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　　聚四氟乙烯塑料及其應(yīng)用
　　
　　一、含義鐵氟龍其英文為Teflon，又稱為鐵富龍、特富龍、特氟龍、特氟隆等，是以聚四氟乙烯為基體樹脂的氟涂料。而聚四氟乙烯是鐵氟龍的一種，是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性，是當(dāng)今世界上耐腐蝕性能*材料之一。有密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化能力、耐溫優(yōu)異。聚四氟乙烯本身對人沒有毒性。
　　
　　二、分類鐵氟龍分為PTFE、FEP、PFA、ETFE四種類型
　　
　　1.PTFE（聚四氟乙烯）不粘涂料可以在260℃高溫下連續(xù)使用，zui高使用溫度可達(dá)290-300℃，極低的摩擦系數(shù)、良好的耐磨性和*的化學(xué)穩(wěn)定性。
　　
　　2.FEP（氟化乙烯丙烯共聚物）不粘涂料在烘烤時(shí)熔融流動(dòng)形成無孔薄膜，具有的化學(xué)穩(wěn)定性、*的不粘特性，zui高使用溫度為200℃。
　　
　　3.PFA（過氟烷基化物）不粘涂料與FEP一樣在烘烤時(shí)熔融流動(dòng)形成無孔薄膜。PFA的優(yōu)點(diǎn)是具有更高的連續(xù)使用溫度260℃，更強(qiáng)的剛韌度，適合在高溫條件下的防粘和耐化學(xué)性使用領(lǐng)域。
　　
　　4.ETFE是一種乙烯和四氟乙烯的共聚物，是zui堅(jiān)韌的氟聚合物樹脂，可以形成一層高度耐用的涂層，具有的耐化學(xué)性，并可在150℃下連續(xù)工作。
　　
　　三、聚四氟乙烯的優(yōu)缺點(diǎn)
　　
　　1.優(yōu)點(diǎn)
　　
　　耐高低溫——能在+250℃至-180℃的溫度下長期工作
　　
　　耐腐蝕——除熔融堿金屬和液氟外，能耐其它一切化學(xué)藥品，在王水中煮沸也不起變化，廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機(jī)溶劑的場合。
　　
　　耐氣候——有塑料中*的老化壽命。耐大氣老化性：耐輻照性能和較低的滲透性：長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，對氧、紫外線均極穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性。
　　
　　高潤滑——是固體材料中摩擦系數(shù)zui低者。
　　
　　不粘附——是固體材料中zui小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)。
　　
　　無毒害——具有生理惰性，作為*和臟器長期植入體
　　
　　內(nèi)無不良反應(yīng)。優(yōu)異的電氣性能，是理想的C級絕緣材料，報(bào)紙厚的一層就能阻擋1500V的高壓；比冰還要光滑。
　　
　　不燃性：限氧指數(shù)在90以下。
　　
　　2.缺點(diǎn)
　　
　　（1）、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長時(shí)間連續(xù)載荷作用下發(fā)生的塑性變形(蠕變)，這給它的應(yīng)用帶來一定的限制。如當(dāng)PTFE用作密封墊時(shí)，為密封嚴(yán)密而把螺栓擰得很緊，以致超過特定的壓縮應(yīng)力時(shí)，會(huì)使墊圈產(chǎn)生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點(diǎn)可通過加入適當(dāng)?shù)奶盍霞案倪M(jìn)零件結(jié)構(gòu)等方法來克服。
　　
　　（2）、PTFE具有突出的不粘性，在另一方面也限制了其工業(yè)上的應(yīng)用。
　　
　　（3）、PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的10~20倍，比多數(shù)塑料大，其線膨脹系數(shù)隨著溫度的變化而發(fā)生很不規(guī)律的變化。
　　
　　（4）.耐輻射性能聚四氟乙烯的耐輻射性能較差（104拉德），受高能輻射后引起降解，高分子的電性能和力學(xué)性能均明顯下降。
　　
　　四、聚四氟乙烯成型方法
　　
　　1.模壓法
　　
　　2．推壓法
　　
　　3．皮囊法
　　
　　4．噴涂法
　　
　　5．編織法
　　
　　6．纏繞法
　　
　　7．滾壓法
　　
　　8．?dāng)D壓法
　　
　　9．粘接法
　　
　　10．焊接法
　　
　　11．熱定型法
　　
　　12．機(jī)加工法
　　
　　五、聚四氟乙烯塑料的主要應(yīng)用聚四氟乙烯材料，廣泛應(yīng)用在*工、原子能、石油、無線電、電力機(jī)械、化學(xué)工業(yè)等重要部門。產(chǎn)20世紀(jì)30年代末期發(fā)現(xiàn)，40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。性質(zhì)聚四氟乙烯相對分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬，高的達(dá)一千萬以上。
　　
　　1、聚四氟乙烯（PTFE)在建筑上應(yīng)用PTFE建筑膜材，比如TACONIC公司生產(chǎn)的SOLUS系列產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在大型公共設(shè)施：體育場館的屋頂系統(tǒng)、機(jī)場大廳、展覽中心、站臺等。
　　
　　重量輕它的重量只是傳統(tǒng)建筑材料的一小部分
　　
　　強(qiáng)度高玻璃纖維是紡織布料中強(qiáng)度zui高的，它甚至比同一直徑的鋼絲還要牢固柔韌性不同與大多數(shù)固體建筑材料，柔軟的Solus產(chǎn)品可被拉伸成各種動(dòng)態(tài)的弧線形狀
　　
　　透光性通過內(nèi)外表面的均勻透光，就形成了柔和的散射光線
　　
　　低維護(hù)在織布使用期限內(nèi)，只需做極少量的清潔工作。因?yàn)榭棽急砻娴牟徽承詮?qiáng)，同時(shí)又是繃緊的，所以雨水會(huì)把塵土沖洗掉
　　
　　表面*惰性化惡劣的環(huán)境，如霉菌，酸雨等將不對織布表面起作用
　　
　　可焊接性每個(gè)織布構(gòu)架將被焊接起來成為一體的大頂棚。焊縫的強(qiáng)度會(huì)大于織布本身
　　
　　使用期限長在其使用期內(nèi)，PTFE涂層的玻璃織布幾乎無退化。
　　
　　2、聚四氟乙烯（PTFE）在防腐蝕性能的應(yīng)用
　　
　　由于橡膠、玻璃、金屬合金等材料在耐腐蝕方面存在缺陷，難以滿足條件苛刻的溫度、壓力和化學(xué)介質(zhì)共存的環(huán)境，由此造成的損失相當(dāng)驚。而PTFE材料以其的耐腐蝕性能，業(yè)已成為石油、化工、紡織等行業(yè)的主要耐腐蝕材料。其具體應(yīng)用包括：輸送腐蝕性氣體的輸送管、排氣管、蒸汽管，軋鋼機(jī)高壓油管，飛機(jī)液壓系統(tǒng)和冷壓系統(tǒng)的高中低壓管道，精餾塔、熱交換器，釜、塔、槽的襯里，閥門等化工設(shè)備。密封件的性能好壞對整個(gè)機(jī)器設(shè)備的效率與性能都有很大的影響。PTFE材料具有的耐腐蝕、耐老化、低摩擦系數(shù)及不粘性、耐溫范圍廣、彈性好的特性使其非常適合應(yīng)用于制造耐腐蝕要求高，使用溫度高于100℃的密封件。如機(jī)器、熱交換器、高壓容器、大直徑容器、閥門、泵的槽形法蘭的密封件，玻璃反應(yīng)鍋、平面法蘭、大直徑法蘭的密封件，軸、活塞桿、閥門桿、蝸輪泵、拉桿的密封件等等。
　　
　　3、聚四氟乙烯（PTFE）的低摩擦性能在載荷方面的應(yīng)用由于有的設(shè)備的摩擦部分不宜加油潤滑，比如在潤滑油脂會(huì)被溶劑溶解而失效的場合或者造紙、制藥、食品、紡織等工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品需要避免潤滑油沾污，就使填充PTFE材料成為機(jī)械設(shè)備零件無油潤滑（直接承受載荷）的材料。這是因?yàn)樵摬牧系哪Σ料禂?shù)是已知固體材料中zui低的。其具體用途包括用于化工設(shè)備、造紙機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械的軸承，用作活塞環(huán)、機(jī)床導(dǎo)軌、導(dǎo)向環(huán)；在土木建筑工程廣泛用作橋梁、隧道、鋼結(jié)構(gòu)屋架、大型化工管道、貯槽的支承滑塊，以及用作橋梁支座和架橋轉(zhuǎn)體等。
　　
　　4、聚四氟乙烯（PTFE）在電子電氣方面的應(yīng)用PTFE材料固有的低損耗與小介電常數(shù)使其可做成漆包線，以用于微型電機(jī)、熱電偶、控制裝置等；PTFE薄膜是制造電容器、無線電絕緣襯墊、絕緣電纜、馬達(dá)及變壓器的理想絕緣材料，也是航空航天等工業(yè)電子部件*的材料之一；利用氟塑料薄膜對氧氣透過性大，而對水蒸汽的透過性小的這種選擇透過性，可制造氧氣傳感器；利用氟塑料在高溫、高壓下發(fā)生極向電荷偏離現(xiàn)象的特性，可制造麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、機(jī)器人上的零件等；利用其低折射率的特性，可制造光導(dǎo)纖維。
　　
　　5、聚四氟乙烯（PTFE）在醫(yī)療醫(yī)藥方面的應(yīng)用膨體PTFE材料是純惰性的，具有非常強(qiáng)的生物適應(yīng)性，不會(huì)引起機(jī)體的排斥，對人體無生理副作用，可用任何方法消毒，且具有多微孔結(jié)構(gòu)，從而可用于多種康復(fù)解決方案，包括用于軟組織再生的人造血管和補(bǔ)片以及用于血管、心臟、普通外科和整形外科的手術(shù)縫合。
　　
　　6、聚四氟乙烯（PTFE）的防粘性能的應(yīng)用PTFE材料具有固體材料中zui小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)，同時(shí)還具有耐高低溫優(yōu)良的特性，從而使其在諸如制造不粘鍋的防粘方面的應(yīng)用非常廣泛。其防粘工藝主要包括兩種：把PTFE部件或薄片安裝在基體上，以及把PTFE涂層或與玻璃復(fù)合的漆布經(jīng)過熱收縮而套在基材上。隨著材料應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，PTFE材料的三大缺點(diǎn)：冷流性、難焊接性、難熔融加工性正在逐漸被克服，從而使它在光學(xué)、電子、醫(yī)學(xué)、石油化工輸油防滲等多種領(lǐng)域的應(yīng)用前景更加廣闊。
　　
　　六、儲運(yùn)方法聚四氟乙烯性質(zhì)穩(wěn)定，但也應(yīng)注意杜絕高溫，特別是避免接觸明火，因其在400℃以上會(huì)分解出有毒氣體。聚四氟乙烯可在260℃長期使用。由于高溫裂解時(shí)還產(chǎn)生劇毒，所以要特別注意安全防護(hù)并防止聚四氟乙烯接觸明火。
　　
　　七、表面處理與粘接
　　
　　1.聚四氟乙烯的表面處理PTFE之所以難粘,主要有下面幾個(gè)原因
　　
　　*，表面能低，臨界表面張力一般只有31～34達(dá)因/厘米。由于表面能低，接觸角大，膠粘劑不能充分潤濕PTFE，從而不能很好粘附在PTFE上。
　　
　　第二，第二，結(jié)晶度大，化學(xué)穩(wěn)定性好，PTFE的溶脹和溶解都要比非結(jié)晶高分子困難，當(dāng)膠粘劑涂在PTFE表面，很難發(fā)生高聚物分子鏈成鏈域互相擴(kuò)散和纏結(jié)，不能形成較強(qiáng)的粘附力。
　　
　　第三，第三，PTFE結(jié)構(gòu)高度對稱，也是屬于非極性高分子。而膠粘劑吸附在PTFE表面是由范德華力(分子間作用力)所引起的，范德華力包括取向力、誘導(dǎo)力和色散力。對于非極性高分子材料表面,不具備形成取向力和誘導(dǎo)力的條件，而只能形成較弱的色散力，因而粘附性能較差。基于上述認(rèn)識，在一般情況下，為了解決PTFE難以粘接的問題，人們主要從表面改性和新型膠粘劑的合成出發(fā)。
　　
　　2.聚四氟乙烯表面處理方法
　　
　　（1）鈉—萘絡(luò)合物化學(xué)處理聚四氟乙烯由于是難粘的極性材料，如非經(jīng)過化學(xué)處理，是很難與其他材料粘接上的。成都托馬斯科技有限公司經(jīng)過多年的研發(fā)，已經(jīng)開發(fā)除了相對成熟的聚四氟乙烯處理方法以及相應(yīng)的聚四氟乙烯處粘接劑。
　　
　　大城裕達(dá)密封有限公司對于聚四氟乙烯的處理方法：
　　
　　1、首先將四氟材料以200目左右砂紙正反時(shí)針均勻地打磨其表面。
　　
　　2、然后將四氟類材料專業(yè)處理劑倒入一個(gè)金屬容器中，將適量體積或質(zhì)量的四氟材料緩慢的投遞到處理劑中，并攪拌下處理劑以避免處理劑分層，同時(shí)以蓋子蓋好容器避免處理劑揮發(fā)。使用過后的處理劑不能再倒入未使用的處理液中。
　　
　　3、在室溫下浸潤5-15分鐘后，能清晰看見四氟表面顏色呈黑色或藍(lán)色時(shí)即可取出四氟材料，取出后蓋好以前使用的處理劑以避免揮發(fā)，同時(shí)將處理好的四氟材料以蒸餾水或冷水清洗其表面，一直將材料表面的浮質(zhì)清洗干凈。
　　
　　4、將清洗干凈的四氟材料放入烘箱或以電熱吹風(fēng)給干燥其表面，一直到表面*干燥。
　　
　　5、待其四氟材料表面干燥后然后蘸少許四氟材料表面擦拭劑B在四氟材料表面進(jìn)行反復(fù)擦拭數(shù)次，然后將其以吹風(fēng)或烘箱烘干四氟表面。
　　
　　6、將烘干后的材料表面均勻地薄薄地刮涂一層膠水，膠水層厚度在兩面涂膠厚度總和為0.15mm左右。然后再以平正的不銹鋼類材料給以2面適當(dāng)?shù)耐饬浩讲A緊，即可加熱固化。可以采取同步升溫發(fā)進(jìn)行加熱固化，這樣的話膠水固化更*，強(qiáng)度等性能更。
　　
　　7、如果是四氟材料和硬質(zhì)金屬等金屬粘接，則需要對金屬表面砂化或酸洗處理。并將處理好后的金屬表面以材料處理劑B進(jìn)行擦拭數(shù)次。然后烘干金屬表面，zui后是在將膠水薄薄地均勻地刮在四氟和金屬的兩面，膠水層總厚度在0.15mm左右即可。然后再在四氟表面給以一個(gè)同樣平正或在一個(gè)平面的硬質(zhì)材料壓實(shí)，外壓力為達(dá)到少量膠水溢出為好。針對于聚四氟乙烯的粘接，大城裕達(dá)密封有限公司也研發(fā)了一系列專門用于聚四氟乙烯粘接的膠水。
　　
　　（2）高溫熔融法
　　
　　（3）輻射接枝法
　　
　　（4）低溫等離子體技術(shù)
　　
　　（5）激光處理法（屬于增材制造方法，材料先改性，再微航激光機(jī)活化，化學(xué)鍍銅）