聚四氟乙烯(PTFE)的主要性能与聚合工艺

聚四氟乙烯(PTFE)树脂是美国化学家普伦凯特(Plunket)博士于1938年首先研制出来的，到20世纪50年代国外实现了工业化生产，我国是在20世纪60年代正式投产。PTFE俗称“塑料王”，以其独特的性能而被丹凯广泛地应用于各个方面。它具有耐高温、不氧化、不溶解、特别好的化学稳定性和极其优异的介电性能，使其成为化学、机械等工业为主的几乎所有产业部门不可缺少的重要材料之一。

PTFE丹凯树脂多为粉末状或分散液，具有极高的相对分子质量(8.88×106～3.17×107)和高结晶度(92％--98％)，熔点327℃，由于其分子结构中存在强的F-C键，

使其具有以下主要性能：

①耐化学药品性：除了能与熔融的钠金属、氟和强的氟化介质以及高于300℃的氢氧化钠反应外，几乎对所有的常用化学药品成惰性；

②耐热性：260℃以下不发生热老化现象；

③电性能：具有良好的电绝缘性，较高的耐电弧性，体积电阻率大于l×1016Ω.m，且不随温度而变化；

④润滑性：在较宽的温度范丽内具有低的摩擦系数；⑤耐辐射性：在真空中，辐照剂量为最大值时，仍可保持原有拉伸强度的50％；

⑥低渗透性：具有较低的渗透性，除了对其组成相似的氟碳化合物有较高的渗透率外，对大部分气体和液体的渗透性较小；

⑦耐候性：不受气候影响，可在任何气候下暴露10年以上；

⑧不燃性：极限氧指数在90以上；

⑨不黏性：几乎所有黏性物质都不能黏附在它的表面上；

⑩耐高低温性：可在一250～250℃温度范围内使用。由于PTFE具有以上优异性能而被称为“塑料王”，广泛地应用于国防、航空航天、石油化工、电子、机械等各个领域。

图一 聚四氟乙烯垫片 来源：网络

PTFE分散聚合工艺过程主要由聚合、除蜡、凝聚或浓缩等工序组成。

PTFE分散聚合与悬浮聚合的体系不同，通常丹凯由单体、水、乳化剂、稳定剂及其它添加剂组成。

聚合工艺：

TFE分散聚合反应前，先往聚合釜中加入无离子水、乳化剂、引发剂等助剂后，关闭聚合釜，进行保压试验，合格后用高纯氮气置换以清除釜内氧气，经多次重复抽真空，直至聚合釜内氧含量低于20mg/L为止。慢慢通入TFE单体直至聚合压力，聚合釜开始慢慢升温，使聚合釜内保持所需的温度，聚合期间连续补加TFE以维持恒定的聚合压力。当釜中通人定量的TFE后，停止进料，将釜中剩余的TFE经碱洗和干燥后返回单体储罐。

聚合反应后得到的分散液呈白色乳状。 聚合反应开始后，可以根据不同的目的，追加单体、引发剂、链转移剂以及乳化剂。

图二 聚四氟乙烯纤维 来源：网络

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