聚四氟乙烯

[拼音]：jusifuyixi

[外文]：polytetrafluoroethylene

四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。其结构式为唚CF₂─CF₂唹。20世纪30年代末期发现，40年代投入工业生产。

性质

聚四氟乙烯分子量较大，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 83和116千卡／摩尔，但聚四氟乙烯解聚生成 1摩尔四氟乙烯仅需能量41千卡。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

聚四氟乙烯的典型力学性能数据见表1，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(表2)，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0.1克／100克）。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(表3)

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41千卡。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。

应用

聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型；也可制成水分散液，用于涂层、浸渍或制成纤维。聚四氟乙烯在原子能、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、食品等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料，绝缘材料，防粘涂层等。