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特氟龍 |
特氟龍是聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)的別稱,英文縮寫為PTFE,(俗稱"塑料王,哈拉"),化學式為-(CF2-CF2)n-。商標名Teflon®,在中國,由於發音的緣故,"Teflon"這一商標又被稱之為"特氟龍"、"鐵氟龍"、"鐵富龍"、"特富龍"、"特氟隆"等等,皆為"Teflon"的音譯。
這種材料的產品一般統稱作"不粘塗層";是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗鹼、抗各種有機溶劑的特點,幾乎不溶於所有的溶劑。同時,聚四氟乙烯具有耐高溫的特點,它的摩擦係數極低,所以可作潤滑作用之途,亦成為了不粘鍋和水管內層的理想塗料。
基本信息
中文名稱; 聚四氟乙烯
外文名稱; Polytetrafluoroethene
別名; 特氟龍、鐵氟龍、鐵富龍、特富龍、特氟隆
化學式; -(CF2-CF2)n-
CAS登錄號; 9002-84-0
熔點; 600 K
水溶性; 不溶於水
導熱率; 0.25 W/(m·K)
歷史
聚四氟乙烯是1938年由化學家羅伊·普朗克特(Roy J. Plunkett)博士在杜邦位於美國新澤西州的Jackson實驗室中意外發現[1] :當他嘗試製作新的氯氟碳化合物冷媒時,四氟乙烯在高壓儲存容器中聚合(容器內壁的鐵成為聚合反應的催化劑)。杜邦公司在1941年取得其專利,並於1944年以"Teflon"的名稱註冊商標。隨後,杜邦公司又在Teflon®聚四氟乙烯樹脂之外研發出一系列產品,包括Teflon; AF (無定形氟聚物), Teflon; FEP (氟化乙烯丙烯樹脂), Teflon; FFR (氟聚物泡沫樹脂), Teflon; NXT(氟聚物樹脂), Teflon; PFA (全氟烷氧基樹脂) 等等。
1954年,法國工程師馬克·格雷瓜爾(Marc Gregoire)的妻子柯萊特(Colette)突發奇想,覺得丈夫用來塗在釣魚線上防止打結的不粘材料特氟龍(Teflon)如果可以用在煎鍋上,效果一定不錯。拯救了無數現代家庭主婦的"不粘鍋"由此誕生。
作用
聚四氟乙烯英文全稱為Polytetrafluoroetylene,簡稱Teflon、PTFE、F4等。聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene),一般稱作"不粘塗層"或"易潔鑊物料";是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗鹼、抗各種有機溶劑的特點,幾乎不溶於所有的溶劑。同時,聚四氟乙烯具有耐高溫的特點,它的摩擦係數極低,所以可作潤滑作用之餘,亦成為了易潔鑊和水管內層的理想塗料。
商品分類
杜邦公司Teflon(特氟龍)商標主要使用在以下幾種產品上:PTFE、FEP、PFA、ETFE、AF、NXT、FFR。
PTFE:PTFE(聚四氟乙烯)不粘塗料可以在260℃連續使用,具有最高使用溫度290-300℃,極低的摩擦係數、良好的耐磨性以及極好的化學穩定性。
FEP:FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)不粘塗料在烘烤時熔融流動形成無孔薄膜,具有卓越的化學穩定性、極好的不粘特性,最高使用溫度為200℃。
PFA:PFA(過氟烷基化物)不粘塗料與FEP一樣在烘烤時熔融流動形成無孔薄膜。PFA的優點是具有更高的連續使用溫度260℃,更強的剛韌度,特別適合使用在高溫條件下防粘和耐化學性使用領域。
特性介紹
特性
1、不粘性:幾乎所有物質都不與聚四氟乙烯塗膜粘合。很薄的膜也顯示出很好的不粘附性能。
2、耐熱性:聚四氟乙烯塗膜具有優良的耐熱和耐低溫特性。短時間可耐高溫到300℃,一般在240℃~260℃之間可連續使用,具有顯著的熱穩定性,它可以在冷凍溫度下工作而不脆化,在高溫下不融化。
3、滑動性:聚四氟乙烯塗膜有較低的摩擦係數。負載滑動時摩擦係數產生變化,但數值僅在0.05-0.15之間。
4、抗濕性:聚四氟乙烯塗膜表面不沾水和油質,生產操作時也不易沾溶液,如粘有少量污垢,簡單擦拭即可清除。停機時間短,節省工時並能提高工作效率。
5、耐磨損性:在高負載下,具有優良的耐磨性能。在一定的負載下,具備耐磨損和不粘附的雙重優點。
6、耐腐蝕性:聚四氟乙烯幾乎不受藥品侵蝕,能夠承受除了熔融的鹼金屬,氟化介質以及高於300℃氫氧化鈉之外的所有強酸(包括王水)、強氧化劑、還原劑和各種有機溶劑的作用,可以保護零件免於遭受任何種類的化學腐蝕。
物理性質 相對密度
2.14~2.2
吸水率(23℃,24h)%
<0.01
拉伸強度MPa
22~35
伸長率%
200~400
拉伸彈性模量MPa
400
彎曲彈性模量MPa
420
壓縮彈性模量MPa
500
缺口衝擊強度J/m
163
熱變形溫度℃
0.45MPa 121
1.82MPa 55
線膨脹係數10-5/℃
10
阻燃性(UL94)
V-0
體積電阻率Ω.cm
1017~1018
介電常數
<2.1
介質損耗角正切
<2×10-4
介電強度KV/mm
>17
耐電弧性s
>300
化學性質 絕緣性:不受環境及頻率的影響,體積電阻可達1018歐姆·厘米,介質損耗小,擊穿電壓高。
耐高低溫性:對溫度的影響變化不大,溫域範圍廣,可使用溫度-190~260℃。
自潤滑性:具有塑料中最小的摩擦係數,是理想的無油潤滑材料。
表面不粘性:已知的固體材料都不能粘附在表面上,是一種表面能最小的固體材料。
耐大氣老化性,耐輻照性能和較低的滲透性:長期暴露於大氣中,表面及性能保持不變。
不燃性:限氧指數在90以下。
聚四氟乙烯廣泛應用於耐高溫、要求高粘性的行業。其中最強的超強酸--氟銻酸也可以用它做保存。
美國"阿克蘇諾貝爾"公司新研究出無害不粘材料,由於是秘方並沒有透露具體製作方法,但是聲稱絕對安全無害,並且已經在美國頂級廚具calphalon的產品上使用。
應用領域
聚四氟乙烯可採用推擠或擠出加工成型;用在高溫電線,也可以先製成薄膜然後分切成軸裝PTFE包帶,用於生產高頻電纜,直接製成水分散液,則可用於塗層、浸漬或製成纖維。
聚四氟乙烯在原子能、國防、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建築、紡織、金屬表面處理、製藥、醫療、食品、冶金冶煉等工業中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料,絕緣材料,防粘塗層等,使之成為不可取代的產品。
聚四氟乙烯具有傑出的優良綜合性能,耐高溫,耐腐蝕、不粘、自潤滑、優良的介電性能、很低的摩擦係數。用作工程塑料,可製成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等。一般應用於性能要求較高的耐腐蝕的管道、容器、泵、閥以及制雷達、高頻通訊器材、無線電器材、天線罩等。在聚四氟乙烯中加入任何可以承受聚四氟乙烯燒結溫度的填充劑,它的機械性能可獲得大大的改善。同時,保持聚四氟乙烯其它優良性能。填充的品種有玻璃纖維、金屬、金屬化氧化物、石墨、二硫化鉬、碳纖維、聚酰亞胺、EKONOL等,耐磨耗、極限PV值可提高1000倍。塗裝於子彈彈頭表面能增加子彈穿透性,使子彈能射穿防彈衣。[1]
參考文獻
- ↑ 特氟龍的作用及主要性能表現, 賢集網 ,