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聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,簡(jiǎn)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(zhǎng)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(rùn)滑作用之余,亦成為了易清潔水管內(nèi)層的理想涂料。
特氟龍是聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)的別稱,英文縮寫為PTFE,(俗稱“塑料王,哈拉”),化學(xué)式為-(CF2-CF2)n- 。商標(biāo)名Teflon?,在中國(guó),由于發(fā)音的緣故,“Teflon”這一商標(biāo)又被稱之為“特氟龍”、“鐵氟龍”、“鐵富龍”、“特富龍”、“特氟隆”等等,皆為“Teflon”的音譯。
這種材料的產(chǎn)品一般統(tǒng)稱作"不粘涂層";是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。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(rùn)滑作用之途,亦成為了不沾鍋和水管內(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(guó)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(cè)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(wú)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(guó)工程師馬克·格雷瓜爾(Marc Gregoire)的妻子柯萊特(Colette)突發(fā)奇想,覺(jué)得丈夫用來(lái)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(wú)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(wú)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。
2.聚四氟乙烯的制備
在搪瓷或不銹鋼聚合釜中,以水為介質(zhì),過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑,全氟羧酸銨鹽為分散劑,氟碳化合物為穩(wěn)定劑,四氟乙烯經(jīng)氧化還原聚合而制得聚四氟乙烯。
將各種助劑加入反應(yīng)釜中,四氟乙烯單體以氣相進(jìn)入聚合釜,調(diào)節(jié)釜內(nèi)溫度至25℃,然后加入一定量的活化劑(偏重亞硫酸鈉),通過(guò)氧化還原體系進(jìn)行引發(fā)聚合。聚合過(guò)程中不斷補(bǔ)加單體,保持聚合壓力0.49~0.78MPa,聚合后所得到的分散液用水稀釋至一定濃度,并調(diào)節(jié)溫度到15~20oC,用機(jī)械攪拌凝聚后,經(jīng)水洗、干燥,即得本品為細(xì)粒狀樹脂。
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(rùn)滑性能,是一種適用于各種介質(zhì)的通用型潤(rùn)滑性粉末,可快速涂抹形成干膜,以用作石墨、鉬和其他無(wú)機(jī)潤(rùn)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。
聚四氟乙烯可采用推擠或擠出加工成型;用在高溫電線,也可以先制成薄膜然后分切成軸裝PTFE包帶,用于生產(chǎn)高頻電纜,直接制成水分散液,則可用于涂層、浸漬或制成纖維。
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