聚四氟乙烯(PTFE)树脂在1936年由美国科学家在实验室意外发现而得到,止到现在全世界能生产PTFE国家不到20个,大部分为发达国家。我国在60年代掌握生产技术并实现投产,目前已经成为PTFE消费大国,其中中低端制品已供大于求,但许多高端制品仍然需要依赖进口。
我国目前PTFE原料和制品主要进口国为美国、日本、以及欧洲各国。由于运输成本和供货周期原因,我国以进口日本的较为常见,而日本进口PTFE产品品质优良,满足国内高端需求。
增强聚四氟乙烯也叫改性、复合、共混、填充聚四氟乙烯。简称RPTFE。
PTFE虽然具有优良的综合性能,但机械强度低,线膨胀系数大,耐磨损性差,耐蠕变性差,导热性差等缺点。在**械强度等复杂的工况下,比如被用在阀门密封行业其实际安全使用温度一般在-50~+110℃内。为了克服这些缺点,可在PTFE树脂里填充增强剂来提高材料的机械性能,以扩大其材料的应用范围。
在国内很多人多错误的认为RPTFE就是玻璃纤维填充聚四氟乙烯,其实玻璃纤维填充聚四氟乙烯只是RPTFE类目里的其中一种而已。常用的增强剂有玻璃纤维、石墨、碳纤维、碳粉、聚苯酯、聚酰亚胺、二硫化钼、陶瓷粉、对位聚苯、青铜粉、不锈钢粉、彩色剂等等。根据不同的工况使用要求,调制不同比例的增强剂混合到PTFE里。材料共混效果就如把沙、石子混合到水泥里类似,填充后的共混材料机械强度性能大大增强,可使PTFE耐磨性提高1000倍左右;耐蠕变性提高1.5~4.5倍;弯曲弹性模量增加2~3倍;硬度增加10%~30%;导热率增加2~5倍;线膨胀系数减少约1/2。由于PTFE是白色的,填充后的PTFE颜色随增强剂而改变,密度也有小幅波动,化学性能也带有填充物的性质。
RPTFE成本虽然比PTFE高,但RPTFE的机械性能**,明显的提高了整机的使用寿命或维修率,从而减少了后期成本的投入,从长远的利益考虑建议采购RPTFE为好。另外由于RPTFE用途广阔,不同的客户使用工况各有要求,RPTFE性能暂无标准可依,制作产品的工艺、技术、设备、材料型号因厂家不同性能各有优劣。
无机填料填充增强聚四氟乙烯(RPTFE)工艺流程:
PTFE+填充材料→共混均匀→模压成型→高温融固→冷却机加工。
无机填料对聚四氟乙烯的改善作用:
填充材料 主要改善性能
碳纤维、锡青铜粉等 提高机械强度、耐磨性、耐高温、导热性、导电。
石墨、二硫化钼等 提高润滑性、导热性、耐磨性。
玻璃纤维、硅粉等 提高机械强度、耐磨性。
聚苯酯、聚酰亚胺、对位聚苯等 提高机械强度、耐高温、耐磨、不易伤对磨物。
聚四氟乙烯(PTFE、F4),中文商品名“特氟龙”。1938年Plankett博士发明了PTFE,是一种氟取代乙烯分子中所有氢原子的四氟乙烯经聚合而生成的高结晶聚合物。
PTFE的结构与性能
PTFE的结构单元是[一CF 一CF 一],因而是一种高度对称和不带有极性的高分子化合物,它不带任何支链,线性高分子呈螺旋状的结构。PTFE的分子量可以**过900万,是己知材料中分子质量大的材料之一。PTFE具有聚乙烯的各个氢原子完全被氟原子所置换的化学结构,具有高度的规整性和对称性,因此有良好的结晶性能,其结晶度**过60%。