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耐磨损PCTFE概述
PCTFE是较早开发成功井实现工业化生产的氟塑料。早在20世纪30年代,德国Hoechst公司就已研制成功,美国1942年研制成功,1946年由A11ied Fibers & Plastics公司实现工业化。生产PCTFE的还有美国3M公司,法国Ugine Kuhlmann公司等。国内上海曙光化T1厂1966年完成中试后投产。北京621厂1971年投产。工业上一般用三氯三氟乙烷(氟利昂113)为原料,在醇-锌粉悬浮液中于50℃经脱氯而得。工业上主要采用悬浮聚合法和乳液聚合法生产PCTFE。在聚合釜中,以水为介质,过硫酸铵为引发剂,焦亚硫酸钠为还原剂,并加入PH缓冲剂,通入三氟氯乙烯,控制介质PH=2.54,于25℃和0.5MPa压力下进行悬浮聚合,反应转化率为70%-90%,反应结束后,回收未反应之三氟氯乙烯单体,聚合物经水洗、离心分离、气流干燥,得到白色粉状产品。
耐磨损PCTFE性能
PCTFE是一种结晶性聚合物,结晶度随热处理条件而异,较高可达85%-90%。其特点是透明度高,制品具有良好的耐冷流性、耐磨性和尺寸稳定性,成型加工性能优良,与金属的粘接性好。与PTFE相比,PCTFE的机械强度和弹性模量较高,特别是压缩强度和耐冷流性明显优于PTFE。PCTFE的机械性能随结晶度的不同而有所变化。高结品度的PCTFE树脂透明度较差,但具有较高的机械强度、硬度和弹性模量,较低的伸长率,较强的抗液体和气体的渗透能力;低结晶度PCTFE树脂透明性好,伸长率和冲击强度较高。PCTFE的耐热性低于PTFE,长期连续使用温度为200℃。如果温度升至300℃以上, 它就会发生分解。PCTFE具有十分**的低温性能,可在-200℃低温下长期使用。在液氧(-183℃)和液氮(196℃)中浸渍,仍能保持一定的柔软性和冲击强度。与PTFE不同,PCTFE具有极性,因此介电常数和介质损耗角正切较大。即使在160℃这样较高的温度下, PCTFE的体积电阻率也可达很大值;在80~90℃出现的下降曲率,可以认为是分子中无定形部分的不纯离子的影响所致。PCTFE的化学稳定性比PTFE稍差,但仍优于其它工程塑料。PCTFE的吸水率较低,3.175mm厚的样品于水中24h后的吸水率几乎为零,即使在水下也能保持其良好的尺寸稳定性和电绝缘性 。在所有的塑料中,PCTFE具有较低的水气渗透性,不渗透任何气体,是一种良好的屏障聚合物。PCTFE阻燃性优异,具自熄性,其氧指数高达95%,和PTFE具有同等水平。另外,PCTFE还具有优良的耐辐射、耐大气老化性能,与金属的粘接性好,也能自身熔接或焊接。
耐磨损PCTFE加工成型
PCTFE在注射成型时,料筒温度控制在260℃左右,喷嘴温度为280-290℃,注射压力为150-250MPa。为有利于注射,主流道和分流道要尽可能做得粗而短,较好采用大而圆的浇口。模腔每次注射量应为注射机容量的40%-70% ,如低于40%,物料在料筒内滞留时间过长,容易引起老化;如**70%,物料受热不易均匀,将会导致制品性能劣化。模具温度一般控制在130℃左右,如温度过高,虽然外观好,但成型周期将要延长。但是,对于一些形状复杂的制品,可以考虑将模具温度提高至150℃。为消除制品的内应力,制品可在120℃温度下进行数小时的后处理。制品的成型收缩率一般在1.0%-1.5%左右。先将PCTFE细粉悬浮在醇、酮等**溶剂中配制成悬浮液,然后采用喷涂法或浸渍法涂覆在钢、不锈钢、铝、镍、银、镉、锡等金属表面上,再经焼结后形成涂层或衬里。金属基材先要在250~400℃的加热炉中焙烧1h,再经脱脂和喷砂处理。**次喷涂先得到厚度为0.05mm的底层,以后反复喷涂厚度均不应大于0.2mm。烧结温度为250-270℃,烧结时间1-3h,但较后一次需将时间增长至10-15h。由于PCTFE是结晶性聚合物,涂层缺乏挠曲性,因此烧结后宜用冷水淬火,以使降低其结晶度,得到透明、挠曲性优良的涂层。
耐磨损PCTFE应用
PCTFE的耐热性虽不及PTFE，但它的压缩强度大，宜作化工设备的耐高压防腐垫片。PCTFE垫片的垫片系数：对1mm厚度以下的垫片为4.4,对1mm以上的垫片为4.0。PCTFE尺寸稳定性优于PTFE，它的热膨胀系数约为PTFE的50%，而且低温下的机械强度大，因此宜作低温机械的零部件。随着液化天然气(LNG)的应用，在LNG运输船、LNG贮存罐等要应用大量的耐低温阀片。低温阀用PCTFE球不易泄漏，而且对流体流动的阻力小，PCTFE已广泛应用于防腐蚀阀门（球阀、截止阀和隔膜阀等）的制作。球阀采用PTFE 衬里，PCTFE作球体；截止阀和隔膜阀皆采用它作为铁壳衬里结构。PCTFE耐腐蚀阀门适用于各种浓度的酸、氧化性介质及多种**溶剂和其他强腐蚀介质，PCTFE的性能远远**过目前国内生产的衬胶、衬铝、搪瓷、各种塑料以及玻璃钢制阀门，其耐腐蚀性甚至**过不锈钢和其他高级合金钢。PCTFE阀门使用温度范围为-50～130℃，使用压力为25MPa。由PCTFE 制造的离心泵、液压泵具有较为优良的耐腐蚀性能，可用于输送不含固体颗粒、温度不**100℃的任意浓度的各种强酸、强碱、强氧化剂等腐蚀介质，特别是用于输送氢氟酸，较能发挥其优良性能，为一般衬胶泵、不锈钢、玻璃、氯化聚醚等泵所不及，PCTFE制作的耐腐蚀导管，透明坚韧，常作液面计和液体输入导管。PCTFE的耐水性与PTFE相同，在60℃水中浸900h质量不变，即在水中或高湿度环境下制品尺寸稳定。PCTFE膜的水蒸气透过率属塑料中较低的，厚0.075mm的PCTFE膜在38℃、95%相对湿度下放2个月后的透湿率为0，水汽透过率仅0.2g/(m2.d)，因此 PCTFE可用作高级电子元件的防湿包装材料。但PCTFE膜的热封性能较差，需经电晕放电处理后用热熔胶黏剂层压.PCTFE优异的耐低温性能，可用于制作液氮、液氧、液态燃料的密封材料；利用PCTFE的力学稳定性及优良的光学性能，可用于制造带丝扣的管、管件及透明视镜、光学仪器等；其优异的电器性能可用于制作在潮湿环境中使用的插件、印刷电路板等；还可用于制取氟氯油等。
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