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氟元素具有活泼的化学特性,由此形成的化学物非常稳定,具有极强的耐热及耐腐蚀性,而氟树脂等高分子化合物更具有防粘、防水、防油、润滑、低摩擦、电气好等优异的性能,已被广泛应用于家庭用品、办公自动化设备、半导体、汽车等领域。氟化合物具有无限的潜力,今后还会有更多的具有各种特性的氟化合物诞生。
一、氟塑料特点
氟塑料具有耐热、耐寒、耐候、耐药品、耐溶剂,绝缘性能及高频电性能优异,并具有不粘性、自润滑性、低摩擦系数等特点。
1.热性能
氟塑料具有难燃性和优异的耐热性。PTFE和PFA的连续使用使温度可达260℃,短期可在300℃下使用;FEP的使用温度要比它们低60℃,PCTFE最高可在120℃下使用;氟塑料如长期在高温下使用会引起结晶变化,在制造设备衬里时尤须注意。
2.耐药品
氟塑料具有卓越的耐药品性和耐溶剂性。尤其是PTFE、PFA、FEP等,酸、碱溶剂对它们均无浸蚀,但溶融碱金属、氟、三氟氯化烃对它们不同程度的影响。PCTFE、ETFE、PVDF等在氟塑料中耐药品性稍差,但比其他塑料的耐腐蚀性还是好得多
3.电性能
氟塑料是难燃材料,临界氧指数高又耐腐蚀,可作电线的绝缘层;尤其是高频电性能是其他材料难以匹敌的。PTFE、FEP、PFA分子的极性很低,在很宽的温度、频率区间变化都很小,相对介电常数稳定、介电损耗低,电绝缘性优异,其中PVDF还有特异的压电性和焦电性,可用来制造压电材料。
4.机械性能
氟塑料分子中含氢、氯原子增加则其拉伸度也有所提高。PTFE和PCTFE的脆化温度极低,显示出极好的低温性能。PTFE具有最低的摩擦系数和特异的自润滑性,其静摩擦系数低于动摩擦系数,可用于低速高负荷领域,但是PTFE又有自身磨耗大和冷流性等缺点,可采用填充各种填料以提高耐磨耗性,客服冷流性。
5.不粘性
氟塑料具有特异的不粘性。尤其象PTFE、FEP、PFA等分子中氟含量高,表面接触非常大,使氟塑料制品表面上的液体成球状。不易与树脂粘接,故常用它制造炊具表面不粘涂层,制造厨房设备、高级建筑物的外墙涂层、泡沫塑料成型模具、复印机辊筒等。
6.耐候性
各品种的氟塑料都有优异的耐候性,即使在苛刻的温度下长期暴晒,其各种性能都没有变化。
7.憎水性
氟塑料的吸水率低,尤以PTFE为甚。可利用它的憎水性制造透气不透水的复合织物和其他装备。
二、常用氟塑料性能
氟塑料是一种新型的工程塑料,具有优异的化学稳定性,良好的高温机械性能和稳定性、电绝缘性、自润性、不粘性、耐老化性及优异的阻燃性;根据性能结构不同,简单介绍以下几种常用种类的基本性能:
性能 | 种类 | PFA 可溶性聚 四氟乙烯 |
FEP(F46) 聚全氟乙丙烯 |
PVDF(F26) 聚偏二氟乙烯 |
ETFE(F40) 乙烯-四氟 乙烯共聚物 |
PTFE(粉) 聚四氟乙稀 |
物理性能 | 比重(g/cm3) | 2.12~2.17 | 2.12~2.17 | 1.73~1.98 | 1.71~1.75 | 2.14~2.18 |
熔点(℃) | 312 | 275 | 175 | 265 | 315 | |
机械性能 | 拉伸强度 | >27 | >25 | >40 | >25 | >45 |
断裂伸长率 | >270 | >250 | >300 | >300 | >300 | |
硬度 | 60 | 60 | 76 | 60 | 80 | |
动摩擦系数 | 0.2 | 0.3 | 0.35 | 0.25 | 0.18 | |
压缩强度 | 16.7 | 16 | 18 | 16 | 19 | |
热性能 | 使用温度℃ | -180~260 | -170~205 | -70~130 | -160~185 | -200~260 |
热变型温度℃ | 310 | 270 | 167 | 260 | 310 | |
电气性能 | 介电常数106Hz | 2.1 | 2.1 | 7 | 2.3 | 2.1 |
体积电阻率 | >1018 | >1016 | >210 | >1016 | >1018 | |
加工性能 | 成型收缩率 | 3-5% | 2-3% | 1.8-2.5% | 2-3% | 3-5% |
注塑模具温度 | 200 | 205-235 | 80-140 | 100 | ||
烘料温度℃/小时 | 130~150/3 | 120~140/3 | 90~95/3 | 110~120/3 | 130~150/3 | |
加工温度℃/出胶速度 | 365~400/慢 | 365~400/慢 | 220~260/慢 | 300~330/慢 | 365~395/模压 | |
流动指数 | 2~20 | 2~28 | 2~23 | 4~28 | 2~10 | |
主要用途 | 化工配件、机械零件、电线保护膜,管材;可塑性成型 | 电线被覆、薄膜、衬里、管子及各种部件;可塑性成型 | 化工配件、机械零件、电线保护膜,电缆电容器薄膜、长寿命耐候性建筑涂料;可塑性成型 | 化工配件、机械零件、电线保护膜、管材;可塑性成型 | 可制作各种板材/棒材/管材/膜用于高频电子仪器,雷达绝缘/化工设备部件及多种高温涂料;不可塑性成型 | |
加工方法 | 注塑、挤塑 | 挤塑、注塑 | 注塑、挤塑 | 注塑、挤塑 | 挤塑、压缩模塑 | |
注意事项 | 所有氟料加工温度不能超过405℃,以防止分解产生有毒气体(PVDF:316℃) |
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