四氟橡胶物理机械性能

四氟橡胶物理机械性能
四氟橡胶物理机械性能

四氟橡胶物理机械性能
重复单元为的聚合物.通常由四氟乙烯加聚而成.耐热性好,耐溶剂性优异.
使用优点
耐高温——使用工作温度达250℃.
耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃,也可保持5%的伸长率.
耐腐蚀——对大多数化学药品和溶剂,表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂.
耐气候——有塑料中最佳的老化寿命.
高润滑——是固体材料中摩擦系数最低者.
不粘附——是固体材料中最小的表面张力,不粘附任何物质.
无毒害——具有生理惰性,作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应.
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90～95%,熔融温度为327～342℃.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.
编辑本段不足
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10~20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.
编辑本段化学性质
耐大气老化性：耐辐照性能和较低的渗透性：长期暴露于大气中,表面及性能保持不变.
不燃性：限氧指数在90以下.
耐酸碱性：不溶于强酸、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.
图片
编辑本段物理性质
密度：2.1–2.3 g/cm³
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200~260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)nCF3.20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90～95%,熔融温度为327～342℃.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1×10-4．4×10-3和9×10-2.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.
力学性能
它的摩擦系数极小,仅为聚乙烯的1/5,这是全氟碳表面的重要特征.又由于氟-碳链分子间作用力极低,所以聚四氟乙烯具有不粘性.
聚四氟乙烯在-196～260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能,全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆.
PTFE密度较大,为2. 14一2. 20g/cm3,几乎不吸水,平衡吸水率小于0. 0l%.
聚四氟乙烯是典型的软而弱聚合物,大分子间的相互引力较小,刚度、硬度、强度都较小,在应力长期作用下会变形.
聚四氟乙烯受载时容易出现蠕变现象,是典型的具有冷流性的塑料.PTFE的蠕变随压缩应力、温度和结晶度的不同而异,温度越高则蠕变越大.PTFE的结晶度在55%一80%之间,蠕变量不超过2%;当结晶度在55%以下和80%以上时,蠕变量迅速增大.
聚四氟乙烯力学性能方面优异的特性是摩擦因数小,在0. 01一0. 10之间,在现有塑料材料,乃至所有工程材料中最小.
PTFE的摩擦因数随滑动速率的增大而增大,当线速度达到0. 5一1. 0m/s以上时趋于稳定;而且静摩擦因数小于动摩擦因数,将这种特性用于轴承制造,可减小其起动阻力,使之从起动到运转都十分平稳.PTFE的摩擦因数随随载荷增加而减小,当载荷达到0. 8 MPa以上时趋于恒定.在高速、高载荷下,PTFE的摩擦因数低于0. O1.从超低温到PTFE熔点,
其摩擦因数几乎不变,只有在表面温度高于熔点时,摩擦因数为才急剧增大.
由于分子间引力小,PTFE的硬度低,易被其他材料磨损.但是,只要对磨材料表面粗糙度合适,可在相当程度上降低PTEF的磨损量.
耐化学腐蚀和耐候性
除熔融的碱金属外,聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀.例如在浓硫酸、硝酸、盐酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均无变化,也几乎不溶于所有的溶剂,只在300℃以上稍溶于全烷烃（约0.1g/100g）.聚四氟乙烯不吸潮,不燃,对氧、紫外线均极稳定,所以具有优异的耐候性.
电性能
聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低,而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高.
耐辐射性能
聚四氟乙烯的耐辐射性能较差（104拉德）,受高能辐射后引起降解,高分子的电性能和力学性能均明显下降.
聚合
聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成.工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的,用以分散反应热,并便于控制温度.聚合一般在40～80℃,3～26千克力/厘米2压力下进行,可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂,也可以用氧化还原引发体系.每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ.分散聚合须添加全氟型的表面活性剂,例如全氟辛酸或其盐类.
膨胀系数
（25～250℃）10～12×10-5/℃