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聚氟乙烯材料的优良特性

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一.聚氟乙烯材料有许多优良特性

荷叶不粘水,这是大家熟知的。为什么荷叶疏水呢?在扫描电镜下发现,荷叶表面并不光滑,而是有许多细小的突起,直径5-9微米,突起上还有密密麻麻的纳米级的“短毛”,直径约为120纳米,这两种结构组合在一起,构成微米-纳米结构。荷叶表面分泌的生物蜡和这种微米-纳米结构使荷叶具有很强的拒水性和自清洁性,水在荷叶上成珠状,极易从荷叶上滚落并带走灰尘。

现在,科学家能够简单地仿生制作出类似荷叶那样的不沾水的材料,先用蒸发法或沉积法在基质材料上铺上一层金属纳米颗粒,再用长链烃分子加以修饰,便做出了拒水自清洁的膜。长链烃本身就疏水,它模仿荷叶面上蜡质;金属纳米颗粒就模仿荷叶上的纳米突起;这里的基质材料可以是金属,可以是含硅的材料,也可以是高分子有机材料。之所以研究疏水自清洁材料,是因为它有很多很多的应用需要。

现在,有一种疏水材料—聚四氟乙烯,这种材料的分子构造产生了疏水性。聚四氟乙烯不是由乙烯生成的,仅是它的分子结构与乙烯的分子结构相同,乙烯分子的外层有四个氢原子,聚四氟乙烯分子的外层是四个氟原子;把若干个四氟乙烯分子聚合在一起就成为大分子结构的“聚四氟乙烯”;若干个四氟乙烯大分子又会嵌合在一起,分子的外层密布着氟原子。

聚四氟乙烯,中文又称“特氟隆”、“塑料王”,它有很多良好的特性。


1)耐温性能——正常工作温度为-196℃-250℃;高温熔融可挤压成型。

2)力学性能——在正常工作温度下,具有良好的机械韧性;受力过大会出现蠕变。

3)耐腐蚀——对大多数化学药品和有机溶剂都表现出惰性,能耐强酸强碱。

4)耐老化——老化寿命可达28-35年,是塑料中抗老化最佳的。

5)高润滑——是固体材料中摩擦系数最低的。

6)不粘附——是固体材料中表面张力最小的,一般物质都不能粘附,不沾水,不沾油。

7)无毒害——可以在人体内长期存在,无不良反应。

8)电绝缘——可以抵抗1500伏高压电。

二.聚氟乙烯有着非常广泛的应用


正是这些优良性质,聚四氟乙烯材料的应用非常广泛,可用于各行各业,下面仅按应用类别介绍如下:

1.防腐蚀类,主要利用其不怕腐蚀和不粘附的特点。

1)管道及配件。2)化工容器内衬。3)阀门及泵的主要部件。4)食品级或有毒物质的过滤件材料。5)水下工作部件防腐蚀并延长使用寿命。

2.密封类,主要利用其不怕恶劣的工作环境,工作温度范围广,贴合性能好的优点。

像盘根、环形的、V型的密封件,还可用于对轴、活塞杆、阀门、泵体等的高要求密封件。

3.防粘类,主要利用其不粘附,拒腐蚀,无毒,工作适应性强的优点。

1)纺织工业,用于浆纱机热辊外包裹层,可免除化学浆料的粘辊现象,大大提高生产速度和质量。

2)食品工业,用于输送带材料,因为它不粘物,无毒性,所以有节能和清洁的优点。

3)食品用具的防粘涂层,像烧炒锅、烤箱、冷冻食品储存托盘、电熨斗托底、复印机夹辊等的涂层,使用聚四氟乙烯涂层,不沾的效果显著。

4)用于管道内壁不沾涂层。厨房、厕所的排水管很容易被堵塞,疏通排水管也是一件很头痛的事情,不沾污的水管非常实用。输水管内壁不沾污,既卫生又可延长使用寿命。输油管道内壁不粘附,可提高输运效率。

5)物件表面的不沾涂层。冰箱内壁不沾水就不会结冰。输电设备、雷达等在寒冷工作状态下不粘水不结冰,防冰冻雪灾。船体水下表面使用不沾涂层,既可以防锈还可以减少阻力。

4.绝缘类,主要利用其绝缘性能、工作温度范围广、易加工的特点。

1)电线电缆的高级绝缘材料。

2)双水内冷汽轮发电机定子和转子引水管和热电偶的护套。

3)高频、超高频通讯设备和雷达的微波绝缘材料。

4)印刷线路基板及马达、变压器的绝缘材料。

5)空调、电子炉、各种加热器及断路器的绝缘材料。

5.耐温类,主要利用其工作温度范围广的优点。

1)微波炉的驱动传动装置,如连轴器、滚轮等。

2)各种制冷机、空调、制氧机、压缩机的耐温配件。

3)工业生产中,对各种产品的烘烤托盘。

6.生物类,主要利用其无毒性,生物相容性好的特性。

1)人体代用动脉、静脉血管、心脏膜。

2)内窥镜、钳导管,气管,注射用具。

3)其它管、瓶、滤布等医疗器材。

7.过滤类,做成薄膜限制孔径,也可抽丝纺织限制孔径,用于多种需要的过滤。

1)聚四氟乙烯空气过滤膜,孔径在0.1微米以下,具有表面光滑、透气不透水、阻燃、耐高温、抗强酸碱、无毒等特性,广泛用于化工、钢铁、冶金、炭黑、发电、水泥、垃圾焚烧等各种工业熔炉的烟气除尘过滤。

2)聚四氟乙烯精细净化过滤膜,孔径0.08-0.05微米以下,广泛应用于制药、生化、微电子和实验室无尘车间、通风设备、净化设备、医疗电子等行业的空气净化。

8.承载类,纯聚四氟乙烯制品的承载能力不够好,承载力大了,内部会发生蠕变。于是,加入一些填充物,这样就在承载能力、摩擦能力方面改善了。用这种复合材料做成滑块、轴承、活塞环、机床导轨、和其它零件,可在高温、低速、高负荷的条件下正常使用;现在已经在众多行业中被广泛使用了。


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