隔膜泵的优质材料-聚四氟乙烯

来源：隔膜泵-上海民泉发布日期：2011/6/16

部分读者对隔膜泵内部材料选择有些疑惑，下面让上海民泉带你了解隔膜泵常用的材料-聚四氟乙烯。
一、聚四氟乙烯（PTFE）概述：

聚四氟乙烯（英文缩写为Teflon或PTFE或传说中的F4材料），它被美誉为“塑料王”。中文商品名“铁氟龙”、“特氟隆”、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等这些都是“Teflon”的音译。

聚四氟乙烯是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性(是当今世界上耐腐蚀性能佳材料之一。除熔融金属钠和液态氟外，能耐其它一切化学药品的腐蚀，在王水中煮沸也不起变化。广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的)、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力、耐温优异（能在+260℃至-190℃的温度下长期工作）。聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂。聚四氟乙烯它本身对人没有毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。

聚四氟乙烯的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片. 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。

用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。分散液可用作各种材料的绝缘浸渍液和金属、玻璃、陶器表面的防腐图层等。各种聚四氟圈、聚四氟垫片、聚四氟盘根等广泛用于各类防腐管道法兰密封。此外，也可以用于抽丝，聚四氟乙烯纤维——氟纶（国外商品名为特氟纶）。

二、聚四氟乙烯在隔膜泵产品及其它行业的应用：

隔膜泵产品里，用聚四氟乙烯做成密封圈、密封球、隔膜片等配件产品；在阀门行业大多做衬里的材料，它在耐腐蚀性能上是替代不锈钢产品的好选择。相比不锈钢产品，聚四氟乙烯产品不仅价格便宜，而且耐腐蚀性能更优，寿命更长。

聚四氟乙烯其他使用行业：有化工、石化、炼油、氯碱、制酸、磷肥、制药、农药、化纤、染化、焦化、煤气、有机合成、有色冶炼、钢铁、原子能及高纯产品生产（如离子膜电解），粘稠物料输送与操作，卫生要求高度严格的食品、饮料等加工生产部门。

三、聚四氟乙烯化学性质：

聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103）。一般结晶度为90～95％，熔融温度为327～342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时，形成13／6螺旋；在19℃发生相变，分子稍微解开，形成15／7螺旋。

虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ／mol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时，聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率（％）每小时分别为1×10-4、4×10-3和9×10-2。可见，聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等，所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。

力学性能：它的摩擦系数极小，仅为聚乙烯的1／5，这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。

聚四氟乙烯在-196～260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能，全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。

耐化学腐蚀和耐候性除熔融的碱金属外，聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、硝酸、盐酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均无变化，也几乎不溶于所有的溶剂，只在300℃以上稍溶于全烷烃（约0.1g／100g）。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，所以具有优异的耐候性。

电性能：聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。

耐辐射性能，聚四氟乙烯的耐辐射性能较差（104拉德），受高能辐射后引起降解，高分子的电性能和力学性能均明显下降。

聚合：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℃，3～26千克力／厘米2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。

四、聚四氟乙烯的物理特性：

1、耐高温：使用工作温度达250℃。

2、耐低温：具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃，也可保持5%的伸长率。

3、耐腐蚀：对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。

4、耐气候：有塑料中佳的老化寿命。

5、高润滑：是固体材料中摩擦系数低者。具有塑料中小的摩擦系数，是理想的无油润滑材料。

6、不粘附：是固体材料中小的表面张力，不粘附任何物质。

7、无毒害：具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。

8、绝缘性：不受环境及频率的影响，体积电阻可达1018欧姆?厘米，介质损耗小，击穿电压高。

9、抗老化，耐辐照性能和较低的渗透性：长期暴露于大气中，表面及性能保持不变。

10、不燃性：限氧指数在90以下。

五、以聚四氟乙烯做材料的产品：