聚四氟乙烯是1938年由化學(xué)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(dāng)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(yīng)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(jié)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。
PTFE:PTFE(聚四氟乙烯)不粘涂料可以在260℃連續(xù)使用,具有高使用溫度290-300℃,極低的摩擦系數(shù)、良好的耐磨性以及的化學(xué)穩(wěn)定性。 FEP:FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)不粘涂料在烘烤時熔融流動形成無孔薄膜,具有的化學(xué)穩(wěn)定性、的不粘特性,高使用溫度為200℃。 PFA:PFA(過氟烷基化物)不粘涂料與FEP一樣在烘烤時熔融流動形成無孔薄膜。PFA的優(yōu)點是具有更高的連續(xù)使用溫度260℃,更強的剛韌度,特別適合使用在高溫條件下防粘和耐化學(xué)性使用領(lǐng)域。
聚四氟乙烯性質(zhì)與穩(wěn)定性 1. 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(yīng)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。 2. 白色、無臭、無味、的粉狀物,俗稱“塑料王”。具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的耐力。耐高溫,使用工作溫度達250℃。耐低溫,低溫下具有良好的機械韌性,即使溫度下降到-196℃,也可保持5%的伸長率。耐腐蝕,對大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑表現(xiàn)出惰性,能耐強酸強堿、水和各種有機溶劑。耐候性好,有塑料中佳的老化壽命。高潤滑,是固體材料中摩擦系數(shù)低者。不黏附,是固體材料中表面張力小者,不黏附任何物質(zhì)。害,具有生理惰性,作為人工血管和臟器長期植入體內(nèi)無不良反應(yīng)。
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(yīng)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。
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(yīng)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。
聚四氟乙烯具有的優(yōu)良綜合性能,耐高溫,耐腐蝕、不粘、自潤滑、優(yōu)良的介電性能、很低的摩擦系數(shù)。用作工程塑料,可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等。一般應(yīng)用于性能要求較高的耐腐蝕的管道、容器、泵、閥以及制雷達、高頻通訊器材、無線電器材、天線罩等。在聚四氟乙烯中加入任何可以承受聚四氟乙烯燒結(jié)溫度的填充劑,它的機械性能可獲得大大的改善。同時,保持聚四氟乙烯其它優(yōu)良性能。填充的品種有玻璃纖維、金屬、金屬化氧化物、石墨、二硫化鉬、碳纖維、聚酰亞胺、EKONOL等,耐磨耗、極限PV值可提高1000倍。涂裝于子彈彈頭表面能增加子彈穿透性,使子彈能射穿防彈衣。
10年