聚四氟乙烯的分子链及结构特点对比分析.doc

窗体顶端窗体底端聚四氟乙烯的结构特点 聚四氟乙烯的分子链-CF2-CF2-n， 可以看作是聚乙烯分子链骨架碳原子上 连接的所有氢原子全部由氟原子取代后的结果。 由此带来 PTFE 如下的结构特点： (1) 由于氟原子体积比氢原子大，F-C 键长又短，相邻大分子的氟原子的负 电荷又相互排斥，PTFE 中未成键原子间的范德华力有较大的排斥力，使分子链 已不可能像聚乙烯那样在空间呈平面锯齿形排列，而只能是以拉长的螺旋形 (扭 曲的锯齿形)排列，方能使较大的氟原子紧密地堆砌在碳-碳链骨架周围。 该螺旋构象正好包围在 PTFE 易受化学侵袭的碳链骨架外形成了一个紧密的 完全氟代”的保护层，这使 PTFE 的主链不受外界任何试剂的侵袭。在低于 19 时，一个螺距可以包括多达 1226 个碳原子(613 个单体单元)。高于 19时， 分子链稍微松开，螺距拉长，一个螺距更可包括多达 1430 个碳原子(715 个单 体单元)。 (2) 氟原子与骨架碳原子的连接和紧密堆砌，使分子链产生很大刚性，分子 链的高度规整又使 PTFE 产生高度结晶，这样便决定了 PTFE 具有高耐热性和高 熔点。 (3) 与每个碳原子连接的两个氟原子完全对称，使 PTFE 成为完全的非极性 聚合物，赋予 PITE 材料极优异的介电和电绝缘性能。 (4) F 氟原子对骨架碳原子有屏蔽作用，加之 F-C 键具有较高键能，特别是 当一个碳原子上连接有两个氟原子时，键长进一步缩短(1.39 埃1.35 埃)，键能 增大(431 KJ/mol504 KJ/mol)，使材料具有高度热稳定性。四氟乙烯单体是由四 个 F 原子对称地排列在两个 C 原子上构成，C 原子之问为双键，不能自由转动， 聚合后，PTFE 的分子链主链上的碳原子间以及碳原子与氟原子之间的单键可以 做有限的自由转动。C-C 键的键能为 347.0 KJ/mol，C-F 键的为 427.9 KJ/mol， 是已知键能中较强的； C-C 键的键长为 1.54X 10-10， 键的键长为 1.4110-10， 而 C-F 又是常见单键中较短的，所以 PTFE 分子内的结合牢固，很难和其它物质发生化 学反应。 (5) 由于上述第(4)个特点，加之 PTFE 的非极性和结晶结构，使 PTFE 材料 具有极优异的耐化学试剂性和耐溶剂性。 (6) 分子链的高刚性及分子链的异常巨大(分子量极高)。使聚四氟乙烯的熔 融粘度极高，很难流动。 (7) 分子链完全的非极性。使 PTFE 分子链间吸引力很小，分子链又是无支 链的高刚性链，缠结很小，使得 PTFE 材料宏观上力学性能不佳，并容易出现冷 流现象。PTFE 是完全对称而且无支链的线型高分子，分子不具有极性。 (8) PTFE 的大分子主链上没有支链，整体内不能形成交联，故其分子轮廓光 滑。这种光滑的分子轮廓使它既显低摩擦特性，又易在滑动过程中转移到对偶面 上形成薄的转移膜。 聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene，PTFE)，简称F4，商品名称是“特氟隆”(Teflon)，俗称“塑料王”。聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene，PTFE)，简称F4，商品名称是“特氟隆”(Teflon)，俗称“塑料王”。 - 聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene，PTFE)，简称F4，商品名称是“特氟隆”(Teflon)，俗称“塑料王”。1938年,美国新泽西州杜邦研究实验室的R. S. Plunkett 博士首先发明了聚四氟乙烯。美国杜邦公司在1945年注册了Teflon（特富龙）商标,1948年实现了聚四氟乙烯的工业化生产。四氟乙烯常压下是无色无嗅的气体，沸点-76.3，熔点-142.5，易爆，易自聚。PTFE为四氟乙烯(TFE)单体的高结晶聚合物，白色，无毒，无味。其聚合物分子是由-(-CF2-CF2-)-结构单元重复连接而成，是目前各行业中应用的最新型的工程塑料。聚四氟乙烯的结构和特点在PTFE中，氟原子取代了聚乙烯中的氢原子，由于氟原子体积较大半径为(0.064nm)，大于氢原子半径(0.028nm)，且相邻大分子的氟原子的负电荷又相互排斥，使得C-C链由聚乙烯的平面的、充分伸展的曲折构象渐渐扭转到PTFE的螺旋构象，并形成一个紧密的完全“氟代”的保护层，这使其具有其他材料无法比拟的化学稳定性以及低的内聚能密度。C-C键的键能为372kJ/mol，C-F键的键能为347kJ/mol,是已知键能中较强的，因此分子内结合牢，耐热性高。长期使用温度为-250260，而C-C键的键长为1.5410-10m，C-F键的键长为1.4110-10m,又是常见单键中较短的，所以化学性质稳定,很难和其他物质发生化学反应,显示出优异的耐候性、耐沾污性和耐化学品性。大分子主链上没有支链,整体内不形成交链,故其分子轮廓光滑,加之TFE单体具有完美的对称性而使PTFE分子间的吸引力和表面能较低，所以PTFE具有极低的表面摩擦系数，且容易在滑动过程中转移到对偶面上形成薄的转移膜。在氟塑料中，聚四氟乙烯消耗最大，用途最广，它是氟塑料中的一个重要品种。聚四氟乙烯的别名有PTFE、铁氟龙、特氟龙、teflon、特氟隆、F4、塑料之王等，可制成棒、板、管材、薄膜及各种异-在氟塑料中，聚四氟乙烯消耗最大，用途最广，它是氟塑料中的一个重要品种。聚四氟乙烯的化学结构是把聚乙烯中全部氢原子被氟原子取代而成。【本资源由中国氟塑料网首次发布，转载请注明出处。】产品名称： 聚四氟乙烯英文名： Polytetrafluoroethylene别名： PTFE;铁氟龙;特氟龙;teflon;特氟隆;F4;塑料之王;(日语)【英文缩写为PTFE，商标名Teflon，中文译名各地不同：大陆译为特富龙，香港译为特氟龙，台湾译为铁氟龙】分子式： CF2CF2n生产方法：聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。聚合一般在4080，326千克力厘米2压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。用途： 可制成棒、板、管材、薄膜及各种异型制品，用于航天、化工、电子、机械、医药等领域。备注：聚四氟乙烯PTFE,F4是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，因此得塑料王之美称。它能在任何种类化学介质长期使用，它的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片. 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。具有高度的化学稳定性和卓越的耐化学腐蚀能力，如耐强酸、强碱、强氧化剂等，有突出的耐热、耐寒及耐摩性，长期使用温度范围为-200-+250，还有优异的电绝缘性，且不受温度与频率的影响。此外，具有不沾着、不吸水、不燃烧等特点。悬浮树脂一般采用模压，烧结的办法成型加工，所制得的棒、板或其他型材还可进一步用车刨、钻、铣等机加工方法加工。棒材再经车削牵伸可制成定向薄膜。- 聚四氟乙烯 (PTFE)特性： 1.强度(高强度-重量比) 2.化学惰性 3.生物适应性 4.高热阻 5.严酷环境中的高化学阻抗 6.低-聚四氟乙烯(PTFE)特性：1.强度(高强度-重量比)2.化学惰性3.生物适应性4.高热阻5.严酷环境中的高化学阻抗6.低可燃性7.低摩擦系数8.低介电常数9.低吸水性10.良好的风化属性详细介绍:聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。商品名为“特氟隆”（teflon)。被美誉为“塑料之王”。聚四氟乙烯的基本结构为. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. 聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的,它本身对人没有 毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103）。一般结晶度为9095，熔融温度为327342。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19时，形成13/6螺旋；在19发生相变，分子稍微解开，形成15/7螺旋。化学性质: 聚四氟乙烯 的化学结构是把聚乙烯中全部氢原子被氟原子取代而成。它的分子式为： PTFE分子中F原子把C-C键遮盖起来而且C-F键键能高特别稳定，-化学性质:聚四氟乙烯的化学结构是把聚乙烯中全部氢原子被氟原子取代而成。它的分子式为：PTFE分子中F原子把C-C键遮盖起来而且C-F键键能高特别稳定，除碱金属与元素氟外它不被任何化学药品侵蚀。PTFE分子中F原子对称，C-F中两种元素共价相结合，分子中没有游离的电子，整个分子呈中性。使PTFE具有优良的介电性能，因为PTFE分子结构中没有克键，所以它的结晶度很高。由于PTFE分子外有一层惰性的含氟外壳，使它具有突出的不粘性能与低的摩擦系数。绝缘性：不受环境及频率的影响，体积电阻可达1018欧姆厘米，介质损耗小，击穿电压高。耐高低温性：对温度的影响变化不大，温域范围广，可使用温度-190260。自润滑性：具有塑料中最小的摩擦系数，是理想的无油润滑材料。表面不粘性：已知的固体材料都不能粘附在表面上，是一种表面能最小的固体材料。耐大气老化性，耐辐照性能和较低的渗透性：长期暴露于大气中，表面及性能保持不变。时间:2009-01-30来源:中国氟塑料网 作者:氟塑料不燃性： 限氧指数在90以下。 耐化学腐蚀和耐候性： 除熔融的碱金属外， 聚四氟乙烯 几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、硝酸、盐酸，甚至在-不燃性：限氧指数在90以下。耐化学腐蚀和耐候性：除熔融的碱金属外，聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、硝酸、盐酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均无变化，也几乎不溶于所有的溶剂，只在300以上稍溶于全烷烃（约0.1g/100g）。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，所以具有优异的耐候性。虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时，聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420时的失重速率（）每小时分别为110-4、410-3和910-2。可见，聚四氟乙烯可在 260长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等，所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。它在250的温度下不熔化，在-260的超低温中不发脆。聚四氟乙烯光滑异常，连冰都比不过它；它绝缘性能特别好，报纸厚的一层薄膜，便足以抵挡1500V的高压电。-物理性质:聚四氟乙烯的机械性质较软。具有非常低的表面能。聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列优良的使用性能:耐高温长期使用温度200260度，耐低温在-100度时仍柔软；耐腐蚀能耐王水和一切有机溶剂；耐气候塑料中最佳的老化寿命；高润滑具有塑料中最小的磨擦系数（0.04）；不粘性具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒害具有生理惰性；优异的电气性能，是理想的C级绝缘材料。聚四氟乙烯材料，广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。当前位置: 氟塑料行业知识氟塑料知识 什么是聚四氟乙烯?(5)时间:2009-01-30来源:中国氟塑料网 作者:氟塑料产品： 聚四氟乙烯 棒材、管料、板材、车削板材。 聚四氟乙烯 是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。结构式为 。20世纪30年代末期发现，40年代投入工业-产品：聚四氟乙烯棒材、管料、板材、车削板材。 聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。结构式为 。20世纪30年代末期发现，40年代投入工业生产。性质 聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103）。一般结晶度为9095，熔融温度为327342。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19时，形成13/6螺旋；在19发生相变，分子稍微解开，形成15/7螺旋。力学性能：它的摩擦系数极小，仅为聚乙烯的1/5，这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。电性能：聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。耐辐射性能：聚四氟乙烯的耐辐射性能较差（104拉德），受高能辐射后引起降解，高分子的电性能和力学性能均明显下降。聚合：聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。聚合一般在4080，326千克力厘米2压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。膨胀系数（25250）101210-5/。聚四氟乙烯在-196260的较广温度范围内均保持优良的力学性能，全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。当前位置: 氟塑料行业知识氟塑料知识 什么是聚四氟乙烯?(6)时间:2009-01-30来源:中国氟塑料网 作者:氟塑料聚四氟乙烯 性能表: 名称 单位 指标 密 度 /m3 2.10-2.30103 结 晶 度 % 树脂9397 淬火制品5065 不淬火制品6385 熔 点 3 27 热变形温度 55 维卡软化点-聚四氟乙烯性能表: 名称单位指标密度/m32.10-2.30103结 晶 度%树脂9397淬火制品5065不淬火制品6385熔点3 27热变形温度55维卡软化点110热分解温度415线膨系数(垂直于压力方向)1/2060 10.310-520100 10.510-520150 11.410-520200 12.810-5导热系数W/m.K0.256泊松比（25）0.40折 光 率%1.37吸 水 率0.01对水的接触角114-115表面胀力N/Cm18.510-5介电常数（10H2）1.8-2.2体积电阻率m11015表面电阻率1010耐 电 弧s300拉伸强度MPa27.6断裂伸长率%238压缩弹性模量MPa280压缩强度5%MPa12.9冲击强度（缺口）KJ/m22.0弯曲强度MPa20.7弯曲弹性模量MPa700磨擦系数（负荷2MPa）（时间30mm）0.11磨损量（同上）mg249磨痕宽度（同上）mm15.8注：为HG2-234-76聚四氟乙烯树脂技术标准所规定的指标值。 为本厂按“塑料试验方法”（国际）测定所得的实测值。-当前位置: 氟塑料行业知识氟塑料知识 什么是聚四氟乙烯?(7)时间:2009-01-30来源:中国氟塑料网 作者:氟塑料应用 领 域： 聚四氟乙烯 可采用压缩或挤出加工成型；也可制成水分散液，用于涂层、浸渍或制成纤维。 聚四氟乙烯 在原子能、国防、航天、电子、电气-应用 领 域：聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型；也可制成水分散液，用于涂层、浸渍或制成纤维。聚四氟乙烯在原子能、国防、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、金属表面处理、制药、医疗、纺织、食品、冶金冶炼等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料，绝缘材料，防粘涂层等，使之成为不可取代的产品。-聚四氟乙烯及其填充产品：一、通用材料各种棒、管、板膜、带、绳、盘根、垫片。二、防腐类1.管道及配件：纯聚四氟乙烯管；聚四氟乙烯内衬管；外缠玻钢钢管；钢复合法兰；2.化工容器内衬：聚四氟乙烯内衬釜；聚四氟乙烯内衬槽；聚四氟乙烯内衬塔；3.热交换器；4.波纹伸缩管；5.阀门及泵的主要部件；6.钢丝增强满压软管；7.过滤材料。聚四氟乙烯膜经过纵横双向拉伸内大量气孔，是一种新材料，将它与其他织物复合，即可制成烟尘固相防腐过滤袋或良好的防水透气、防风得暖的雨具运动服、防寒服、特种防护服和轻便帐篷，制药用空气压缩空气、各种溶剂的无菌