聚四氟乙烯可以在 260℃高温下长期使用,-268℃低温下短期使用。
介电性能不仅优异,且不受工作环境、温度、湿度和
工作频率的影响。在高温下也不与
强酸、强碱和
强氧化剂起作用,即使在“
王水”中煮沸也
无变化,故有“
塑料王”之称。
润滑性特别是自润滑性很好,对钢的
静摩擦系数仅0.02,
动摩擦系数0.03,自
摩擦系数0.01。主要缺点是有冷流性,在负荷和高速条件下尺寸不稳定;刚性、耐磨和
压缩强度较差,需加硫化钼和
青铜粉等填料改性;耐辐照性和
加工性不好。
可熔性聚
四氟乙烯不仅具有聚四氟乙烯的原有特性,而且高温
机械性能(250℃
拉伸强度为13MPa,而聚四氟乙烯为8.5MPa)和加工性能大为改善。
氟塑料46的最大优点是加工性、阻气性和低温柔性好,耐冷流性优,但耐高
低温性能比聚四氟乙烯差,耐应力开裂性能欠佳。四氟乙烯-
六氟丙烯-全氟
烷基乙烯基醚共聚物改善了氟塑料46的应力开裂性,高温电性能和
力学性能优于氟塑料46和可熔性聚四氟乙烯。
聚三氟氯乙烯的特点是透明性、
尺寸稳定性和粘接性好,但耐温性较差。
聚偏氟乙烯、乙烯-
三氟氯乙烯共聚物和
乙烯-四氟乙烯共聚物都是
机械强度好和韧性大的氟树脂,耐辐照性优良;聚偏氟乙烯还是
压电性和
热电性极好的
功能材料。
聚氟乙烯薄膜
可耐大气老化30年以上。偏氟乙烯-六氟异丁烯共聚物可在280℃以上高温下长期使用,主要问题是价格昂贵,常温下发脆。
始于20世纪30年代。1934年,德国的F.施洛费尔和O.舍雷尔研究成功的聚三氟氯乙烯,是氟树脂的第一个品种。1938年,美国
杜邦公司的R.J.普伦基特发现并于1945年工业上生产了聚四氟乙烯,这是最早工业化的氟树脂产品,以后不断开发出新品种。80年代初世界上已
工业生产和批量生产的有11种,聚四氟乙烯
消费量的
年均增长率为5%。1984年,世界氟树脂
需要量超过30kt,其中聚四氟乙烯占70%。
中国氟树脂的研制始于50年代后期。1965年以后,聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、
氟塑料46等相继投产,其他品种亦先后研制成功或已小量生产。
氟树脂常用
悬浮聚合、
溶液聚合和本体聚合制得成型用产品,用
乳液聚合制得涂料用产品。聚四氟乙烯则多用悬浮聚合和
分散聚合法生产。悬浮聚合制得的悬浮聚四氟乙烯,系在
聚合釜中以水为介质,
过硫酸铵作
引发剂,
稀盐酸为
活化剂,使四氟乙烯于0.5~2MPa压力和40~45℃下引发聚合制得白色
粒料,经捣碎、研磨、干燥得到不同粒度的粉状产品。分散聚合时需加少量
分散剂(
全氟辛酸铵)和
稳定剂(
氟碳化合物),以
氧化还原体系催化剂进行引发聚合。聚合有高压和低压之分。高压为2MPa和25℃,低压力0.6~0.7MPa和10~38℃。聚合所得分散液用水稀释至一定浓度后,于15~20℃进行
机械搅拌,再经凝聚、洗涤、干燥,即得白色松散粉状产品──分散聚四氟乙烯。分散聚合制得的含聚四氟乙烯20%左右的分散液,加入
乳化剂,制得
固体含量约为60%的乳白色乳状体的
聚四氟乙烯浓缩分散液。
氟树脂多数可用一般
热塑性树脂粉末冶金法冷压与烧结相结合的方法加工。即先在模具内以20~30MPa压力
冷压成型后,于370~380℃烧结,制成板、棒、管或垫圈、轴承、阀门等制品;或先制成毛坯,再经机械加工成薄膜或各种零部件。分散聚四氟乙烯则用
挤出成型制成
薄壁管、细棒、异形材、
电线电缆被覆层、管道、
丝扣密封用
生料带等。而分散液则可用喷涂、流延和浸渍等工艺制得相应制品。
氟树脂可作化工用管、阀、泵和贮槽的衬里;
电子工业用耐热防腐电线包皮等
绝缘材料;飞机、
航天器和电子
计算机的配线;
机械工业用耐磨、
自润滑轴承、
活塞环和垫圈等;
造纸工业、印染和
纺织工业、
食品工业用
辊筒,
建筑用材料等。氟树脂作涂料、胶粘剂和
合成纤维的用途也很广,如
聚四氟乙烯纤维可用于耐热
防蚀滤布、防护服、宇宙服和
全氟离子交换膜衬布。此外,聚四氟
乙烯还可作
人工血管、气管和心肺装置等医用材料,氟塑料46薄膜可作血液保存袋;聚偏氟乙烯薄膜可用作立体
扬声器和强力传感器的材料,
抽成丝可作
钓鱼线等;乙烯-
三氟氯乙烯共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物可用作耐辐射材料;XR树脂即
四氟乙烯-全氟(乙烯基多烷氧基磺酸基)醚共聚物,主要作
氯碱工业用
离子交换膜(见彩图)。