與眾同名的特氟龍(Teflon)與其最大的區(qū)別在于PTFE的耐高溫的特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于特氟龍,PTFE的耐高溫的最高溫度可達(dá)300℃以上,而特氟龍的耐高溫的最高溫度則僅為250℃左右。同時(shí)PTFE的耐低溫的也高于特氟龍。另外PTFE的耐酸、堿的也高于特氟龍,PTFE的耐油的也高于特氟龍
1. 定義與命名
由四氟乙烯的單體(C?F?)通過(guò)脫水的高分子化合物即可得聚四氟乙烯(PTFE),其化學(xué)式為(C?F?)n。由其全氟的分子鏈上每個(gè)碳原子均被氟原子的包覆形成的特殊的高分子物質(zhì)[].。
- 特氟龍(Teflon):是美國(guó)杜邦公司(DuPont)為 PTFE 及其部分共聚物注冊(cè)的商標(biāo)名稱。特氟龍不僅指純 PTFE,還包括在同一系列中使用的其他氟聚合物(如 PFA、FEP 等)。因此,特氟龍是品牌概念,而 PTFE 是材料本身的化學(xué)概念。
2. 化學(xué)結(jié)構(gòu)
- PTFE 的基本結(jié)構(gòu)是 –CF?–CF?– 的線性鏈,所有氫原子均被氟原子取代,形成極其強(qiáng)的 C?F 鍵,賦予材料極佳的化學(xué)惰性和低表面能[]。
- 特氟龍的商標(biāo)產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上與 PTFE 完全相同(純 PTFE),但在杜邦的產(chǎn)品線中,還會(huì)出現(xiàn)少量共聚改性(如加入少量的氟代乙烯基單體)以改善加工性能,這些改性材料仍然使用 “Teflon” 商標(biāo)。
3. 生產(chǎn)與品牌
- PTFE 的生產(chǎn)過(guò)程包括懸浮聚合法或乳液聚合法,需要在高壓釜中保持四氟乙烯單體液化后聚合,得到顆粒或粉末狀樹(shù)脂。
基于杜邦在50年代對(duì)PTFE的商業(yè)化的推出,“特氟龍”這一名稱便初具了為全球所公認(rèn)的品牌標(biāo)識(shí)的雛形。隨后杜邦又將以特氟龍的品牌推出了PFA、FEP等一系列的改性產(chǎn)品,其相對(duì)于純的PTFE均有所不同,尤其在加工溫度、機(jī)械強(qiáng)度等方面均有了較大的提高。
5. 加工方式
- PTFE:因其熔點(diǎn)高、粘度極大,傳統(tǒng)熱熔加工困難。常用粉末燒結(jié)、冷擠壓、熱壓成型等工藝來(lái)制造薄膜、管材、密封件等[]。
采用對(duì)可熔融的改性使得特氟龍的PFA、FEP等系列的可通過(guò)常規(guī)的塑料加工工藝如注塑、擠出等成型手段,從而為其在工業(yè)中的廣泛的應(yīng)用提供了可能。
6. 應(yīng)用領(lǐng)域
- PTFE(純):化學(xué)工業(yè)的防腐襯里、電子元件的絕緣材料、航空航天的密封件、醫(yī)用血管移植材料(Gore?Tex)等。其極低的摩擦系數(shù)使其在軸承、滑動(dòng)件中也有重要應(yīng)用。
- 特氟龍(品牌):除了上述 PTFE 的傳統(tǒng)用途外,特氟龍品牌的改性產(chǎn)品(PFA、FEP)因加工便利,被廣泛用于食品包裝、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體制造的防粘涂層以及高溫電線絕緣等。特氟龍品牌的“不粘鍋”涂層正是利用其低表面能和耐高溫特性實(shí)現(xiàn)的[]。
7. 常見(jiàn)誤解
- “特氟龍就是 PTFE”:在日常語(yǔ)言中常被等同使用,但嚴(yán)格來(lái)說(shuō),特氟龍是杜邦的商標(biāo),涵蓋 PTFE 以及若干改性氟聚合物。
- “特氟龍比 PTFE 更耐高溫”:純特氟龍(即 PTFE)與 PTFE 本身的耐溫相同;只有改性特氟龍(如 PFA)在高溫下保持更好的機(jī)械強(qiáng)度。
如今,我們經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到一句這樣幽默的玩笑——“特氟龍只能用在不粘鍋上”,然而事實(shí)卻告訴我們,特氟龍的應(yīng)用之廣大遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們平常的廚房之用,它的奇妙的性能也已廣泛地應(yīng)用于了化工、電子、航空、醫(yī)療等多個(gè)高端的領(lǐng)域中。
總結(jié)
以其明確的化學(xué)定義、卓著的化學(xué)惰性、極高的耐高溫、低的摩擦和極好的電絕緣等特性,PTFE已成為高新技術(shù)的重要的基本材料之一。以特氟龍(Teflon)為杜邦對(duì)PTFE及其改性產(chǎn)品的統(tǒng)一的品牌名稱,不僅包括了純的PTFE本身,還包括了加工性能更佳的改性的氟聚合物如PFA、FEP等。只有明了了“材料”與“商標(biāo)”的本質(zhì)的區(qū)別,我們才能在選材的過(guò)程中就能避免了對(duì)兩者混淆,進(jìn)而也就能對(duì)相應(yīng)的技術(shù)溝通做到心中有數(shù)。
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