聚四氟乙烯(PTFE)介绍

摘要：在氟塑料品种中，产量最大、用途最广的为聚四氟乙烯。其用量占世界氟塑料总用量的70%~80%。聚四氟乙烯的一系列特性均优于其他聚合物材料，具有优异的综合性能。本文介绍了聚四氟乙烯的结构，基于分子结构的分析，阐述了它所具有的物理化学特性；综述了聚四氟乙烯在各方面的应用，并对该材料的应用前景进行了展望。

        聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene，PTFE)，简称F4，商品名称是“特氟隆”(Teflon)，俗称“塑料王”。1938年,美国新泽西州杜邦研究实验室的R. S. Plunkett 博士首先发明了聚四氟乙烯。美国杜邦公司在1945年注册了Teflon®（特富龙®）商标,1948年实现了聚四氟乙烯的工业化生产。四氟乙烯常压下是无色无嗅的气体，沸点-76.3℃，熔点-142.5℃，易爆，易自聚。PTFE为四氟乙烯(TFE)单体的高结晶聚合物，白色，无毒，无味。其聚合物分子是由-(-CF2-CF2-)-结构单元重复连接而成，是目前各行业中应用的最新型的工程塑料［1］。
1 聚四氟乙烯的结构和特点
       在PTFE中，氟原子取代了聚乙烯中的氢原子，由于氟原子体积较大半径为(0.064nm)，大于氢原子半径(0.028nm)，且相邻大分子的氟原子的负电荷又相互排斥，使得C-C链由聚乙烯的平面的、充分伸展的曲折构象渐渐扭转到PTFE的螺旋构象，并形成一个紧密的完全“氟代”的保护层，这使其具有其他材料无法比拟的化学稳定性以及低的内聚能密度。
C-C键的键能为372kJ/mol，C-F键的键能为347kJ/mol,是已知键能中较强的，因此分子内结合牢，耐热性高。长期使用温度为-250℃～260℃，而C-C键的键长为1.54×10-10m，C-F键的键长为1.41×10-10m,又是常见单键中较短的，所以化学性质稳定,很难和其他物质发生化学反应,显示出优异的耐候性、耐沾污性和耐化学品性 [2]。