聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,簡寫為PTFE),俗稱“塑料王”,是一種以四氟乙烯作為單體聚合制得的高分子聚合物。 白色蠟狀、半透明、耐熱、耐寒性優(yōu)良,可在-180~260oC長期使用。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點(diǎn),幾乎不溶于所有的溶劑。同時(shí),聚四氟乙烯具有耐高溫的特點(diǎn),它的摩擦系數(shù)極低,所以可作潤滑作用之余,亦成為了易清潔水管內(nèi)層的理想涂料。
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(shí)驗(yàn)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(shí),四氟乙烯在高壓儲(chǔ)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(biāo)。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(cuò)。拯救了無數(shù)現(xiàn)代家庭主婦的“不粘鍋”由此誕生。
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。
本品耐高溫、耐腐蝕,具有優(yōu)良的電絕緣性、耐老化,吸水性小、自潤滑性能,是一種適用于各種介質(zhì)的通用型潤滑性粉末,可快速涂抹形成干膜,以用作石墨、鉬和其他無機(jī)潤滑劑的代用品。適用于熱塑性和熱固性聚合物的脫模劑,承載能力優(yōu)良。在彈性體和橡膠工業(yè)以及防腐中廣泛使用。
聚四氟乙烯在原子能、、航天、電子、電氣、化工、機(jī)械、儀器、儀表、建筑、紡織、金屬表面處理、制藥、醫(yī)療、食品、冶金冶煉等工業(yè)中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料,絕緣材料,防粘涂層等,使之成為不可取代的產(chǎn)品。
PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的10~20倍,比大都塑料大,其線膨脹系數(shù)跟著溫度的變革而發(fā)作很不紀(jì)律的變革。正在應(yīng)用PTFE時(shí),假如對那方面機(jī)能留意不敷,很容易形成喪失。