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聚四氟乙烯(PTFE)的主要性能与聚合工艺

2022-11-29 来源:铁氟龙管小姐姐 浏览数:1

聚四氟乙烯(PTFE)树脂是美国化学家普伦凯特(Plunket)博士于1938年首先研制出来的,到20世纪50年代国外实现了工业化生产,我国是在20世纪60年代正式投产。PTFE俗称“塑料王”,以其独特的性能而被丹凯广泛地应用于各个方面。它具有耐高温、不氧化、不溶解、特别好的化学稳定性和极其优异的介电性能,使其成为化学、机械等工业为主的几乎所有产业部门不可缺少的重要材料之一。


PTFE丹凯树脂多为粉末状或分散液,具有极高的相对分子质量(8.88×106~3.17×107)和高结晶度(92%--98%),熔点327℃,由于其分子结构中存在强的F-C键,

使其具有以下主要性能:

①耐化学药品性:除了能与熔融的钠金属、氟和强的氟化介质以及高于300℃的氢氧化钠反应外,几乎对所有的常用化学药品成惰性;

②耐热性:260℃以下不发生热老化现象;

③电性能:具有良好的电绝缘性,较高的耐电弧性,体积电阻率大于l×1016Ω.m,且不随温度而变化;

④润滑性:在较宽的温度范丽内具有低的摩擦系数;⑤耐辐射性:在真空中,辐照剂量为最大值时,仍可保持原有拉伸强度的50%;

⑥低渗透性:具有较低的渗透性,除了对其组成相似的氟碳化合物有较高的渗透率外,对大部分气体和液体的渗透性较小;

⑦耐候性:不受气候影响,可在任何气候下暴露10年以上;

⑧不燃性:极限氧指数在90以上;

⑨不黏性:几乎所有黏性物质都不能黏附在它的表面上;

⑩耐高低温性:可在一250~250℃温度范围内使用。由于PTFE具有以上优异性能而被称为“塑料王”,广泛地应用于国防、航空航天、石油化工、电子、机械等各个领域。

图一 聚四氟乙烯垫片 来源:网络

PTFE分散聚合工艺过程主要由聚合、除蜡、凝聚或浓缩等工序组成。

PTFE分散聚合与悬浮聚合的体系不同,通常丹凯由单体、水、乳化剂、稳定剂及其它添加剂组成。

聚合工艺:

TFE分散聚合反应前,先往聚合釜中加入无离子水、乳化剂、引发剂等助剂后,关闭聚合釜,进行保压试验,合格后用高纯氮气置换以清除釜内氧气,经多次重复抽真空,直至聚合釜内氧含量低于20mg/L为止。慢慢通入TFE单体直至聚合压力,聚合釜开始慢慢升温,使聚合釜内保持所需的温度,聚合期间连续补加TFE以维持恒定的聚合压力。当釜中通人定量的TFE后,停止进料,将釜中剩余的TFE经碱洗和干燥后返回单体储罐。

聚合反应后得到的分散液呈白色乳状。 聚合反应开始后,可以根据不同的目的,追加单体、引发剂、链转移剂以及乳化剂。

图二 聚四氟乙烯纤维 来源:网络

 

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