四氟橡胶物理机械性能
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1楼
重复单元聚合物通常由四氟乙烯加聚而成耐热性好耐溶剂性优异
使用优点
耐高温——使用工作温度达250℃
耐低温——具有良好机械韧性;即使温度下降-196℃也保持5%伸长率
耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂
耐气候——有塑料佳老化寿命
高润滑——固体材料摩擦系数低者
粘附——固体材料小表面张力粘附任何物质
无毒害——具有生理惰性作人工血管和脏器长期植入体内无良反应
聚四氟乙烯相对分子质量较大低数十万高达千万上
般数百万(聚合度104数量级而聚乙烯仅103)般结晶度90~95%熔融温度327~342℃聚四氟乙烯分子CF2单元按锯齿形状排列由于氟原子半径较氢稍大所相邻CF2单元能完全按反式交叉取向而形成螺旋状扭曲链氟原子几乎覆盖了整高分子链表面种分子结构解释了聚四氟乙烯各种性能温度低于19℃时形成13/6螺旋;19℃发生相变分子稍微解开形成15/7螺旋
编辑本段足
1、聚四氟乙烯具有冷流性即材料制品长时间连续载荷作用下发生塑性变形(蠕变)给应用带来定限制当PTFE用作密封垫时密封严密而把螺栓拧得紧致超过特定压缩应力时会使垫圈产生冷流(蠕变)而被压扁些缺点通过加入适当填料及改进零件结构等方法来克服
2、PTFE具有突出粘性限制了其工业上应用极好防粘材料种性能又使与其物件表面粘合极困难
3、PTFE线膨胀系数钢10~20倍比多数塑料大其线膨胀系数随着温度变化而发生规律变化应用PTFE时对方面性能注意够容易造成损失
编辑本段化学性质
耐大气老化性:耐辐照性能和较低渗透性:长期暴露于大气表面及性能保持变
燃性:限氧指数90下
耐酸碱性:溶于强酸、强碱和有机溶剂(包括魔酸即氟锑磺酸)
抗氧化性:能耐强氧化剂腐蚀
酸碱性:呈性
图片
编辑本段物理性质
密度:2.1–2.3 g/cm³
聚四氟乙烯机械性质较软具有非常低表面能
聚四氟乙烯(F4PTFE)具有系列优良使用性能:耐高温—长期使用温度200~260度耐低温—-100度时仍柔软;耐腐蚀—能耐王水和切有机溶剂;耐气候—塑料佳老化寿命;高润滑—具有塑料小摩擦系数(0.04);粘性—具有固体材料小表面张力而粘附任何物质;无毒害—具有生理惰性;优异电气性能理想C级绝缘材料报纸厚层能阻挡1500V高压;比冰还要光滑聚四氟乙烯材料广泛应用国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门产品:聚四氟四乙烯棒材、管料、板材、车削板材聚四氟乙烯四氟乙烯聚合物英文缩写PTFE结构式:CF3(CF2CF2)nCF320世纪30年代末期发现40年代投入工业生产性质 聚四氟乙烯相对分子质量较大低数十万高达千万上般数百万(聚合度104数量级而聚乙烯仅103)般结晶度90~95%熔融温度327~342℃聚四氟乙烯分子CF2单元按锯齿形状排列由于氟原子半径较氢稍大所相邻CF2单元能完全按反式交叉取向而形成螺旋状扭曲链氟原子几乎覆盖了整高分子链表面种分子结构解释了聚四氟乙烯各种性能温度低于19℃时形成13/6螺旋;19℃发生相变分子稍微解开形成15/7螺旋
虽全氟碳化合物碳-碳键和碳-氟键断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ所高温裂解时聚四氟乙烯主要解聚四氟乙烯聚四氟乙烯260、370和420℃时失重速率(%)每小时分别1×10-4.4×10-3和9×10-2见聚四氟乙烯 260℃长期使用由于高温裂解时还产生剧毒副产物氟光气和全氟异丁烯等所要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火
力学性能
摩擦系数极小仅聚乙烯1/5全氟碳表面重要特征又由于氟-碳链分子间作用力极低所聚四氟乙烯具有粘性
聚四氟乙烯-196~260℃较广温度范围内均保持优良力学性能全氟碳高分子特点之低温变脆
PTFE密度较大2. 142. 20g/cm3几乎吸水平衡吸水率小于0. 0l%
聚四氟乙烯典型软而弱聚合物大分子间相互引力较小刚度、硬度、强度都较小应力长期作用下会变形
聚四氟乙烯受载时容易出现蠕变现象典型具有冷流性塑料PTFE蠕变随压缩应力、温度和结晶度同而异温度越高则蠕变越大PTFE结晶度55%80%之间蠕变量超过2%;当结晶度55%下和80%上时蠕变量迅速增大
聚四氟乙烯力学性能方面优异特性摩擦因数小0. 010. 10之间现有塑料材料乃至所有工程材料小
PTFE摩擦因数随滑动速率增大而增大当线速度达0. 51. 0m/s上时趋于稳定;而且静摩擦因数小于动摩擦因数种特性用于轴承制造减小其起动阻力使之从起动运转都十分平稳PTFE摩擦因数随随载荷增加而减小当载荷达0. 8 MPa上时趋于恒定高速、高载荷下PTFE摩擦因数低于0. O1从超低温PTFE熔点
其摩擦因数几乎变只有表面温度高于熔点时摩擦因数才急剧增大
由于分子间引力小PTFE硬度低易被其材料磨损只要对磨材料表面粗糙度合适相当程度上降低PTEF磨损量
耐化学腐蚀和耐候性
除熔融碱金属外聚四氟乙烯几乎受任何化学试剂腐蚀例浓硫酸、硝酸、盐酸甚至王水煮沸其重量及性能均无变化也几乎溶于所有溶剂只300℃上稍溶于全烷烃(约0.1g/100g)聚四氟乙烯吸潮燃对氧、紫外线均极稳定所具有优异耐候性
电性能
聚四氟乙烯较宽频率范围内介电常数和介电损耗都低而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高
耐辐射性能
聚四氟乙烯耐辐射性能较差(104拉德)受高能辐射引起降解高分子电性能和力学性能均明显下降
聚合
聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成工业上聚合反应大量水存下搅拌进行用分散反应热并便于控制温度聚合般40~80℃3~26千克力/厘米2压力下进行用无机过硫酸盐、有机过氧化物引发剂也用氧化还原引发体系每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ分散聚合须添加全氟型表面活性剂例全氟辛酸或其盐类
膨胀系数
(25~250℃)10~12×10-5/℃
2楼
与添加的填充剂种类与量有密切的关系
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