膨体聚四氟乙烯的制备及应用

含氟高分子材料聚四氟乙烯及其填充材料的应用元清, 陈晓霞(内蒙古科技大学化学化工学院)摘要本文介绍了聚四氟乙烯的制备方法及结构性能特点, 并列举了聚四氟乙烯及填充材料在医疗卫生、防腐零件及密封装置、电子电器工业制品、防粘用品领域的广泛用途。

关键词聚四氟乙烯; 合成; 结构性能; 应用含氟高分子材料是性能优异的化工新材料。

包括氟塑料、氟橡胶、氟纤维、涂料、含氟的离子交换膜等。

氟塑料是各种含氟塑料的总称, 由含氟单体通过均聚或共聚反应制得。

氟橡胶是为了满足特殊的应用需要而开发出的含氟弹性体。

聚四氟乙烯是一种氟塑料, 它发现于1938 年的一次氟烷制冷剂的研究过程中。

中国20 世纪60 年代初建立起自己的含氟高分子材料工业, 制成聚四氟乙烯塑料, 为军工发展作出了重要贡献, 目前已应用到国民经济各领域。

聚四氟乙烯是耐化学腐蚀性、耐热性、电性能、摩擦性能皆非常优异的工程塑料。

1 聚四氟乙烯的合成1. 1 单体制备聚四氟乙烯的单体是以氟石为原料, 将它与硫酸作用生成氟化氢, 氟化氢与三氯甲烷作用生成二氟一氯甲烷(F 22) , 再将F 22 置于铂、银高温中裂解生成四氟乙烯, 再经脱酸干燥提纯得四氟乙烯单体。

该单体易自聚, 储存时避免与氧接触, 加入阻聚剂。

1. 2 聚合工业上用悬浮聚合和乳液聚合制备聚四氟乙烯。

悬浮聚合: 将单体加入装有水, 引发剂( 过硫酸铵) , 活化剂( 盐酸) 的不锈钢反应釜中, 加入过程应不断搅拌。

单体应逐渐加入, 不断补充。

在30～50℃, 0. 5～0. 7M P a 条件, 聚合反应进行1～2 小时, 反应结束后将聚合物从釜底抽出后捣碎, 磨细,洗涤并干燥, 得粒度为35～500um 的树脂。

乳液聚合: 将单体加入装有水, 引发剂( 过硫酸铵) , 乳化剂(全氟辛酸铵) 的不锈钢反应釜中。

聚合在20～25℃, 2M P a条件进行, 反应结束后将聚合物从釜底抽出后捣碎, 磨细, 洗涤并干燥, 得粒度比悬浮聚合更小的树脂。

1、聚四氟乙烯被称为“塑料之王”具有无色、无毒、耐温范围宽、化学惰性和摩擦系数小等多种优异性能使其成为当今以汽车、国防、机械、化工、电子、建筑等工业为中心的所有产业部门都不可缺少的重要材料。

本文着重对市场上主要的聚四氟乙烯成型制品及其技术指标、生产工艺和应用领域等作一综述。

2聚四氟乙烯主要成型制品根据聚四氟乙烯的性能特点和加工特点其制品主要应用于防腐、防粘、电子电气、静态和动态的密封、医药包装等领域产品的种类有板材、管材、薄膜、多孔材料、玻璃纤维浸渍布以及填充改性制品等。

2.1聚四氟乙烯板材按ZBG33002—85分类PTFE板材可分为三类:SFB—1主要用于电气绝缘SFB—2用于腐蚀介质的衬垫、密衬件及润滑材料SFB—3用于腐蚀介质中的隔膜和视镜。

根据其成型工艺不同可分模压板及旋切板两种。

模压法比旋切成型设备简单生产周期短但对大型板材压机模具体积较大生产场地空间要求大所以要进行大面积防尘工作另外预成型板材极易破碎在进入烧结炉前应轻拿轻放。

大型模压板材成型工艺流程:原料检验→捣碎过筛→计量→模压→半成品检验→烧结→冷却→成品检验→包装。

工艺参数: 原料处理:捣碎过10～20目筛并将其置于23℃～25℃环境中24h～48h进行温度调整。

模压:压力1715～35MPa保压时间1～10min。

烧结:烧结温度360℃～380℃升温速度30℃/h330℃保温2h370℃保温3h。

冷却:降温速度20℃/h在PTFE熔点附近330℃左右缓慢冷却。

主要设备: YJ79—3500工程塑料液压机DL—88A 大型烧结炉主要技术指标见表1。

应用:利用其化学稳定性好的特点。

主要用于石油、化学、化工行业大型管道的垫圈、衬里、大型阀门的阀片、隔膜、各种反应容器、贮槽、反应塔的衬里、塔板分配板等。

利用其介电性能优异用于热电站、电解槽、密封环、电子电器和电子计算机工业的印刷线路、复铜板基材、各种尖端及特殊设备的部件。

利用其摩擦系数低的特点用于海上钻油井架滑轨贴面、船坞滑道贴面、拦河大坝闸门滑道贴面、桥梁伸缩支承滑块贴面、各种机床镗床磨床刨床滑动导轨贴面等。

膨体聚四氟乙烯膜质子交换膜1. 简介膨体聚四氟乙烯膜是一种具有高温稳定性和化学稳定性的聚合物膜。

它采用聚四氟乙烯作为基材，通过特殊处理使其具有质子交换功能。

这种膜在燃料电池、电解水制氢等领域有着广泛的应用。

2. 膨体聚四氟乙烯膜的制备方法膨体聚四氟乙烯膜的制备方法可以分为以下几个步骤：2.1 原材料准备制备膨体聚四氟乙烯膜的原材料主要包括聚四氟乙烯树脂、溶剂和添加剂。

其中，聚四氟乙烯树脂是基材，溶剂用于制备膜的浆料，添加剂用于改善膜的性能。

2.2 膜的制备首先，将聚四氟乙烯树脂和溶剂按照一定比例混合，并加入适量的添加剂。

然后，通过搅拌、均质和过滤等步骤，制备成膜浆料。

接下来，将膜浆料涂布在平整的基材上，通过调整涂布工艺参数，如涂布速度、涂布厚度等，控制膜的厚度和均匀性。

然后，将涂布好的膜在一定温度下进行干燥，使其形成膜状结构。

最后，对膜进行热处理和离子交换等工艺，使其具有质子交换功能。

2.3 膜的表征制备好的膨体聚四氟乙烯膜需要进行一系列的表征测试，以确保膜的质量和性能符合要求。

常见的表征方法包括扫描电子显微镜(SEM)观察膜的表面形貌、质子传导率测试、热稳定性测试等。

3. 膨体聚四氟乙烯膜的性能与应用3.1 性能膨体聚四氟乙烯膜具有以下主要性能：•高温稳定性：膜在高温下具有较好的稳定性，可在高温环境下长期使用。

•化学稳定性：膜对酸、碱等化学物质具有较好的稳定性，不易受到腐蚀。

•质子传导性能：膜具有良好的质子传导性能，可用于质子交换膜燃料电池等应用。

3.2 应用膨体聚四氟乙烯膜的应用主要集中在以下领域：•质子交换膜燃料电池：膜作为燃料电池的关键组件之一，用于将氢气和氧气催化反应生成电能。

•电解水制氢：膜可用于电解水制氢过程中，实现质子传导，提高制氢效率。

•电池隔膜：膜可用作锂离子电池等电池的隔膜，防止正负极直接接触，提高电池的安全性和性能。

4. 发展趋势和挑战膨体聚四氟乙烯膜在燃料电池、电解水制氢等领域的应用前景广阔，但也面临一些挑战和改进的空间：•降低成本：目前，膨体聚四氟乙烯膜的制备成本较高，需要进一步降低成本，以推动其在大规模应用中的普及。

膨体聚四氟乙烯的制备及应用李奔;朱光明;李素琴【摘要】综述了膨体聚四氟乙烯(ePTFE)的几种制备方法,包括拉伸方法、成孔剂方法以及纺丝方法,详细介绍了ePTFE在化工、纺织、医学、机械与航空航天领域的应用,并对其后续的研究工作进行了展望.【期刊名称】《中国塑料》【年(卷),期】2019(033)002【总页数】6页(P138-143)【关键词】膨体聚四氟乙烯;拉伸;成孔剂;纺丝【作者】李奔;朱光明;李素琴【作者单位】西北工业大学应用化学系,西安710129;西北工业大学应用化学系,西安710129;中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院,西安701189【正文语种】中文【中图分类】TQ325.40 前言聚四氟乙烯(PTFE)具有特殊的螺旋结构[1]。

在PTFE分子中，氟原子形成一个螺旋形外壳，将碳链包覆在内。

惰性的螺旋形全氟外壳保护PTFE主链不受外界试剂侵袭。

由于其特殊的结构，PTFE表现出高度的化学稳定性、耐蚀性、耐高低温性、耐老化性等，被誉为“塑料之王”，广泛应用于化工、纺织、医学、机械和航空航天等领域。

但是PTFE也存在抗蠕变性和压缩回弹性差、易磨损、强度低等不足。

这大大限制了其应用。

为了解决这些不足，提高PTFE的综合性能，通常对PTFE进行改性。

常用的改性方法有填充改性，表面改性，共混改性，膨体改性等。

近年来，膨体改性发展迅速。

尽管ePTFE较聚四氟乙烯发生了结构改变，但是仍然保留着其优良的性能，同时由于抗蠕变性，耐磨损性的提高拓宽了它的应用范围[2]。

本文将从ePTFE的制备，包括机械拉伸、纺丝和成孔剂方法及ePTFE的应用两个方面对其进行介绍。

1 ePTFE的制备1.1 拉伸法美国Gore公司[3-4]于20世纪80年代发明拉伸法制备ePTFE，并将该方法沿用至今，成为制备ePTFE的主要方法。

如图1所示，先将PTFE树脂与液体助挤剂按比例均匀混合，然后在较低压力下将糊状物料压制成初坯，将初坯推挤成预成型品后压延成片状，通过加热除去助挤剂，然后在一定的温度下进行单向或多向拉伸。

聚四氟乙烯的制备和应用1. 聚四氟乙烯的简述随着社会文明的进步和科学技术的发展，材料化学也在日新月异地发展，许多新型的无机材料越来越多地被使用在日常生活中。

聚四氟乙烯（PTFE）作为一种新型的无机非金属材料，在人们的生活和生产实践中起着举足轻重的作用。

四氟乙烯（TFE）的发现首先是被用于冰箱的制冷剂。

1938年4月6日，杜邦公司（Do Pont）的研究员Plunkett和他的助手首次从装有TFE的钢瓶中得到了粉末状的聚四氟乙烯（PTFE），引起杜邦公司的重视，并探索其聚合条件及材料的性能和应用前景。

在第二次世界大战中，PTFE以其优异的性能被列为军需品，同时其专利也被保护起来。

直到1946年JAC才报导了杜邦公司在聚四氟乙烯的研究工作，同时美国专利局批准了多项专利。

聚四氟乙烯的性能特点主要有耐高低温性、耐化学腐蚀和耐候性、摩擦系数低、优异的电气绝缘性、自润滑性和非粘附性等众多优良品质，因此聚四氟乙烯被用于防腐材料、无油润滑材料、电子设备的高级介质材料、医学材料、防粘材料等。

虽然PTFE材料具有其它材料无法替代的优异性能，但是本身也存在着一定的缺点，例如：难熔融加工性、难焊接性和冷流性。

随着材料应用技术的不断发展，这些缺点正在逐渐被克服，从而使它在石油化工、电子、医学、光学等多种领域的应用前景更加广阔。

2. 聚四氟乙烯的制备聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。

工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的，用以分散反应热，并便于控制温度。

聚合一般在40～80℃，0.3～2.6MPa压力下进行，可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂，也可以用氧化还原引发体系。

每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。

分散聚合须添加全氟型的表面活性剂，例如全氟辛酸或其盐类。

聚四氟乙烯的聚合方法包括本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合( 亦称分散聚合) 等，工业生产中主要采用悬浮聚合和乳液聚合。

2.1. 悬浮聚合悬浮聚合PTFE的加工方法基本步骤包括预成型、烧结和冷却三部分。

膨体聚四氟乙烯生产技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述膨体聚四氟乙烯是一种重要的高性能材料，在化工、电子、航空航天等领域广泛应用。

它具有优异的耐温、耐腐蚀、绝缘性能等特点，因此备受关注。

本文旨在对膨体聚四氟乙烯生产技术进行概述和解释说明，深入了解其生产过程和应用领域。

1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、膨体聚四氟乙烯生产技术概述、膨体聚四氟乙烯生产技术详解、膨体聚四氟乙烯生产工艺优势与挑战以及结论。

在引言部分，我们将介绍文章的背景和目的；在概述部分，我们将简要介绍什么是膨体聚四氟乙烯以及其生产过程和应用领域；在详解部分，我们将详细讲解原料准备、反应器设计与操作条件以及聚合反应及控制参数；在优势与挑战部分，我们将分析该生产工艺的优势，并探讨可能遇到的技术挑战及解决方法；最后，在结论部分我们将总结概述和主要发现，并展望未来研究的价值。

1.3 目的本文的目的是全面介绍膨体聚四氟乙烯生产技术，以便读者对该领域有一个清晰的了解。

通过深入研究膨体聚四氟乙烯的原料准备、反应器设计与操作条件以及聚合反应及控制参数等关键方面，读者将能够更好地理解该生产工艺的优势和挑战，并在实践中应用这些知识。

同时，本文还将展望未来研究膨体聚四氟乙烯生产技术的前景和发展方向，希望能够引起更多学者和专家们对此领域的关注与研究。

2. 膨体聚四氟乙烯生产技术概述:2.1 什么是膨体聚四氟乙烯:膨体聚四氟乙烯是一种具有优异的化学稳定性和极低的摩擦系数的高分子材料。

它以其出色的耐温性、耐腐蚀性和电绝缘性而被广泛应用于化工、电子、汽车等领域。

与其他聚合物相比，膨体聚四氟乙烯具有良好的机械强度和尺寸稳定性。

2.2 生产过程概述:膨体聚四氟乙烯的生产过程通常包括以下几个主要步骤：首先，原料PTFE颗粒通过加热后转变为塑料状。

然后，将塑料状的PTFE在特定条件下进行挤压，使其形成条形块材。

接下来，将条形块材切割成合适尺寸的颗粒。

随后，这些颗粒被注入到模具中，并经过预压和冷压工艺，使其形成所需产品形态。

聚四氟乙烯绝缘电缆制造和应用概述聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，简称PTFE）是一种具有优异耐热、耐腐蚀和绝缘性能的高分子材料。

聚四氟乙烯绝缘电缆由PTFE作为绝缘层材料制成，广泛应用于各种高温、腐蚀性环境下的电力传输和信号传输领域。

本文将对聚四氟乙烯绝缘电缆的制造工艺和应用场景进行介绍。

制造工艺聚四氟乙烯绝缘电缆的制造工艺包括以下几个步骤：1. 材料准备制造聚四氟乙烯绝缘电缆的关键材料是聚四氟乙烯粉末。

在制造过程中，需要选择具有较高分子量和较低肖尔博流动指数的聚四氟乙烯粉末。

同时，还需要选择合适的填充剂和增强剂，以增强绝缘层的机械性能和导电性能。

2. 制备绝缘层材料将聚四氟乙烯粉末与填充剂、增强剂等混合，经过加热和压制等工艺，制成绝缘层材料。

在这个过程中，需要控制加热温度、压力和时间，以确保绝缘层材料的致密性和均匀性。

3. 绝缘层制成绝缘体将制备好的绝缘层材料裁剪成合适的尺寸，然后经过热缩和液浸等工艺，使其成为具有良好绝缘性能和耐腐蚀性能的绝缘体。

同时，还需要对绝缘体进行质量检测，确保其满足相关标准和要求。

4. 绝缘体和导体的组装将制好的绝缘体和导体进行组装。

导体可以选择铜线、铝线等材料，根据具体应用场景和需求进行选择。

组装过程需要注意导体和绝缘体的良好连接和交互作用，以确保电缆的导电性能和绝缘性能。

5. 外护套制备根据电缆的使用环境和要求，选择合适的外护套材料进行制备。

常见的外护套材料有聚氯乙烯、聚酯等。

外护套的制备过程包括材料选择、混炼和挤出等步骤。

6. 终验和包装制造完成的聚四氟乙烯绝缘电缆需要进行终验，即检测电缆的绝缘性能、导电性能和外观质量等。

通过专业的检测设备和方法，确保电缆满足规定的技术指标和客户的需求。

最后，对合格的电缆进行包装，以便运输和销售。

聚四氟乙烯绝缘电缆由于其优异的耐热、耐腐蚀和绝缘性能，广泛应用于以下领域：1. 高温环境在高温环境下，普通的绝缘材料会失去绝缘性能，导致电缆故障。

膨体聚四氟乙烯在人工血管上的应用张成彬（北京化工大学,材料科学与工程学院,北京市朝阳区，100029）摘要:膨体聚四氟乙烯是一种新型的医用高分子材料，由聚四氟乙烯树脂经拉伸等特殊加工方法制成，无毒、无致癌、无致敏等副作用。

由于其特有的微孔结构，而且人体组织细胞及血管可长入其微孔，形成组织连接，如同自体组织一样。

这种组织长入的组织愈合方式，较传统硅橡胶的纤维包裹的组织愈合方式更加优越，从医学角度考虑，膨体聚四氟乙烯已经成为医学上的重要填充材料，是目前最为理想的生物组织代用品，被广泛应用于人工血管方面。

本文从膨体聚四氟乙烯的制备、加工成型等方面来介绍此医用高分子材料。

关键词：聚四氟乙烯（PTFE）、膨体聚四氟乙烯（ePTFE）、人工血管、网状微孔结构、生物医用材料Abstract: Polytetrafluoroethylene is a new type of medical polymer materials, made of PTFE resin by stretching and other special processing methods, non-toxic, non-carcinogenic, non-allergenic and other side effects. Because of its unique reticular microporous structure, and human tissue cells and blood vessels can grow into its porous formation of the organization to connect, like autologous tissue. Tissue ingrowth of tissue healing way than the traditional Silastic fiber wrapped organizations healing way more superior, from a medical perspective, expanded polytetrafluoroethylene has become an important filler material for medical, is the most ideal biological organizational substitutes，is widely applied in artificial blood vessels. The preparation and production process of PTFE are introduced in detail in this paper.Keyword：Polytetrafluoroethylene、expanded Polytetrafluoroethylene、artificial blood vessels、reticular microporous structure、biomaterials一.前言我国医用高分子材料的研究是从上世纪50年代末以开始的，近十多年有了较大的发展。

一、防水透气的ePTFE管简介ePTFE管/膨体聚四氟乙烯管。

膨体聚四氟乙烯（expanded PTFE）是一种新型的高分子材料，具有耐强酸强碱。

其由聚四氟乙烯树脂经拉伸等特殊加工方法制成。

白色，富有弹性和柔韧性，具有微细纤维连接而形成的网状结构，这些微细纤维形成无数细孔，使膨体PTFE可任意弯曲（过360°）。

膨体聚四氟乙烯制品(简称E—PTFE)是聚四氟乙烯分散树脂经拉伸后制成的柔软,强韧,富有弹性的多孔高分子材料,是60年代国际上开始出现的一种新型聚四氟乙烯制品。

图1：eptfe膨体聚四氟乙烯，来源：网络1958年，做绝缘材料的Bill Gore成立了戈尔（Gore）公司，开发出PTFE （Polytetrafluoroethylene），并成为后来的世界500强之一。

1969年，Gore夫妇的儿子Bob Gore发现在适当拉伸下，PTFE能够延展成一种高强度的多孔材料，并用来制作人造血管，他把这种材料注册为GORE-TEX（高泰克斯）商标。

学术期刊上便把它叫做ePTFE（expended Polytetrafluoroethylene）。

所以Gore-tex（高泰克斯）、聚四氟乙烯（ePTFE）和膨体其实是同样材料的不同叫法而已。

二、eptfe膨体聚四氟乙烯微孔防水透气膜制备原理聚四氟乙烯分散树脂是由平均粒径为450微米（μm）的球形颗粒组成，每个球形颗粒聚合体是聚四氟乙烯分子链经折叠而成的，在室温下，颗粒受剪切力作用，容易把折叠的分子链拉出形成纤维。

挤出装置的挤出口模是具有一定的锥形结构的，在材料挤出过程中，由于受剪切力作用，相邻近的聚四氟乙烯球形颗粒挤出时由于一定的相互作用力短纤维而发生交联，但聚四氟乙烯分散树脂球形颗粒完整性是没有受到破坏的。

图2：eptfe膨体聚四氟乙烯管，来源：铁氟龙管小姐姐eptfe膨体聚四氟乙烯微孔防水透气膜制备工艺流程膨体聚四氟乙烯微孔防水透气膜的制备是采用多向拉伸高温烧结法工艺制备而成的eptfe微孔防水透气膜，使用自制多向拉伸仪，将PTFE原材料和助挤剂按一定比例混合，经过平板硫化仪模压、双辊压延、干燥、拉伸、烧结、冷却过程，就可以制备出洁白、柔软而富有很好的弹性的eptfe膨体聚四氟乙烯微孔防水透气膜。

聚四氟乙烯的制备方法
1. 光解聚合法：使用紫外线辐射或紫外线光催化剂，在四氟乙烯单体中引入剂和溶剂，产生自由基反应，从而形成聚四氟乙烯。

2. 液相聚合法：在特定的溶剂中，将四氟乙烯单体渗入催化剂所在的反应器中，使其与催化剂在液态环境下进行聚合反应。

3. 悬浮聚合法：将四氟乙烯单体和催化剂加入反应器中，通过机械或气体搅拌使其悬浮在溶液中，实现聚合反应。

4. 溶液聚合法：将四氟乙烯单体溶于合适的溶剂中，并加入催化剂，使其在液态环境下发生聚合反应。

5. 高温聚合法：在高温下，将四氟乙烯单体注入聚合反应器中，与催化剂发生聚合反应，从而制备聚四氟乙烯。

膨体聚四氟乙烯在医学上的应用膨体聚四氟乙烯（ePTFE）是一种新型的医用高分子材料，由聚四氟乙烯树脂经拉伸等特殊加工方法制成。

白色，富有弹性和柔韧性，具有微细纤维连接而形成的网状结构，这些微细纤维形成无数细孔，使膨体PTFE可任意弯曲，血液相容性好，耐生物老化，用于制造人造血管、心脏补片等医用制品。

从医学角度上来看，膨体聚四氟乙烯是目前最为理想的生物组织代用品。

由于其良好的生物相容性及特有的微孔结构，无毒、无致癌、无致敏等副作用，而且人体组织细胞及血管可长入其微孔，形成组织连接，如同自体组织一样。

美国Gore公司于20世纪80年代发明拉伸法制备膨体聚四氟乙烯（ePTFE）,并将该方法沿用至今,成为制备膨体聚四氟乙烯（ePTFE）该方法是先将PTFE树脂与液体助挤剂按比例均匀混合,然后在较低压力下将糊状物料压制成初坯,将初坯推挤成预成型品后压延成片状,通过加热除去助挤剂,然后在一定的温度下进行单向或多向拉伸。

最后在熔融温度以上进行热定型,待冷却至室温后得到ePTFE。

加入助挤剂可以减小树脂颗粒之间,颗粒与设备之间的摩擦;压制初坯可以排除物料中的空气,使材料更密实;推挤与压延使材料强度更高并出现-定量具有取向的纤维;拉伸时,一部分树脂被拉伸成纤维,另-部分形成结点，纤维由结点发散,交叉形成空隙,构成ePTFE的网状结构。

软骨支架是构建人体鼻部形态的重要结构，大多数人的鼻部形态缺乏一-定的立体感，主要与软骨发育欠佳有关。

膨体聚四氟乙烯作为高分子软组织材料，其特点是无毒、性质稳定、耐抗低温。

临床证实膨体聚四氟乙烯的生物相容性和物化性质这一优势十分明显，因此在临床整形手术中获得广泛运用。

膨体聚四氟乙烯的成分主要为聚四氟乙烯纤维，膨胀状态下聚四氟乙烯纤维形成超微多孔结构，其直径达30um。

根据这-特点,使用膨体聚四氟乙烯进行填塞,机体组织长入超微多孔结构中，不仅会形成纤维囊，且固定效果十分可靠回。

临床上使用这一材料进行鼻整形手术，不仅可以获得自然和逼真的形态，使患者面貌得到改观，还不会产生不适感。

聚四氟乙烯复合材料的制备及其应用研究近年来，聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在工业制造和科技领域中得到了广泛的应用，成为了新型材料领域的研究热点之一。

作为一种具有高强度、高稳定性、耐腐蚀性和生物惰性等优异性能的材料，PTFE不仅可以单独使用，而且还可以与其他材料复合加工，制成更加优质的复合材料，用于制造和生产多种产品。

一、PTFE复合材料的制备PTFE复合材料的制备方法多种多样，常见的有机械混合法、化学修饰法、物理吸附法、化学沉积法等。

在制备复合材料时，首先需要选取可与PTFE相容的材料，然后进行充分的混合和加工。

1.机械混合法机械混合法是指将PTFE和其他材料用机械方式进行混合。

这种方法的优点是简单易操作，生产成本低，但需要耗费大量的能量和时间。

机械混合法常用于制备各种PTFE/复合材料密封材料和弹性材料。

2.化学修饰法化学修饰法是指对PTFE表面进行化学修饰，使其表面具有亲和力能够与其他材料进行复合。

这种方法优点是可以制备出优异的化学和物理性能，一般适用于生产电子、化工和环保等行业的材料。

3.物理吸附法物理吸附法是利用PTFE表面的分子力或静电作用，将材料自然吸附于其表面。

这种方法优点是简单快捷，但存在着吸附量小、不牢固的问题。

物理吸附法常用于制备PTFE的表面性能改良剂。

4.化学沉积法化学沉积法是通过一个或多个反应进行PTFE/复合材料的制备。

这种方法的优点是制备速度快，材料齐全，但存在着制备条件严苛、成本高等问题。

化学沉积法的应用范围很广泛，可以用于制备高级传热材料、高性能材料、电子器件材料等。

二、PTFE复合材料的应用研究随着科技的不断发展，PTFE复合材料的应用领域也在不断拓展。

据统计，PTFE复合材料已广泛用于制造化学、电子、纺织、航空、船舶、汽车、建筑等工业领域。

以下是几种常见的PTFE复合材料的应用研究。

1.PTFE防爆电缆此电缆采取了PTFE与FEP的共混和配合制成的新型复合材料作为绝缘材料，具有高使用温度、强抗拉强度、抗化学腐蚀、不爆燃等特点，非常适用于石油、化工、冶金、纺织、军工等行业的防爆设备。

聚四氟乙烯（PTFE）的加工工艺及使用原理摘要：聚四氟乙烯薄膜绕包是聚四氟乙烯绝缘电线电缆又一种绝缘结构加工形式。

) 绕包用聚四氟乙烯采用的聚四氟乙烯是悬浮聚合树脂经过模压烧结成毛坯，通过车削辊压而成。

经过辊压的0.5毫米厚度以下的称为定向薄膜，定向度在2.5以上；未经过辊压的为不定向薄膜；定向度在1.1～2.1之间的为半定向或部分定向薄膜。

一、聚四氟乙烯（PTFE）薄膜绕包聚四氟乙烯薄膜绕包是聚四氟乙烯绝缘电线电缆又一种绝缘结构加工形式。

) 绕包用聚四氟乙烯采用的聚四氟乙烯是悬浮聚合树脂经过模压烧结成毛坯，通过车削辊压而成。

经过辊压的0.5毫米厚度以下的称为定向薄膜，定向度在2.5以上；未经过辊压的为不定向薄膜；定向度在1.1～2.1之间的为半定向或部分定向薄膜。

对于绝缘厚度较小的聚四氟乙烯绝缘安装线，主要采用定向度为1.65～2.05的薄膜进行绕包；由于绕包安装线所用的薄膜，一般都比较薄和窄，为了使绕包加工时薄膜有一定的机械强度和烧结时容易烧牢，故而取较大的定向度。

但是，如果进一步提高薄膜的定向度，机械强度虽然提高了，可是薄膜确不容易烧牢。

用提高烧结温度的方法则往往会造成聚四氟乙烯的分解，从安全角度考虑，这是必须避免的。

对于绝缘厚度较厚的聚四氟乙烯绝缘射频同轴电缆，绕包所用的薄膜厚度一般为0.1毫米左右，需要对电缆进行多次或多层绕包，才能得到所需要的绝缘厚度，因此如果采用定向度过大的薄膜，则会使绕包薄膜在烧结时收缩剧烈，造成整个绝缘开裂；如果用降低烧结温度的办法，又会使薄膜层间不能融合烧牢靠。

但是对较厚绝缘电缆所用的薄膜必须有定向度的要求。

定向度就是薄膜加热后的收缩性。

薄膜有定向度即收缩性，才能在烧结时利用熔融时的收缩压力达到绕包绝缘层间的紧密结合。

为了达到薄膜既有适当收缩，又要容易烧结，对绝缘厚度较厚的电缆的绕包薄膜定向度取为1.1±0.05左右，而不采用安装线绝绕包薄膜定向度1.65～2.05的薄膜进行绕包；聚四氟乙烯薄膜绕包绝缘，其加工工艺流程为：聚四氟乙烯薄膜切条→薄膜绕包→绕包薄膜烧结→火花耐电压→成品检验。

膨体四氟带四氟生料带设备工艺原理随着各种工业技术的进步和不断的发展，越来越多的新型材料得到了应用，其中膨体四氟带和四氟生料带因其优良的耐腐蚀性、高温性、机械性能、绝缘性能等优点，逐渐成为重要的密封材料。

本文将从膨体四氟带、四氟生料带的选型、设备原理、工艺编制以及质量控制等方面进行介绍。

选型膨体四氟带膨体四氟带根据工艺不同，主要分为单层膨体四氟带和双层膨体四氟带两类。

膨体四氟带的选型应根据使用环境、使用压力、温度、介质、速度等因素。

通常情况下，选用双层膨体四氟带比单层膨体四氟带具有更好的强度和密封性能。

而在高温、高压、强腐蚀等特殊环境下，选用更加高性能的特殊膨体四氟带，可以满足不同领域的需求。

四氟生料带四氟生料带的选型除了应根据使用环境、使用压力、温度、介质、速度等因素外，还应考虑其吸附性。

在高温大气下，四氟生料带往往会吸入大量的有机物、水分等物质，形成氧化物或致使生料带发生化学变化，导致密封性能的下降、性能衰减等问题。

因此，在特定环境下，选用具有较低吸附性的高分子材料制成的四氟生料带，可以有效增强其使用寿命和密封性质。

设备原理膨体四氟带设备膨体四氟带设备加工工艺主要包括原材料配制、混炼、制带、压制五个环节。

1.原材料配制: 根据用途和性能要求，选用不同材质的聚合物、助剂等原材料，按一定比例进行混配，制成复合材料。

2.混炼: 将原材料放入高速混炼机中，进行高速搅拌、混合、烘干等处理，使原材料充分混合。

3.制带: 将混炼后的复合材料注入带材模具中，按照要求进行挤出成型制带。

4.压制: 将制成的膨体四氟带放入压制机中，进行一定周期时间和压力的加工，使其达到规定的密度和物理性能要求。

5.检测: 在生产完毕后，进行质量检测，在合格后进行包装和存储。

四氟生料带设备四氟生料带设备加工工艺主要包括原材料配制、混炼、挤出、切割等环节。

1.原材料配制: 根据用途和性能要求，选用不同材质的聚合物、助剂等原材料，按一定比例进行混配，制成复合材料。

膨体聚四氟乙烯应用与发展膨体聚四氟乙烯（expanded Polytetrafluoroethylene，简称e-PTFE）是一种新型高分子材料，由双键连接的碳原子形成的乙炔单体聚合而成。

e-PTFE不降解、生物稳定性高，大量带负电的氟离子使e-PTFE表面呈现疏水性，水和血液不能通透，是目前最为理想的生物组织代用品。

被广泛应用于人造血管、外科补片、外科防粘连膜、面部植入物、医用缝线等。

人造血管在医学领域，动脉硬化等血管闭塞性疾病的发病率日益增多，人工血管作为许多严重狭窄或闭塞性血管的替代品，在临床上有着重要的应用价值。

我国对于人造血管的研究大概开始于上世纪八十年代，但由于人造血管的研究开发涉及多个学科，需要跨学科的专门研究人才，所以直到近几年相关研究才有长足进步。

目前国内具备人造血管研发与生产能力的企业是上海索康医用材料有限公司，也是我国唯一一家能够生产人造血管的企业。

纯膨体膨体聚四氟乙烯在生产过程中有一个特殊的拉伸工艺，对于比较薄（4mm）的膨体聚四氟乙烯片材可以采取单片拉伸制得。

但对于超过5mm的片材，设备却无法达到要求，只能通过类似聚全氟乙丙烯（fluorinated ethylenepropylene ，简称：FEP）的可溶性化学物质，将多层薄片进行叠加粘合。

添加了粘结剂的膨体在手术过程中极易发生粘刀、难以切割等状况，大大降低了手术安全性，同时增加了感染率。

另外，其生物相容性、安全性方面也有待考证。

制造不含粘结剂成分的膨体一直是业内难题，这个难题直到2013年才被索康公司攻克。

索康的纯膨体无任何粘结剂，理化性质极其稳定，生物相容性理想，手术感染率极低，拥有中华人民共和国国家知识产权局颁发的纯膨体专利书。

注：上海索康医用材料有限公司（以下简称：索康）成立于2002年，是一家专业从事膨体聚四氟乙烯医用植入材料研发与生产的企业，公司产品线包括人造血管、心脏补片、面部植入物、人造硬脑膜、脊柱防粘连膜等，临床广泛应用于血管外科、神经外科、胸外科、整形美容外科、骨科和普外科等。

膨体聚四氟乙烯膨体聚四氟乙烯（ePTFE）具有良好的生物相容性和顺应性，且其具有网状结构也有利于细胞生长，在生物医疗领域常用于整形整容、人工血管或血管修复等。

目前，市面的ePTFE人工血管价格昂贵，在国内只有一家生产商（上海索康生产的赫通），为满足医疗使用和科学研究，探究制备ePTFE具有较大的科研意义和市场前景。

研究制备ePTFE主要可从原料、工艺和设备三大块着手准备，根据前人的研究综合分析，设计出适合自身的实验计划。

以下是从从原料、工艺和设备三大块进行收集整理的前人研究成果，数据图表也来自文献资料，以此作为实验设计的基础和依据。

1 材料选择1.1PTFE原料PTFE 树脂有悬浮树脂和分散树脂，但通常会选用PTFE分散树脂。

PTFE分散树脂有良好的成纤性，分子呈电中性，粒子间的凝聚力低，分子链受到很小的剪切作用就会沿粒子长轴方向排列，形成线形结晶，而且烧结成型后的分散PTFE 较悬浮PTFE的结晶度大，在稍高于熔点温度下如340～360℃烧结就可得到较高的强度。

最重要的是分散PTFE树脂的耐弯曲疲劳寿命是悬浮PT FE树脂的2300倍，这是作为心脏修补材料最为可贵的特性。

1.2助挤剂PTFE塑料摩擦系数很低，但粉料中颗粒之间仍存在着较大的摩擦，难以顺利成型，加入助挤剂，可增加颗粒间的粘合，降低树脂颗粒间及树脂与容器之间的摩擦阻力，提高加工性能。

常见的助挤剂有石油醚、甲苯、丙酮、煤油、石蜡、白油等，研究表明PTFE单元结构相似,极性相近的助挤剂效果最好，且助挤剂的量一般控制在每100g PTFE树脂中为20～30mL。

2制备工艺膨体聚四氟乙烯（ePTFE）的成型工艺流程通常为：PTFE+助挤剂混合、预成型、拉伸、烧结和冷却。

每个环节的工艺设计对ePTFE的结构及力学性能均有较大的影响。

2.1预成型PTFE与助挤剂适当混合后，进行预压成胚料。

针对板材ePTFE还要进行双辊压延，下表是圧延圧力对拉伸性能的影响：随压力逐渐增大，拉伸强度先变大后降低，而断裂伸长率是先降低后升高的趋势。

膨体聚四氟乙烯在人工血管中的应用作者：石晶昱来源：《科学与财富》2011年第07期[摘要] 膨体聚四氟乙烯（ePTFE）采用100%聚四氟乙烯树脂（PTFE）为原料经糊膏挤压、拉伸等特殊加工方法制成，是一种新型的医用高分子材料。

它具有微细纤维连接而形成的网状结构。

这些微细纤维形成无数细孔，使膨体聚四氟乙烯（ePTFE）可任意弯曲超过360 度，韧性好，纵向强度高、横向易变形，并能提高材料的顺应性，血液相容性好。

膨体聚四氟乙烯（ePTFE是广泛应用在人工血管方面的理想医用高分子材料。

[关键词] 膨体聚四氟乙烯（ePTFE）人工血管网状微孔结构聚四氟乙烯（PTFE）制品具有耐高温、抗酸碱、耐溶剂性和优良的电绝缘性、生物兼容性等特性,长期以来在传统工业,如化工、机械、电子等领域有重要的应用.而从20世纪70年代以后开发成功的膨体聚四氟乙烯(ePTFE)微孔膜,发展了微孔膜在密封、电子、纺织、医疗、环保等方面的应用范围,特别是当前一些高科技领域中的应用.在医学领域，动脉硬化等血管闭塞性疾病的发病率日益增多，人工血管作为许多严重狭窄或闭塞性血管的替代品，在临床上有着重要的应用价值。

随着生物工程学和生物材料学的迅猛发展，目前，在外科手术中，人工血管主要用于暂时性或永久性的取代患者缺损的动脉或静脉，或作为动脉阻塞时的分流通道，以及肾病患者进行血液透析时所需的动静脉移植替代管。

有此可见，用人工合成血管作为替代品，特别是大口径人工血管在组织修复、血管重建手术中已经得到了广泛的应用。

理想的合成人工血管的材料应该满足以下几点要求：生物相容性好，特别强调具有优异的血液相容性，无免疫原性，可塑性强，有一定强度，符合血管生物力学要求，易于细胞种植。

因此，制造人工血管的材料可分为天然生物材料和人工合成材料。

天然生物材料包括去细胞基质、胶原蛋白、聚氨基酸、多肽、透明质酸及其复合物等大分子材料；人工合成材料是一种不可降解材料，如聚四氟乙烯（PTFE）、尼龙-6、聚酯等。