聚四氟乙烯懸浮樹脂的特點及應用

賀萬一

(天津市天塑濱海氟塑料制品有限公司，天津 300350)

PTFE是白色，具有蠟狀感的熱塑性樹脂，它是由單體四氟乙烯經自由基聚合得到的全氟化聚合物，結構為(CF2CF2)n，是完全對稱的非極性的線性高分子，沒有支鏈，所以具有高度的結晶性,PTFE的分子鏈由平面鋸齒組成，由于C-C鏈段周圍過密的氟原子的立體障礙，從而形成螺旋結構，這使得聚四氟乙烯具有很優異的介電性能，耐腐蝕性，疏水性和疏油性，并具有寬的使用溫度和很小的摩擦系數，PTFE的優異性能使它成為尖端科學，軍事工業及機械，冶金，石油化工等領域不可缺少的材料。它可用作高級防腐材料，密封材料，絕緣材料，也可作代用血管，人工心肺裝置，消毒保護器等[1]。

1 聚四氟乙烯懸浮樹脂的特點

1.1 聚四氟乙烯懸浮分子結構特點

PTFE的碳-氟鍵的鍵能很高，因此，碳-氟鍵的斷裂需要很高的能量。從加熱提供熱量的角度，即使加熱到500℃也不會斷裂；氟原子半徑(0.6?)比氫原子半徑(2.8nm)大得多，碳-碳鍵的鍵長為1.31?，因此，氟原子正好很嚴密地把碳包圍在其中，使碳鏈難以遭受其它元素的攻擊；氟原子的電負性很大，氟原子間有很大的排斥力，因而不能自由旋轉，整個分子比較僵硬，加之對稱性好，所以易于結晶；PTFE分子對稱排列，分子沒有極性，大分子間與其它物質分子間吸引力很小，所以摩擦因數很小[1]。

1.2 聚四氟乙烯懸浮樹脂加工特點

聚四氟乙烯是四氟乙烯單體經懸浮聚合得到的不親水粉料，密度為2.14～2.20g/cm3,在塑料中密度最大，結晶呈六方晶系(19℃以上)或三斜晶形(19℃以下)，熔融溫度為327℃。在熔點以上呈透明凝膠狀，但幾乎沒有流動性，在380℃時，熔融粘度為1011泊左右，所以不適于熔融擠出，注射成型，而采用將樹脂模壓成型后再熔點以上燒結的方法加工[2]。

2 聚四氟乙烯懸浮樹脂制品應用

2.1 在化工領域的應用

聚四氟乙烯懸浮樹脂有優異的耐化學腐蝕和老化性能，除少數金屬元素及化合物對它有腐蝕外，其它諸如強酸，強堿，油脂，有機溶劑對它均無作用；PTFE還具有優良的耐高低溫性能，使用溫度在-200～260℃之間；基于這些特性，聚四氟乙烯懸浮樹脂制品可應用于化工防腐，密封等。

近代化學工業的生產過程涉及到高腐蝕性流體，有些反應和分離過程以及物料的輸送更是出現高溫，有機溶劑和腐蝕性介質等同時出現的情況，因此管道和閥門的材料要求同時具備耐高溫和耐腐蝕性的特點，聚四氟乙烯懸浮樹脂的制品能夠滿足此條件，而且使用壽命長[3]。

QB/T4877-2015中規定SFG-Ⅱ-B為流體輸送管材，管材密度為2.13～2.20g/cm3，縱向拉伸強度大于20MPA，縱向斷裂標稱應變大于220%，電火花無擊穿，不滲漏，無裂紋，縱向尺寸變化率正負1.5%[4]。

2.2 在電子電氣方面的應用

PTFE具有優異的介電性能，同時耐溫范圍寬，尤其是在260℃下能夠長期使用，還能夠在化學腐蝕環境中使用，0.025薄膜可耐500V高壓，以PTFE懸浮樹脂的壓延膜為基材的電線電纜可在航空航天，深海開采，汽車等領域應用。

QB/T4876-2015中規定Ⅰ型為電氣型薄膜，可根據工藝分為定向和不定向，根據顏色分為本色和彩色，本色的定向膜要求密度為2.13～2.29g/cm3，拉伸強度大于等于50MPa,斷裂伸長率大于等于60%，電氣強度大于等于大于等于150kV/mm[5]。

PTFE無論是從介電常數還是介電損耗都顯示出良好的性能，PTFE的介電常數是2.1，在溫度-40～250℃范圍內和頻率5Hz～10GHz范圍內保持不變，在2～3年的周期內測定的介電常數沒有變化[6]。所以特別適合用于和高頻有關的電線，隨著社會和科技的不斷發展，PTFE薄膜已經廣泛的使用于基站建設，雷達，印刷電路板領域，未來還會大量的用于5G，物聯網等領域。

2.3 在機械方面的應用

PTFE具有極低的摩擦系數和固體潤滑性，粘附性差，對剛摩擦因數為0.04，自身為0.01～0.02。PTFE靜摩擦系數低于其動摩擦系數，因此在應用于軸承時不會在運動開始前克服較高摩擦系數而出現黏滑現象,但是PTFE缺乏足夠的機械強度和剛性，所以PTFE軸承適用于儀表，飛機和航天器的控制系統。

PTFE可用于制作不需要潤滑的推拉控制用電纜的低摩擦襯里，這種電纜適用于汽車和航空領域。

PTFE還可用于橋梁和建筑物支撐系統的滑動軸承，其作用是承受熱膨脹和地震引起的位移從而使它們的支撐結構不因應力而損壞，也不受大氣中水分和化學物質的腐蝕。

3 結語

中國氟塑料制品從二十世紀六十年代開始隨著我國國民經濟建設的需要逐步發展起來，是軍工，工業和民用不可或缺的功能性配套材料，當前，中國氟塑料制品正在從發展初期向加強基礎建設，完善生產，安全，管理體系，通過不同行業的聯合研發，向更多的配套領域延伸。國家調整產業結構，重點發展戰略新興產業，給氟塑料制品業的發展帶來了新的機遇于挑戰。

我國氟塑料加工行業中中小企業眾多，缺乏上下游專業人才，相關企業應通過產學研合作，加大研發投入，促進企業創新，提升企業核心競爭力。在高端市場占有更多份額。