聚四氟乙烯--简介优秀课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/7,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/7,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/1/7,#,聚四氟乙烯,PTFE,1,四氟乙烯,-,乙烯共聚物,（,ETFE,）,透光、质轻、自清洁、高强度、耐割、阻燃,Beijing National Aquatics Center,（,水立方,）,2,目录,一,、,聚四氟乙烯的简介和定义,二、,聚四氟乙烯的性质,三、聚四氟乙烯的制备,四、聚四氟乙烯的发展历史,五、聚四氟乙烯的应用,3,4,5,一、,PTFE,简介,聚四氟乙烯（Teflon或PTFE），俗称“塑料王”，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，也可应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通1讯器材、无线电器材等。,6,1.,聚四氟乙烯树脂是聚四氟乙烯的均聚物,2.,其英文缩写为,PTFE,，分子结构式,定义,7,1,.,基本性能,P,TFE,是不透明的蜡状粉末，密度为,2.142.20g/cm,-3,是数值材料中最大的,。,二、,PTFE,的性质,PTFE,是一种软而弱的树脂,8,2,、,PTFE,的化学性能,耐大气老化性：耐辐照性能和较低的渗透性。,不燃性：限氧指数在90以下。,耐酸碱性：不溶强酸、强碱和有机溶剂(包括魔酸，即氟锑磺酸)。,抗氧化性：能耐强氧化剂的腐蚀。,酸碱性：呈中性。,9,3,、,PTFE,的物理性能,密度：2.12.3 g/cm,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摩擦系数(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，报纸厚的一层就能阻挡1500V的高压;比冰还要光滑。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。产品：聚四氟四乙烯棒材、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：CF3(CF2CF2)nCF3。,10,20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。,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。,11,4,、,PTFE,的力学性能,主要的性能,PTFE,分子间或与其他分子间的物理吸引作用力很小,01,极低的摩擦系数和良好的自润滑性,02,磨损性能不好,03,力学性能不高（拉伸强度、弯曲强度、,刚性、硬度耐疲劳）,04,受载荷容易发生蠕变现象，,“,冷流性,”,PTFE,大分子间的缠结难发生,PTFE,是非极性聚合物,PTFE,螺旋形构象链,的刚性强，难弯曲,12,PTFE,具有优异的耐热性和耐寒性，长期使用温度为,-195250,。短期可在,300,使用。,260,开始发生化学变化，超过,350,会降解。,PTFE,的线性系数较大；而且还随着温度的提高而有明显的增大。,5.PTFE,的热性能,13,四氟乙烯单体易爆、易自聚。储存是应该避免与氧接触、并加入阻聚剂,四、,PTEF,的制备,1.,单体的制备,14,2,、聚四氟乙烯单体的成型方法,模压法,推压法,缠绕法,滚压法,挤压法,粘接法,热定型法,15,3,、聚四氟乙烯合成工艺,氯仿,01,二氟一氯甲烷,热裂解、脱氯,四氟乙烯,过氯化物,聚四氟乙烯,04,热裂解时，二氟一氯甲烷预热到,400,，与,9501000,的过热蒸汽以,1.510,的摩尔比混合，进入用抗腐蚀材料制成绝热反应器，温度,700900,，压力,0.010.02MPa,停留时间,0.051s,转,化率为,75%80%,16,1,乳液聚合，可得粒径更小的,PTFE,树脂颗粒。乳化剂：全氟烯酸,2,悬浮聚合，可得粒径为,35500umde PTFE,树脂颗粒,3,本体聚合，但易燃易爆,工业上不采用,4.,聚合方法,致癌物质,17,5.,聚四氟乙烯的使用优点,耐高温,耐低温,使用工作温度达,250,具有良好的机械韧性，即使温度下降到,-196,，也能保持,5%,的伸长率。,耐腐蚀,高防滑,对于大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。,是固体材料中摩擦系数最低者,不粘附,无毒害,是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质,具有生理惰性，作为人工血管和脏器植入体内无不良反应,18,不足之处：,1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在长时间连续载荷作用下发生的塑性变形(蠕变)，这给它的应用带来一定的限制。如当PTFE用作密封垫时，为密封严密而把螺栓拧得很紧，以致超过特定的压缩应力时，会使垫圈产生“冷流”(蠕变)而被压扁。这些缺点可通过加入适当的填料及改进零件结构等方法来克服。,2、PTFE具有突出的不粘性，限制了其工业上的应用。它是极好的防粘材料，这种性能又使它与其他物件的表面粘合极为困难。,3、PTFE的线膨胀系数为钢的1020倍，比多数塑料大，其线膨胀系数随着温度的变化而发生很不规律的变化。在应用PTFE时，如果对这方面性能注意不够，很容易造成损失,19,聚四氟乙烯的发展史,1938 年，美国Du Pont 公司开始试制PTFE，1945 年投产。20 世纪50 年代，英国、苏联、联邦德国、法国、意大利和日本也实现了PTFE 的工业生产。,国内上海合成橡胶研究所砚为上海市有机氟材料研究所)于1965 年完成中试投产。目前生产PTFE 的还有上海电化厂、晨光化工研究院等单位。,20,五、,PTPE,的应用,低摩擦系数,耐腐蚀,耐高低温,电绝缘优异,不黏附性,防腐蚀耐热的密封件,化工设备、机械上的防腐零件,医疗用高温消毒用品、人造血管,塑料加工、食品工业、家用品的防粘层,电子电器上的绝缘材料,各种活塞环、轴承、导轨等,电子电器上的绝缘材料,医疗上消毒用品、人造血管,21,PTFE,的应用,密封用途,22,1、防腐蚀性能的应用,由于橡胶、玻璃、金属合金等材料在耐腐蚀方面存在缺陷，难以满足条件苛刻的温度、压力和化学介质共存的环境，由此造成的损失相当惊人。而PTFE材料以其卓越的耐腐蚀性能，业已成为石油、化工、纺织等行业的主要耐腐蚀材料。其具体应用包括：输送腐蚀性气体的输送管、排气管、蒸汽管，轧钢机高压油管，飞机液压系统和冷压系统的高中低压管道，精馏塔、热交换器，釜、塔、槽的衬里，阀门等化工设备。,密封件的性能好坏对整个机器设备的效率与性能都有很大的影响。PTFE材料具有的耐腐蚀、耐老化、低摩擦系数及不粘性、耐温范围广、弹性好的特性使其非常适合应用于制造耐腐蚀要求高，使用温度高于100的密封件。如机器、热交换器、高压容器、大直径容器、阀门、泵的槽形法兰的密封件，玻璃反应锅、平面法兰、大直径法兰的密封件，轴、活塞杆、阀门杆、蜗轮泵、拉杆的密封件等等。,23,24,2,、在医疗医药方面的应用,膨体PTFE材料是纯惰性的，具有非常强的生物适应性，不会引起机体的排斥，对人体无生理副作用，可用任何方法消毒，且具有多微孔结构，从而可用于多种康复解决方案，包括用于软组织再生的人造血管和补片以及用于血管、心脏、普通外科和整形外科的手术缝合。,25,3、在电子电气方面的应用,PTFE材料固有的低损耗与小介电常数使其可做成漆包线，以用于微型电机、热电偶、控制装置等；PTFE薄膜是制造电容器、无线电绝缘衬垫、绝缘电缆、马达及变压器的理想绝缘材料，也是航空航天等工业电子部件不可缺少的材料之一；利用氟塑料薄膜对氧气透过性大，而对水蒸汽的透过性小的这种选择透过性，可制造氧气传感器；利用氟塑料在高温、高压下发生极向电荷偏离现象的特性，可制造麦克风、扬声器、机器人上的零件等；利用其低折射率的特性，可制造光导纤维。,26,在人造血管中的应用,LOREM,LOREM,LOREM,膨体聚四氟乙烯,-EPTFE,是有聚四氟乙烯树脂在助剂的作用下混合均匀，通过挤压成型，然后精细干燥、拉升热定型，在特定的模剧下形成模具,27,谢谢大家,28,