm,模具尺寸为15.1至46.0mm,加热长度5001100mm,加热温 度为400350 ，冷却长度为15 0200m m,挤出速度为41m/h。 管材直径为15040/0825 ,料缸内径和芯棒外径的尺寸为16.5 44.5/08.92
15、7.8,加热长度为350800,加热温度为400350C,冷却长度为150250mm, 挤出速度为3.81.4m/h。PTFE挤出技术的发展方向为进一步提高挤出速度和一次成型多根 制 品。分散型PTFE通常采用糊膏挤出成型法，首先将分散型PTFE树脂和挤出助剂如粗溶 剂、汽油（b.p.为90120C）或白油混合，放于玻璃或不锈钢瓶中滚转30分钟，使其均匀分散 吸收，放置812h,压成毛坯置于挤出机料腔内，压力0.693.43MPa保压时间3060秒。 采用以工艺制成的挤出物需经连续干燥炉（100300C）将挤出助剂去掉。再进入烧结炉中 烧结（360380C）烧结后迅速冷却即可得到良好的制品。糊
16、 膏挤出小棒（010030）后，还可在烧结前送至压延机进行压延成膜，这就是所谓生 料带产品。具体成型条件为树脂100份，助齐U27份，压缩比（R、R）30，机头温度50C，挤出 品形状50x14m m,压延辊筒直径500mm,辊筒温度70 C，压延速度28m/mi n, 次压延成 500x0.1mm的生料带。2. 聚四氟乙烯以外的含氟树脂可采用热塑性树脂的成型方法如模压，传递模塑，注射、 挤出、吹塑等。 模压法：这是古老的塑料成型方法。它适合于圆棒、板、套管等制品及形状简单，批量小的制品生产。 传递模塑法：传递模塑成型是将模具闭合，然后用高压把被成型材脂从料槽中挤到 模具内而成型制品的方法。氟塑料传递模塑成型适合于生产批量小大型阀门、泵等 制品。 传递模塑可
