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PTFE塑胶原料分子结构
聚四氟乙烯(PTFE)的分子结构与聚乙烯PE相似，PE中的所有H原子被F原子所取代后成为PTFE，由于C-F键的键能比C-H键高，氟原子的电子云对C-C键的屏蔽作用大于氢原子；同时，氟原子核对其核外电子及成键电子云的束缚作用较强，氟原子较化率低，分布对称，使分子极性变小，因此PTFE和PE相比，在性能上有明显的提高，是表面能较低、耐化学腐蚀性较优的聚合物品种，熔融温度和相对密度比PE大1倍，耐候性好，高度绝缘，介电常数和损耗因子较小.TFE单体在聚合过程中不可能提供分裂C-F键所需的能量，故产生不了支链结构，PTFE分子是完全对称的无支链的线型高分子，常压下，线型PTFE分子链不具有PE那样的平面锯齿型构象，而通常呈螺旋状构象，以容纳体积较大的F原子。普通PTFE的平均分子量很高，在500万-1000万之间。PTFE不溶于常规溶剂，因此采用常用的黏度法和凝胶渗透色谱法测定PTFE 平均分子量和分子量分布的难度很大。有关聚合条件对PTFE 平均分子量及分子量分布的影响研究也很少。PTFE分子结构简单，具有高度的对称性，因此聚合得到的PTFE树脂和加工后缓慢冷却的PTFE 制品都有很高的结晶度，结晶态是 PTFE凝聚态结构的主要特征。PTFE具有多晶现象，在不同温度和压力条件下可形成具有不同晶系和晶胞参数的结晶，PTFE经烧结后缓慢冷却也可得到较高结晶度的制品，结晶度和结晶形态与熔体冷却速率有关.通常PTFE重结晶不形成球晶结构，’而以片晶为主，片晶尺寸随结晶条件而变化。随着冷却速率降低，形成的片晶尺寸增大，结晶度也增大。PTFE 制品切片后在扫描电镜下还能发现结晶区域包含一些长度为10-100um、宽度为0.2-1um、厚度为20-30nm的条带结构。条带中无序区与晶片间隔分布。由于晶片厚度远小于PTFE分子链长度，PTFE分子链折叠排列。
PTFE塑胶原料的性能
除了PTFE不同晶型之间的转变温度外，结晶和结晶熔融是PTFE较重要的转变，对应有结晶温度和结晶热、熔融温度和熔融热，它们具有明显的分子量和热历程的依赖性。PTFE的力学性能受到许多因素的影响，如预成形压力、烧结温度和时间、冷却率、孔隙率和结晶程度。有些特性像低摩擦系数、在低温下的柔性、在高温下的稳定性与加工条件关系较小，模塑和烧结条件主要影响弯曲疲劳寿命、渗透性、刚度、弹性、耐冲强度。(1)应力—应变关系 PTFE拉伸时，在较高的形变处发生屈服现象，屈服形变随温度升高而下降。弹性模量是应力—应变曲线中直线部分的斜率，随温度下降明显增加。PTFE的拉伸强度和压缩强度随温度下降而增大。(2)泊松比 泊松比是指材料应变时，单位宽度和单位长度上发生变化的比例，PTFE的泊松比在大于室温时为0.5，在23℃时为0.46。(3)蠕变 PTFE载荷下的形变会随时间延长而增大，称为蠕变或冷流现象。影响蠕变的重要参数是载荷、时间和温度，在设计PTFE 制品时必须予以考虑。(4)应力松弛 PTFE压缩载荷下的应力松弛是实际应用中的重要现象，如在螺栓压力下的PTFE垫层，会蠕变引起螺栓紧压力的降低而发生连接处的泄漏，故24 h后压紧一下法兰可预防泄漏的发生。只要在屈服前，PTFE 制品在压缩载荷变化或消除载荷后几乎可以完全弹性回复形变。(5)疲劳性能 在各种阀门和泵中经受往复运动的零件（如隔膜），其柔韧性是重要的应用性数据，弯曲寿命是指在疲劳破坏之前可以经受的弯曲周期数。PTFE的平均分子量越高则弯曲寿命越高，但结晶度越高则弯曲寿命越低。用作弯曲的PTFE 制品内不允许含有孑L隙，因为每个孔隙都可成为疲劳的引发点，从而影响疲劳弯曲寿命。(6)冲击强度 塑料制品的冲击强度大小取决于受到冲击力时的内应力能否扩散，制品的形状能影响它的耐冲击性，例如制成弹簧状就比平板状要耐冲击得多，因为弹簧状更能吸收外界的冲击能，PTFE在很宽的高低温下有良好的耐冲击性，(7)硬度 硬度是衡量材料软硬程度的一项重要指标，随硬度测试方法不同，硬度值不同，如PTFE的洛氏硬度为58;肖氏硬度为98，而D标值为50-65。PTFE中加入填充料可提高硬度10%-15%，与填充料含量有关。(8)摩擦 PTFE的摩擦系数较低，其静摩擦系数在塑料中较小，因此它大量地应用于无油润滑场合，特别在滑动速度较低、压力不高( 35kPa)的工况下更为适宜。PTFE的摩擦系数与滑动速度有关，它的动摩擦系数比静摩擦系数大，而且动摩擦系数随滑动速度的增大而上升，直至产生不稳定运动。在27～327℃内PTFE的静摩擦系数保持不变，即使在积聚热量的环境下也不变化。PTFE的动摩擦系数在滑动速度小于30m/min时随滑动速度增加而上升，但至45m/min后就趋于平稳，这种性能有助于防止产生滑黏性(slipstick)，所以由 PTFE 制作的机床导轨操作时的拖板不会产生爬行现象，也不发出噪声。(9) pv值 pv值用来确定在无润滑条件下，材料连续运转时所能承受的压力与滑动速度的较大乘积，通常指在21～ 27 0C空气中使用的情况。受材料磨耗的限制，通常pv值均小于理论值。温度升至288℃时PTFE的pv值为0，温度降至21℃以下时PTFE的pv值可升高。(10)磨耗 纯PTFE是易磨耗材料，按ASTM D 1242法，用阿姆斯特磨耗仪测试PTFE的滑动带材时，采用N320对磨件加载6，8 kg，在100min内磨200次，它的平均磨耗达5. 31g/mm2。为了提高PTFE的耐磨耗性能，常加入不同种类和含量的填充剂，常用的填充剂有玻璃纤维、石墨、二硫化铝等。
PTFE塑胶原料成型方法
PTFE悬浮树脂的成型方法包括以下几种，(1)模压成型（也称压缩成型）将PTFE悬浮树脂均匀地加入压模模腔，施加压力压制成预成型物，脱模后把它放人烧结炉内烧结，然后冷却 即得PTFE模压制品。模压制品有板、棒、套管、垫块和型坯等。(2)液压成型（也称等压成型）采用高压流体（常用水）向可自由收缩或扩张改变形状的弹性模具（橡胶袋）的各部分施加相同压力，迫使有弹性的模具膨胀或缩小，放置在弹性模具与金属模壁之间的树脂均匀地受压而被压缩成所需形状的预成型品。适宜于加工数量少的大型构件和形状复杂的内衬结构件，如半球形壳体、贮槽、大毛坯、塔柱、三通、弯头及异径管等。(3)自动模压成型 让自由 流动的PTFE悬浮树脂自动地加入热模腔中进行压缩成型，适宜于加工批量大、形状简单、尺寸较小的制品，如小型密封环、阀座等。自动模压成型需比一般模压成型施加更高的压力，因为它的压缩时间短得多。(4)柱塞挤压成型 柱塞挤压成型是模压成型的连续化。常用立式柱塞挤压工艺，适宜于连续生产直径5-50mm的棒、管和异型材等。应采用经过预烧结的较硬而流动性较好的PTFE树脂。柱塞挤压成型是加料、加压、烧结和冷却连成一体的连续成型工艺，而模压、等压成型工艺所压制的预成型物，都需放人烧结炉烧结和冷却才成为较终制品，因此都不是连续成型工艺。
PTFE塑胶原料的应用
PTFE以其优异的耐腐蚀、电绝缘、耐高低温、低摩擦、不黏附、耐老化和生理惰性，使它应用在许多领域。PTFE早期的工业用途是制作耐热、耐腐蚀的静密封垫片。使用垫片时会出现法兰面加工的精度、平行度、孔穴数多少等问题，但总的要求是能紧闭不泄漏，这就需求得垫片的有效压紧力与密闭容器中的内压之比，即所谓垫片系数。PTFE存在冷流问题，因此不能施加过大的压紧力。压力容器中PTFE垫片，所需的压紧力F是由内压产生的端面静压力H与压紧垫片所要求的力Hp之和构成。单个纯PTFE平面法兰垫片在较低温度下可耐2MPa内压，在更高温度和内压下就需使用填充PTFE垫片，而且要使用有凹凸沟槽的法兰垫片，凹槽与凸面的间隙可取0.01-0.02mm。纯PTFE压缩后的残留应变为12%，而加入质量分数为20％的玻璃纤维的PTFE垫片经压缩后的残留应变降至8%，常温至-162℃**低温下用的垫片，可在PTFE中加入炭黑或陶瓷粉，制成厚1.0一3.0mm的片材。以0.4-0.6mm厚的PTFE膜外包覆的垫片常作玻璃管和陶瓷管等易脆件的密封材料.PTFE管道主要用作腐蚀性气体、液体和化学药品的传输。由PTFE分散树脂成型的推压管衬人钢管中，或在PTFE推压内管外缠绕玻璃纤维增强，或在PTFE推压管外用钢丝编织增强，可以大大提高在高温下的破裂强度。如内径10mm、壁厚1. 6mm的PTFE推压管外用不锈钢丝编织缠绕增强后可在较高260℃下使用，耐压达35MPa。这种由钢丝编织增强的PTFE 软管特点是冷流几乎不受高温影响，还有很高的弯曲疲劳寿命。它适宜作液压传输管，如用作各类液压机的高压蒸汽输送管，接在压板上，当压板上下移动时，蒸汽管就连同上下伸缩，要求 良好的弯曲疲劳性。飞机、导弹等航空器的液压系统和燃油输送系统，火箭用燃料过氧化氢和肼的输送管等都需用PTFE液压软管，它们具有轻量、耐震、易安装、耐弯曲和寿命长等特点。
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