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聚氟乙烯材料的優良特性

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一.聚氟乙烯材料有許多優良特性

荷葉不粘水,這是大家熟知的。為什么荷葉疏水呢?在掃描電鏡下發現,荷葉表面并不光滑,而是有許多細小的突起,直徑5-9微米,突起上還有密密麻麻的納米級的“短毛”,直徑約為120納米,這兩種結構組合在一起,構成微米-納米結構。荷葉表面分泌的生物蠟和這種微米-納米結構使荷葉具有很強的拒水性和自清潔性,水在荷葉上成珠狀,極易從荷葉上滾落并帶走灰塵。

現在,科學家能夠簡單地仿生制作出類似荷葉那樣的不沾水的材料,先用蒸發法或沉積法在基質材料上鋪上一層金屬納米顆粒,再用長鏈烴分子加以修飾,便做出了拒水自清潔的膜。長鏈烴本身就疏水,它模仿荷葉面上蠟質;金屬納米顆粒就模仿荷葉上的納米突起;這里的基質材料可以是金屬,可以是含硅的材料,也可以是高分子有機材料。之所以研究疏水自清潔材料,是因為它有很多很多的應用需要。

現在,有一種疏水材料—聚四氟乙烯,這種材料的分子構造產生了疏水性。聚四氟乙烯不是由乙烯生成的,僅是它的分子結構與乙烯的分子結構相同,乙烯分子的外層有四個氫原子,聚四氟乙烯分子的外層是四個氟原子;把若干個四氟乙烯分子聚合在一起就成為大分子結構的“聚四氟乙烯”;若干個四氟乙烯大分子又會嵌合在一起,分子的外層密布著氟原子。

聚四氟乙烯,中文又稱“特氟隆”、“塑料王”,它有很多良好的特性。


1)耐溫性能——正常工作溫度為-196℃-250℃;高溫熔融可擠壓成型。

2)力學性能——在正常工作溫度下,具有良好的機械韌性;受力過大會出現蠕變。

3)耐腐蝕——對大多數化學藥品和有機溶劑都表現出惰性,能耐強酸強堿。

4)耐老化——老化壽命可達28-35年,是塑料中抗老化最佳的。

5)高潤滑——是固體材料中摩擦系數最低的。

6)不粘附——是固體材料中表面張力最小的,一般物質都不能粘附,不沾水,不沾油。

7)無毒害——可以在人體內長期存在,無不良反應。

8)電絕緣——可以抵抗1500伏高壓電。

二.聚氟乙烯有著非常廣泛的應用


正是這些優良性質,聚四氟乙烯材料的應用非常廣泛,可用于各行各業,下面僅按應用類別介紹如下:

1.防腐蝕類,主要利用其不怕腐蝕和不粘附的特點。

1)管道及配件。2)化工容器內襯。3)閥門及泵的主要部件。4)食品級或有毒物質的過濾件材料。5)水下工作部件防腐蝕并延長使用壽命。

2.密封類,主要利用其不怕惡劣的工作環境,工作溫度范圍廣,貼合性能好的優點。

像盤根、環形的、V型的密封件,還可用于對軸、活塞桿、閥門、泵體等的高要求密封件。

3.防粘類,主要利用其不粘附,拒腐蝕,無毒,工作適應性強的優點。

1)紡織工業,用于漿紗機熱輥外包裹層,可免除化學漿料的粘輥現象,大大提高生產速度和質量。

2)食品工業,用于輸送帶材料,因為它不粘物,無毒性,所以有節能和清潔的優點。

3)食品用具的防粘涂層,像燒炒鍋、烤箱、冷凍食品儲存托盤、電熨斗托底、復印機夾輥等的涂層,使用聚四氟乙烯涂層,不沾的效果顯著。

4)用于管道內壁不沾涂層。廚房、廁所的排水管很容易被堵塞,疏通排水管也是一件很頭痛的事情,不沾污的水管非常實用。輸水管內壁不沾污,既衛生又可延長使用壽命。輸油管道內壁不粘附,可提高輸運效率。

5)物件表面的不沾涂層。冰箱內壁不沾水就不會結冰。輸電設備、雷達等在寒冷工作狀態下不粘水不結冰,防冰凍雪災。船體水下表面使用不沾涂層,既可以防銹還可以減少阻力。

4.絕緣類,主要利用其絕緣性能、工作溫度范圍廣、易加工的特點。

1)電線電纜的高級絕緣材料。

2)雙水內冷汽輪發電機定子和轉子引水管和熱電偶的護套。

3)高頻、超高頻通訊設備和雷達的微波絕緣材料。

4)印刷線路基板及馬達、變壓器的絕緣材料。

5)空調、電子爐、各種加熱器及斷路器的絕緣材料。

5.耐溫類,主要利用其工作溫度范圍廣的優點。

1)微波爐的驅動傳動裝置,如連軸器、滾輪等。

2)各種制冷機、空調、制氧機、壓縮機的耐溫配件。

3)工業生產中,對各種產品的烘烤托盤。

6.生物類,主要利用其無毒性,生物相容性好的特性。

1)人體代用動脈、靜脈血管、心臟膜。

2)內窺鏡、鉗導管,氣管,注射用具。

3)其它管、瓶、濾布等醫療器材。

7.過濾類,做成薄膜限制孔徑,也可抽絲紡織限制孔徑,用于多種需要的過濾。

1)聚四氟乙烯空氣過濾膜,孔徑在0.1微米以下,具有表面光滑、透氣不透水、阻燃、耐高溫、抗強酸堿、無毒等特性,廣泛用于化工、鋼鐵、冶金、炭黑、發電、水泥、垃圾焚燒等各種工業熔爐的煙氣除塵過濾。

2)聚四氟乙烯精細凈化過濾膜,孔徑0.08-0.05微米以下,廣泛應用于制藥、生化、微電子和實驗室無塵車間、通風設備、凈化設備、醫療電子等行業的空氣凈化。

8.承載類,純聚四氟乙烯制品的承載能力不夠好,承載力大了,內部會發生蠕變。于是,加入一些填充物,這樣就在承載能力、摩擦能力方面改善了。用這種復合材料做成滑塊、軸承、活塞環、機床導軌、和其它零件,可在高溫、低速、高負荷的條件下正常使用;現在已經在眾多行業中被廣泛使用了。


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