| 聚四氟乙烯(PTFE)的分子結(jié)構(gòu)以及特點
發(fā)布者:admin 發(fā)布時間:2012/3/13
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溫度低于19℃時呈三棱體形,7.生產(chǎn)利息較高。
PTFE分子的主鏈由C-C鍵構(gòu)成,所有的側(cè)鍵都為氟原子取代,C-F鍵結(jié)合能很大,所以PTFE有很高的耐熱性能;氟原子較氫原子半徑大,且?guī)ж?fù)電,對主鏈碳原子的正電荷起有效的屏蔽作用,而相鄰大分子上的氟原子的負(fù)電荷具有排斥作用,導(dǎo)致了PTFE極低的內(nèi)聚能,分子間結(jié)合力很弱;氟原子體積大,又相互排斥,使PTFE分子鏈不能呈平面鋸齒形而呈螺旋形,并且比較僵硬。
由于PTFE特殊分子結(jié)構(gòu)特征,使其具有如下的特點:
1.摩擦系數(shù)小。由于PTFE大分子間的相互引力小,且表面對其它分子的吸引力也很小,因此其摩擦系數(shù)非常小,已知固體工程材料中最低的僅為0.04靜摩擦系數(shù))小于其動摩擦系數(shù),極低的滑動速度下也不會出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,金屬摩擦學(xué)中從未出現(xiàn)的奇特現(xiàn)象。
2.優(yōu)異的耐老化性能和抗輻射性能?量汰h(huán)境下性能不變,濕潤狀態(tài)下不受微生物侵襲,而且對各種射線輻射具有極高的防護(hù)能力,真空中,輻照劑量為1107rad時,仍可保持原有拉伸強(qiáng)度的50%
3.極佳的化學(xué)穩(wěn)定性。PTFE不與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),能承受大部分強(qiáng)酸(包括王水、氫氟酸、濃鹽酸、發(fā)煙硫酸、有機(jī)酸等)強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、還原劑和各種有機(jī)溶劑的作用。
4.極小的吸水率(0.001%0.005%滲透率較低,除了對其組成相似的氟碳化合物有較高的滲透率外,對大部分氣體和液體的滲透性較小。
5.良好的電性能。PTFE為高度非極性材料,具有極優(yōu)良的介電性,并且不隨頻率和溫度而變化,也不受濕度和腐蝕性氣體的影響。
6.寬廣的使用溫度(從-250℃到260℃)
7.突出的外表不粘性和良好的自潤滑性。
8.PTFE外表張力小(0.019N/m目前外表能最小的一種固體材料,幾乎所有的固體資料都不能粘附在其表面。
9.極好的熱穩(wěn)定性。PTFE熔點327℃,高于其它一般高聚物。260℃時其斷裂強(qiáng)度仍保持5MPa左右(約為室溫的1/5抗屈服強(qiáng)度達(dá)114MPa同時,還具有極可貴的不燃性,其限氧指數(shù)(LOI95以上,火焰上只能熔融,不生成液滴,最終只被碳化。
具有以上優(yōu)異性能的同時,PTFE結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了如下一些缺點:
1.成型和二次加工困難。PTFE成型收縮率較大,熔體粘度極高,不能用塑料常用的注射成型、壓延成型等二次加工工藝。
2.機(jī)械性能和承載能力差。PTFE機(jī)械強(qiáng)度僅為1425MPa無回彈性,硬度較低,但斷裂延伸率較大。
3.線膨脹系數(shù)較大。-50250℃之間,PTFE線膨脹系數(shù)達(dá)1.1310-42.1610-5/℃,鋼鐵的13倍,故與其它資料復(fù)合易發(fā)生變形、開裂等現(xiàn)象。
4.導(dǎo)熱性差。導(dǎo)熱系數(shù)僅0.24kcal/m?h?℃)易造成熱膨脹、熱疲勞和熱變形。
5.耐蠕變性差,易冷流。PTFE負(fù)荷臨時作用下,蠕變較大,易發(fā)生冷流現(xiàn)象。
6.耐磨性差。PTFE硬度較低,磨耗較大,當(dāng)負(fù)荷(P和滑動速度(V逾越一定條件時,其摩耗會變得很大,因此在應(yīng)用中PV值有一定限制。
7.生產(chǎn)利息較高。
PTFE以上缺陷限制了其應(yīng)用,為提高其綜合性能,國內(nèi)外對PTFE研究重點在于尋找適當(dāng)?shù)姆椒▽ζ溥M(jìn)行改性,從而在一定水平上改善其性能,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。 |
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