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聚四氟乙烯
鎖定
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,簡寫為PTFE),俗稱“塑料王”,是一種以四氟乙烯作為單體聚合製得的高分子聚合物,化學式為(C2F4)n,耐熱、耐寒性優良,可在-180~260ºC長期使用。這種材料具有抗酸抗鹼、抗各種有機溶劑的特點,幾乎不溶於所有的溶劑。同時,聚四氟乙烯具有耐高温的特點,它的摩擦係數極低,所以可作潤滑作用之餘,亦成為了易清潔水管內層的理想塗料。
2017年10月27日,世界衞生組織國際癌症研究機構公佈的致癌物清單初步整理參考,聚四氟乙烯在3類致癌物清單中。
- 中文名
- 聚四氟乙烯
- 外文名
- Polytetrafluoroethylene(PTFE)
- 化學式
- (C2F4)n
- CAS登錄號
- 9002-84-0
- EINECS登錄號
- 204-126-9
- 熔 點
- 321 至 344 ℃
- 沸 點
- 400 ℃
- 水溶性
- 不溶於任何溶劑
- 外 觀
- 白色固體
聚四氟乙烯理化性質
穩定性 | 1.常温常壓下穩定,避免濕,熱,高温。無真正熔點,450℃以上慢慢分解,直接變為氣體。在327℃時,機械強度突然消失。不溶於任何溶劑。除了能與熔融的鹼金屬起反應外,不受任何物質的侵蝕,即使在氫氟酸、王水或發煙硫酸、氫氧化鈉中煮沸,也不起任何變化。 2.白色、無臭、無味、無毒的粉狀物,俗稱“塑料王”。具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。耐高温,使用工作温度達250℃。耐低温,低温下具有良好的機械韌性,即使温度下降到-196℃,也可保持5%的伸長率。耐腐蝕,對大多數化學藥品和溶劑表現出惰性,能耐強酸強鹼、水和各種有機溶劑。耐候性好,有塑料中最佳的老化壽命。高潤滑,是固體材料中摩擦係數最低者。不黏附,是固體材料中表面張力最小者,不黏附任何物質。無毒害,具有生理惰性,作為人工血管和臟器長期植入體內無不良反應。 |
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溶解性 | 不溶於任何溶劑 |
更多 | 1. 性狀:有顆粒狀、粉狀和分散液三類,中性時透明,厚度增加而成灰白色 7.泊松比:0.40(25℃) 10. 熱膨脹係數:112–125×10−6 K−1 11. 熱擴散係數:0.124 mm2/s 12. 摩擦係數:0.05–0.10 13.楊氏模量:0.5 GPa 15.拉伸模量:550Mpa16.屈服強度:23Mpa |
聚四氟乙烯製備方法
單體四氟乙烯的製備工業上以三氯甲烷為原料,用無水氫氟酸使三氯甲烷氟化,反應温度在65℃以上,用五氯化銻為催化劑,最後用熱裂法制成四氟乙烯。 也可用鋅在高温下與四氟二氯乙烷作用製得四氟乙烯。聚四氟乙烯的製備在搪瓷或不鏽鋼聚合釜中,以水為介質,過硫酸鉀為引發劑,全氟羧酸銨鹽為分散劑,氟碳化合物為穩定劑,四氟乙烯經自由基型聚合而製得聚四氟乙烯
[4]
。同時,不同用途聚四氟乙烯材料在具體制備工藝上各有不同,例如:
1.顆粒狀PTFE材料是通過在水性介質中使用少量或無分散劑進行懸浮聚合生產的。顆粒狀聚四氟乙烯材料主要用於壓縮、等靜壓和柱塞擠壓加工方法。
2.水基水基PTFE分散體使用相同的水性聚合,使用更多的分散劑並進行攪拌。水基分散體主要用於塗料和薄膜流延方法。
3.細粉末細粉末PTFE是通過受控乳液聚合製成的白色小顆粒。細聚四氟乙烯粉末可以通過糊狀擠出或添加劑加工成薄片,以提高耐磨性。
聚四氟乙烯應用領域
1、防腐方面:PTFE材料由於具有出眾的耐腐蝕性能,已經在石油、紡織等諸多行業得到廣泛應用。其中具有代表性的包括排氣管、蒸汽管、高中低壓管道、閥門等。特別是在常規材料無法使用的低温、防粘等比較嚴苛的環境條件下,更體現出PTFE所具有的優勢。
2、電子電氣方面:聚四氟乙烯的介電常數相對較小,因此可用於製備漆包線,從而在微型電機中使用。此外,氟塑料薄膜對各類氣體具有一定的選擇透過性,因此可利用這個特點製備氧氣傳感器。如今多種形式的PTFE材料在電子電氣絕緣領域內發揮了重要作用。PTFE玻璃漆布與玻璃布用於製作高温高頻的絕緣材料,可用在衞星通訊及計算機等方面;PTFE薄膜用於製作電容器,作為儀器間的絕緣層、襯墊、電纜等;不同口徑的PTFE薄壁管分別用於引出線套管、熱收縮管及螺旋管、發電機的絕緣引水管等。
3、在醫療醫用方面:聚四氟乙烯的優良的生物相容性,近些年來許多人將其作為生物材料進行了深入的研究,近年來國內外開發將PTFE膜用作人造器官,如人造血管、心臟瓣膜等,例如在臨牀上將其作為人工血管、鼻部整形中的假體支架材料,都取得了良好的效果。
4、在建築方面:通過在超細玻璃纖維織物上塗PTFE樹脂,PTFE膜材重量輕、強度高、防火難燃、自潔性好,不受紫外線影響、抗疲勞、耐扭曲、耐老化、使用壽命長,具有高透光率,熱吸收量很少的特點。正是因為這種跨時代的膜材料的發明,使膜結構建築成為現代化的永久性建築。
5、低摩擦性能在載荷方面:因其摩擦係數相比絕大部分固體材料相對較低,填充PTFE逐漸演變為各類零件無油潤滑的優良材料。其用途非常廣泛,包括化工設備的軸承、活塞環、鋼結構屋架的支承滑塊以及架橋轉體等。
聚四氟乙烯計算化學數據
1. 疏水參數計算參考值(XlogP):0
2. 氫鍵供體數量:0
3. 氫鍵受體數量:0
4. 可旋轉化學鍵數量:0
5. 互變異構體數量:無
6. 拓撲分子極性表面積0
7. 重原子數量:0
8. 表面電荷:0
9. 複雜度:0
10. 同位素原子數量:0
11. 確定原子立構中心數量:0
12. 不確定原子立構中心數量:0
13. 確定化學鍵立構中心數量:0
14. 不確定化學鍵立構中心數量:0
聚四氟乙烯安全信息
符號 | GHS05 |
信號詞 | Danger |
危害聲明 | H318 |
警示性聲明 | P280-P305 + P351 + P338 |
個人防護裝備 | Eyeshields;Gloves;type N95 (US);type P1 (EN143) respirator filter |
危害碼 (歐洲) | Xi |
風險聲明 (歐洲) | R41;R45 |
安全聲明 (歐洲) | S24/25 |
危險品運輸編碼 | NONH for all modes of transport |
WGK德國 | 3 |
RTECS號 | KX4025000 |
海關編碼 | 3904610000 |
聚四氟乙烯儲存運輸
操作注意事項 | 密閉操作,提供良好的自然通風條件。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。避免產生粉塵。避免與氧化劑接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。 |
儲存注意事項 | 儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與氧化劑分開存放,切忌混儲。配備相應品種和數量的消防器材。儲區應備有合適的材料收容泄漏物 |
聚四氟乙烯危險性概述
侵入途徑:無資料
健康危害:本品基本無毒,但聚四氟乙烯的熱解物組分,含量和毒性常隨着加熱温度的升高而增加和增高。吸入熱分解產物可引起中毒。中毒輕者表現為發熱和“感冒樣”症狀;重者出現呼吸道刺激症狀,出現化學性支氣管炎、肺炎,甚至發生肺水腫及心肌損害等。長期低濃度接觸其熱解產物者,常出現頭痛、頭昏、失眠、惡夢、記憶力減退、乏力、腰痠背痛等。
環境危害:無資料
燃爆危險:本品可燃。
聚四氟乙烯急救措施
皮膚接觸:無資料
眼睛接觸:無資料
吸入:迅速脱離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:無資料
聚四氟乙烯毒理學數據
致腫瘤:大鼠灌輸試驗:TDLo:80 mg/kg;小鼠灌輸試驗:TCLo:1140 mg/kg。
聚四氟乙烯生態學數據
該物質對環境可能有危害,對水體應給予特別注意。
- 參考資料
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- 1. Overview of materials for Polytetrafluoroethylene (PTFE), Extruded .matweb
- 2. 聚四氟乙烯板 .祥健四氟製品
- 3. Microwave and RF Information for Engineers .Microwave Calculators
- 4. 孔萍,劉青山主編. 塑料材料[M]. 廣州:廣東高等教育出版社, 2017.07:141