下载文档原格式
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。
