聚四氟乙烯是1938年由化學家羅伊·普朗克特(Roy J. Plunkett)博士在杜邦位于美國新澤西州的Jackson實驗室中意外發(fā)現(xiàn) [1] :當他嘗試制作新的氯氟碳化合物冷媒時,四氟乙烯在高壓儲存容器中聚合(容器內(nèi)壁的鐵成為聚合反應的催化劑)。杜邦公司在1941年取得其專利,并于1944年以"Teflon"的名稱注冊商標。隨后,杜邦公司又在Teflon®聚四氟乙烯樹脂之外研發(fā)出一系列產(chǎn)品,包括Teflon; AF (無定形氟聚物), Teflon; FEP (氟化乙烯丙烯樹脂), Teflon; FFR (氟聚物泡沫樹脂), Teflon; NXT(氟聚物樹脂), Teflon; PFA (全氟烷氧基樹脂) 等等。
1954年,法國工程師馬克·格雷瓜爾(Marc Gregoire)的妻子柯萊特(Colette)突發(fā)奇想,覺得丈夫用來涂在釣魚線上防止打結的不粘材料特氟龍(Teflon)如果可以用在煎鍋上,效果一定不錯。拯救了無數(shù)現(xiàn)代家庭主婦的“不粘鍋”由此誕生。
聚四氟乙烯特性
1、不粘性:幾乎所有物質(zhì)都不與聚四氟乙烯涂膜粘合。很薄的膜也顯示出很好的不粘附性能。
2、耐熱性:聚四氟乙烯涂膜具有優(yōu)良的耐熱和耐低溫特性。短時間可耐高溫到300℃,一般在240℃~260℃之間可連續(xù)使用,具有顯著的熱穩(wěn)定性,它可以在冷凍溫度下工作而不脆化,在高溫下不融化。
3、滑動性:聚四氟乙烯涂膜有較低的摩擦系數(shù)。負載滑動時摩擦系數(shù)產(chǎn)生變化,但數(shù)值僅在0.05-0.15之間。
4、抗?jié)裥裕壕鬯姆蚁┩磕け砻娌徽此陀唾|(zhì),生產(chǎn)操作時也不易沾溶液,如粘有少量污垢,簡單擦拭即可清除。停機時間短,節(jié)省工時并能提高工作效率。
5、耐磨損性:在高負載下,具有優(yōu)良的耐磨性能。在一定的負載下,具備耐磨損和不粘附的雙重優(yōu)點。
6、耐腐蝕性:聚四氟乙烯幾乎不受藥品侵蝕,能夠承受除了熔融的堿金屬,氟化介質(zhì)以及300℃氫氧化鈉之外的所有強酸(包括王水)、強氧化劑、還原劑和各種有機溶劑的作用,可以保護零件免于遭受任何種類的化學腐蝕。
工業(yè)上采用懸浮聚合法或乳液聚合法生產(chǎn)。
1.單體四氟乙烯的制備
工業(yè)上以三氯甲烷為原料,用無水氫氟酸使三氯甲烷氟化,反應溫度在65oC以上,用五氯化銻為催化劑,后用熱裂法制成四氟乙烯。也可用鋅在高溫下與四氟二氯乙烷作用制得四氟乙烯。
2.聚四氟乙烯的制備
在搪瓷或不銹鋼聚合釜中,以水為介質(zhì),過硫酸鉀為引發(fā)劑,全氟羧酸銨鹽為分散劑,氟碳化合物為穩(wěn)定劑,四氟乙烯經(jīng)氧化還原聚合而制得聚四氟乙烯。
將各種助劑加入反應釜中,四氟乙烯單體以氣相進入聚合釜,調(diào)節(jié)釜內(nèi)溫度至25℃,然后加入一定量的活化劑(偏重亞硫酸鈉),通過氧化還原體系進行引發(fā)聚合。聚合過程中不斷補加單體,保持聚合壓力0.49~0.78MPa,聚合后所得到的分散液用水稀釋至一定濃度,并調(diào)節(jié)溫度到15~20oC,用機械攪拌凝聚后,經(jīng)水洗、干燥,即得本品為細粒狀樹脂。
用于電氣工業(yè),在航天、航空、電子、儀表、計算機等工業(yè)中用作電源和信號線的絕緣層、耐腐、耐磨材料可制薄膜、管板棒、軸承、墊圈、閥門及化工管道、管件、設備容器襯里等。
常溫常壓下穩(wěn)定,避免濕,熱,高溫
無真正熔點,450℃以上慢慢分解,直接變?yōu)闅怏w。在327℃時,機械強度突然消失。不溶于任何溶劑。除了能與熔融的堿金屬起反應外,不受任何物質(zhì)的侵蝕,即使在氫氟酸、王水或發(fā)煙硫酸、氫氧化鈉中煮沸,也不起任何變化。
聚四氟乙烯可采用推擠或擠出加工成型;用在高溫電線,也可以先制成薄膜然后分切成軸裝PTFE包帶,用于生產(chǎn)高頻電纜,直接制成水分散液,則可用于涂層、浸漬或制成纖維。
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