聚四氟乙烯(PTFE)

1 聚四氟乙烯 PTFE 的介紹 IntroductionofPolytetrafluoroethylene 艾迪雅科技股份有限公司 2 聚四氟乙烯的定义与聚合 定义聚四氟乙烯树脂是四氟乙烯的均聚物 其英文名称是polytetrafluoroethylene 缩写为PTFE 分子结构式 聚四氟乙烯是在1938年由美国人R J Plumkett在研究氟制冷剂时偶然发现的 1950年美国Dupont 杜邦 公司首先生产出了工业化的聚四氟乙烯 3 PTFE的聚合1 单体制备 四氟乙烯单体易爆 易自聚 储存时应该避免与氧接触 并加入阻聚剂 4 2 聚合方法 本体聚合 但易爆聚 工业上不采用 悬浮聚合 可得粒径为35 500 m的PTFE树脂颗粒 乳液聚合 可得粒径更小的PTFE树脂颗粒 乳化剂 全氟辛酸胺 5 工业生产 方法 悬浮聚合和乳液聚合聚合条件 温度 40 80 压力 3 26千克力 厘米并在大量水存在条件下搅拌进行聚合 引发剂 无机的过硫酸盐 有机过氧化物表面活性剂 全氟辛酸或其盐类 6 PTFE的链构象特征 F原子完全对称排列 PTFE是非极性聚合物 C F键的键能高 487kJ mol C C键的键能为387kJ mol 具有极高的化学稳定性 7 PTFE的链构象特征 F原子的半径是0 064nm 而C C键的键长是0 136nm 通过螺旋形构象形成的F原子 筒状外壳 严密的屏蔽了分子骨架碳原子 8 PTFE的链构象特征 F原子的范德华半径0 135nm 在PTFE中两个F原子的距离是0 27nm 因此PTFE螺旋形构象链的刚性很强 难弯曲 PTFE的分子量高 且几乎无支链 9 PTFE的性能 PTFE的基本特征PTFE是白色不透明的蜡状粉末 密度为2 14 2 20g cm 3 是树脂材料中最大的 10 PTFE的力学性能 PTFE是非极性聚合物 PTFE螺旋形构象链的刚性很强 难弯曲 极低的摩擦系数和良好的自润滑性 耐磨损性能不好 力学性能不高 拉伸强度 弯曲强度 刚性 硬度 耐疲劳 受载荷容易发生蠕变现象 冷流性 11 PTFE的热性能PTFE具有优异的耐热性和耐寒性 长期使用温度为 195 250oC 短期可以在300oC使用 PTFE的线膨胀系数较大 而且还随着温度的提高而有明显的增大 12 耐化学药品性 耐候性 C F具有极高的化学稳定性 F原子 筒状外壳 严密的屏蔽了分子骨架碳原子 耐强酸 强碱 强氧化剂和盐类 大部分的有机溶剂 只有F元素和熔融的碱金属才对PTFE有腐蚀作用 对光和臭氧的作用稳定 具有优良的耐候性 13 电性能在所有塑料中电阻最大的 但耐电性不好 不适合做高压绝缘材料 其它性能PTFE有很高的阻燃性 PTFE的表面自由能很低 几乎和所有的材料都无法黏附 14 15 PTFE的应用与改性 耐腐蚀 低摩擦系数 耐高低温 不黏附性 电绝缘优异 应用 16 PTFE的改性PTFE的加工性差 不能热塑性加工 通过降低PTFE的分子结构规整性 降低分子链的刚性 提高熔体流动性 聚三氟氯乙烯 PCTFE 全氟烷氧基树脂 PFA 聚全氟乙丙烯 FEP 三氟氯乙烯 乙烯共聚物 E CTFE 17 PTFE力学性能不高通过在PTFE中填充玻纤 石墨 二硫化钼 金属粉 液晶高分子等提高力学强度 耐磨损性 尺寸稳定性 改性方法表面改性 填充改性和共混改性 改性产品改性聚甲醛 POM 改性聚苯硫醚 PPS 改性聚酰胺 PA 改性聚酰亚胺 PI 改性聚醚醚酮 PEEK 改性低密度聚乙烯 LLDPE 18 生产现状 目前全球氟树脂消费量约12万 其中70 为聚四氟乙烯 PTFE 我国PTFE生产与研究起步较早 但多种因素制约生产规模和工艺技术整体水平低 国内年产能约为7000吨 21世纪我国PTFE工业步入快速发展阶段 近年来国内部分企业计划引进技术建设规模装置 另外国外多家跨国公司正在或计划在中国建设氟树脂项目 浙江巨化引进俄罗斯技术合资建设数千吨的聚四氟乙烯装置 日本大金公司投资13 3亿在常熟国际氟化工园建设聚四氟乙烯装置 已于2002年投产 19 市场行情 4