聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,简写为PTFE),别名铁氟龙,俗称“塑料王”,是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的
高分子聚合物,化学式为(C2F4)n,耐热、耐寒性优良,可在-180~260ºC长期使用。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,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,亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。
理化性质
制备方法
单体四氟乙烯的制备工业上以
三氯甲烷为原料,用
无水氢氟酸使三氯甲烷氟化,反应温度在65℃以上,用五氯化锑为催化剂,最后用热裂法制成四氟乙烯。 也可用锌在高温下与四氟二氯乙烷作用制得四氟乙烯。聚四氟乙烯的制备在搪瓷或不锈钢聚合釜中,以水为介质,过硫酸钾为引发剂,全氟羧酸铵盐为分散剂,氟碳化合物为稳定剂,四氟乙烯经自由基型聚合而制得聚四氟乙烯。同时,不同用途聚四氟乙烯材料在具体制备工艺上各有不同,例如:
1.颗粒状PTFE材料是通过在水性介质中使用少量或无分散剂进行悬浮聚合生产的。颗粒状聚四氟乙烯材料主要用于压缩、等静压和柱塞挤压加工方法。
2.水基水基PTFE分散体使用相同的水性聚合,使用更多的分散剂并进行搅拌。水基分散体主要用于涂料和薄膜流延方法。
3.细粉末细粉末PTFE是通过受控乳液聚合制成的白色小颗粒。细聚四氟乙烯粉末可以通过糊状挤出或添加剂加工成薄片,以提高耐磨性。
应用领域
1、防腐方面:PTFE材料由于具有出众的耐腐蚀性能,已经在石油、纺织等诸多行业得到广泛应用。其中具有代表性的包括排气管、蒸汽管、高中低压管道、阀门等。特别是在常规材料无法使用的低温、防粘等比较严苛的环境条件下,更体现出PTFE所具有的优势。
2、电子电气方面:聚四氟乙烯的介电常数相对较小,因此可用于制备漆包线,从而在微型电机中使用。此外,氟塑料薄膜对各类气体具有一定的选择透过性,因此可利用这个特点制备氧气传感器。如今多种形式的PTFE材料在电子电气绝缘领域内发挥了重要作用。PTFE玻璃漆布与玻璃布用于制作高温高频的绝缘材料,可用在卫星通讯及计算机等方面;PTFE薄膜用于制作电容器,作为仪器间的绝缘层、衬垫、电缆等;不同口径的PTFE薄壁管分别用于引出线套管、热收缩管及螺旋管、发电机的绝缘引水管等。
3、在医疗医用方面:聚四氟乙烯的优良的生物相容性,近些年来许多人将其作为生物材料进行了深入的研究,近年来国内外开发将PTFE膜用作人造器官,如人造血管、心脏瓣膜等,例如在临床上将其作为人工血管、鼻部整形中的假体支架材料,都取得了良好的效果。
4、在建筑方面:通过在超细玻璃纤维织物上涂PTFE树脂,PTFE膜材重量轻、强度高、防火难燃、自洁性好,不受紫外线影响、抗疲劳、耐扭曲、耐老化、使用寿命长,具有高透光率,热吸收量很少的特点。正是因为这种跨时代的膜材料的发明,使膜结构建筑成为现代化的永久性建筑。
5、低摩擦性能在载荷方面:因其摩擦系数相比绝大部分固体材料相对较低,填充PTFE逐渐演变为各类零件无油润滑的优良材料。其用途非常广泛,包括化工设备的轴承、活塞环、钢结构屋架的支承滑块以及架桥转体等。
计算化学数据
1. 疏水参数计算参考值(XlogP):0
2. 氢键供体数量:0
3. 氢键受体数量:0
4. 可旋转化学键数量:0
5. 互变异构体数量:无
6. 拓扑分子极性表面积0
7. 重原子数量:0
8. 表面电荷:0
9. 复杂度:0
10. 同位素原子数量:0
11. 确定原子立构中心数量:0
12. 不确定原子立构中心数量:0
13. 确定化学键立构中心数量:0
14. 不确定化学键立构中心数量:0
15. 共价键单元数量:1
安全信息
储存运输
危险性概述
侵入途径:无资料
健康危害:本品基本无毒,但聚四氟乙烯的热解物组分,含量和毒性常随着加热温度的升高而增加和增高。吸入热分解产物可引起中毒。中毒轻者表现为发热和“感冒样”症状;重者出现呼吸道刺激症状,出现化学性支气管炎、肺炎,甚至发生肺水肿及心肌损害等。长期低浓度接触其热解产物者,常出现头痛、头昏、失眠、恶梦、记忆力减退、乏力、腰酸背痛等。
环境危害:无资料
燃爆危险:本品可燃。
急救措施
皮肤接触:无资料
眼睛接触:无资料
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:无资料
毒理学数据
致肿瘤:大鼠灌输试验:TDLo:80 mg/kg;小鼠灌输试验:TCLo:1140 mg/kg。
生态学数据
该物质对环境可能有危害,对水体应给予特别注意。