1.聚四氟乙烯
    聚四氟乙烯是用于密封的氟塑料之一。聚四氟乙烯以碳原子为骨架,氟原子对称而均匀地分布在它的周围,构成严密的屏障,使它具有非常宝贵的综合物理机械性能(表14—9)。 聚四氟乙烯对强酸、强碱、强氧化剂有很高的抗蚀性,即使温度较高,也不会发生作用,其耐腐蚀性能甚至超过玻璃、陶瓷、不锈钢以至金、铂,所以,素有“塑料 王”之称。除某些芳烃化合物能使聚四氟乙烯有轻微的溶胀外,对酮类、醇类等有机溶剂均有耐蚀性。只有熔融态的碱金属及元素氟等在高温下才能对它起作用。
    聚四氟乙烯的介电性能优异,绝缘强度及抗电弧性能也很突出,介质损耗角正切值很低,但抗电晕性能不好。聚四氟乙烯不吸水、不受氧气、紫外线作用、耐候性好,在户外暴露3年,抗拉强度几乎保持不变,仅伸长率有所下降。聚四氟乙烯薄膜与涂层由于有细孔,故能透过水和气体。
表14-9聚四氟乙烯性能
序号
技术指标
@XlL8j单位
D.jHMTQFDB     数值
测试方法
n-:a9cm$ 1
物理性能
)oLW0g0K!G 比重
*s@k|K2 2.15~2.20
GB1033—70
2
&5e!^1|eb械性能
j'a d
Z& 抗拉强度
)-<A>Ju Pa
9YV|.^eT (1961~3521)×104
a"+ O28: GBl04079
l=@&&PVA 断裂伸长率
mlJ~]hP
, pPv f
ad 250~500
>5}lp6 \ GB1040—79
RC!@}XD 抗压强度(变形10%)
1}'2=fv\ Pa
>:+GDXcL 1952×104
> 9*&Q GB104l—79
\J
&u9 抗冲击
S 5RH'& 无缺口
ObNr kgf·cm/cm2
LHl?%H K 不断
mi#0(m GB1043—79
IiL[SCr# 有缺口
"],3\WiSV| 24.6~31.6
ls Buf
z 抗弯强度
l@R{g~^f Pa
jolX@<wlJ (1834~2030)×104
D  QwyK GB1042—79
?3DUx4 硬度HB
|Cy0Q#U9pV
mCPHx'8'=p 4.54
)fd~!zU7f HG—16865
qc4hW+<0, 钢球Ф5mm
MVkfE\^g@, 载荷62.5kgf
dvSNRTD 摩擦系数
u_Kme&~
eSYU3 O.13~O.16
eF3^Z<I~
Q
MK=P57S 磨耗xpC \D
磨痕
/J5>}z/h!
Q/7i- 14.5
XyFZb8A M200试验机,对磨件45钢,硬度HRC50~59,表面粗糙度0.8▽负荷23kgf,线速度O.39m/s,时间30min
2IA1=iud
3
)]x
,y/介电性能
' ~s3z?_} 介电常数50Hzmo( CG2
106Hz
{jIax_.c
+
$y\77V
2.1
yOZ\hNYi>~ 2.1
SE.9c!i GB1049—78
N#)Opyi 介质损耗角正切
Acj rjNpsK 50Hz
g[\Hq]xs5 106Hz
&DHWr|Ebu
=E w 0.5×10-4
u~,WX|" 2.5×10-4
rASpi* h GB1049—78
BO6Y_
IK 耐电压
Tjs
OL_0 kV/mm
%eZo%w[I 60
<%s!$
^ GB1049—78
RF6$Bh^_
体积比电阻
o?& |C? Ω·cm
k4**T/M9| 1018
^ xIzjpG GB1049—78
XA[R
8@k表面比电阻
B ~s^H
Ω
&r\E~n- 1014
r6l))\W# GB1049—78
q/kfIgk
4
~4)? QbbRu
热学性能
Y-:(kv4R3Y 晶体熔点
CJ1?d<iB6
dM>7aHV 327~330
A
}[/-9^ ASTMD1457-75
f&tzwg\线膨胀系数
c}"Fo"SU 20~60℃
eDf .P) 20~100℃
jj:w6
!     20~150℃
4$ _v8     20~200℃
D&H&DY 10-5×1/℃
=
Ft)t1)
10.3
10.5
11.4
CFT*Cpo[ 12.8
.Ai"b]WQ GB1036-70
e`U`p7
b     比热容
0℃
eElMC=6n 50℃
J/kg·K
"#rpYZM6
0.96×10-3
1.05×10-3
D?H43m
1I
,+C@0h     导热系数
u
=r W/m·K
bk_PV|$K 0.24
}ID9<
#2平板法
i01c`>~U5  
聚四氟乙烯在200℃以上,开始极微量的裂解,即使升温到结晶体熔点327℃,仍裂解很少,每小时失重为万分之二。但加热至400℃以上热裂解速度逐渐加快,产生有毒气体,因此,聚四氟乙烯烧结温度一般控制在375~380℃。
<J}8<Es$@a  聚四氟乙烯分子间的范德华引力小,容易产生键间滑动,故聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数及不粘性,摩擦系数在已知固体材料中是最低的。
wTnjSD  聚四氟乙烯的导热系数小,该性能对其成型工艺及应用影响较大。其不但导热性差,且线膨胀系数较大,加入填充剂可适当降低线膨胀系数。在负荷下会发生蠕变现象,亦称作“冷流”,加入填充剂可减轻蠕变程度。
l- `
MJM[  聚四氟乙烯可以添加不同的填充剂,选择的填充剂应基本满足下述要求:能耐380℃高温即四氟制品的烧结温度;与接触的介质不发生反应;与四氟树脂有良好的混入性;能改善四氟制品的耐磨性、冷流性、导热性及线膨胀系数等。常用的填充剂有无碱无蜡玻璃纤维、石墨、碳纤维、MoS2、A1203、CaF2、焦炭粉及各种金属粉。如填充玻璃纤维或石墨,可提
高四氟制品的耐磨、耐冷流性,填充MoS2可提高其润滑性,填充青铜、钼、镍、铝、银、钨、铁等,可改善导热性,填充聚酰亚胺或聚苯酯,可提高耐磨性,填充聚苯硫醚后能提高抗蠕变能力,保证尺寸稳定等。在相同的温度条件下,填充后的聚四氟乙烯其抗压强度(表14-10)、压缩弹性模量(表14-11)、抗弯强度(表14-12)、硬度(表14-13)、摩擦系数和耐磨耗性(表14-14)、热导率(表14-15)均比纯四氟乙烯高。但抗拉强度和伸长率则有所下降,线膨胀系数(表14-15)也减小。
表14-10不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的抗压强度  (Pa)&JrQII|@  |t&7=}e  
^?%R
De}  温度(℃)
ENuQUCTO>  配方
hoF95f:qb  
-50
:TE..{Q#
 
0
Q~^_YeQ  
25
~
qCRD  
50
SUQ3N4qt  
100
w_W W&r&GM  
200
聚四氟乙烯
}_W-B 20%玻纤,5%石墨
15%玻纤,5%石墨
25%玻纤
20%玻纤
60%锡青铜
20%碳纤维
229
#2qg%  280
vkn{$hwpE8 286
293
318
395
331
158
zBbf@S  283
211
210
234
270
257
*E0D
T3  129
155
173
178
172
213
187
m_i{"ABQ  79
98
108
104
106
134
128
+@G>K- b  53.5
79
82
76
76
101
89
/%U?~Kh>  33
50
56
54
52
64
67
>
moY)!q      5%变形。
W+]fMnH  表14-ll  不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的压缩弹性模量
B(×103 Pa
t0u#+YQ  温度(℃)
ZBS)m]&J  配方
7=iQ|b  -50
J?+U~?$1l  0
ZTvszk8wN  25
)Kwxv#e  50
8%MWT#``  100
EiV
C8cB  200
?.ek?U2uZD  聚四氟乙烯
&FMZkJ# f  4.6
VWpLe.z  3.2
.3  pL  2.8
%4%*~U}7q  1.9
ewuRu:WP  1.2
2ZAW}PdZ9g  0.69
g<?JJ4T'  60%锡青铜
7.9
5.4
C!-R,  5.2
2"!tqAnWt  3.5
3n3#h6_  2.1
1.3
_@tU uO  20%玻纤
V+
6.6<X!(EsVp
*
HMOJv4  4.7
4.5
2.4
$%lWn`  1.6
1.2
'_\Kp:8B2  25%玻纤
5.9
4.7
4.5
2.4
1.5
1.1
?z3Cw1  20%碳纤维
6.6
^58 $sy  5.1
L) `#yLC  uo#:Iqa'  4.7
V8DF@(l!m  2.7
I[1/+ 4%k 1.7
P;J@lC
J  1.3
;*V/'y2  15%玻纤,5%石墨
5.7
J<4%ZZ2.  4.7
6kC_~~UTK  4.5
5 buf*b}-  2.5
48@K`x~(  1.6
d
6>-L  1
zsuX0F
 20%玻纤,5%石墨
5.6
Hk]X&i+s-  4.8
4.6
-L= {0y  2.4
5
+=%4B y  1.6
WHoHCB~;=  1
表14-12  不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的抗弯强度
                            (Pa)
yU0 e  
      温度(℃)
$jei3$.u  
配方
b4`Vy}G:-  
-50
a!VF*" '  
0
DibuV@TR:B  
25
4y^|0hO  
50
p $lc``  
100
+|2j_Z聚四氟乙烯
{3\u5 =  640
%ns3iv-g  304
v5"7Z!H<  207
G,Vs&,Q73  133
~Ef0lSD~  96
N6 N=P_ 20%玻纤,5%石墨
630
G>wJbUQl  392
TS4=v (\  325
EK<sJ4W|V  177
"06{Hbd$  120
9.Dt"+ImQ 15%玻纤,5%石墨
600WH38
340U
222
174
115
_`LV<g[CP 25%玻纤
600
340
218
--
100
:C`1(H*8 20%玻纤
600
356
210
138
100
60%玻纤
+F^_#
/  730
DZoo{[FD  500
Z)r8,$)-  280
214
?Aeq+-/i[  166
\3Yk/`SZ"  20%碳纤维
830
550
320
230
166
表14-13 加填充剂前后聚四氟乙烯硬度与温度的关系
UN <4+`  
布氏硬度(HB)
|CDHh
pR]r  
材料
A<I[QVt  
邓禄普轮胎室温(℃)
`
cVMF~O  
高  温
#_lI4B0  
温度,℃
GKTq:8e  
布氏硬度(HB)
Lv2  
聚四氟乙烯
[fPB#j J  
填充聚四氟乙烯
%CJVak  
4.65
.{;p
w*  
7.48
O*=+/   
105~130
s r 3.  
79~130
D;-Zw
ROG  
125~165
Ka7
(t QH  
1.41
?>a$  
2.28
/~ #;/  
1.51
}HPoCS}6(  
表14一14  加填充剂前后聚四氟乙烯的摩擦系数与磨痕宽度
vQ%iR8<#5  
填充剂及含量(体积%)
]C%{'3  
摩擦系数μ
yhThnCA}W$  
磨痕宽度(mm)
rWs(,A  
纯聚四氟乙烯
G3T/:}  
萤石2%,MoS25%
iq(2?Ew  
云母20%,MoS25%
,4YYfv  
云母砂20%,石墨5%
[rL{clm  
石英砂20%,MoS25%
,]<lkb\   
CdO20%,石墨10%
j>lwYU]}  
玻璃粉15%
m=TiDP@  
玻璃粉30%,Cu粉5%
yIM{(Aj
 
玻璃粉25%,CdO15%
1&H=J^i<@  
云母10%
:in%6B"a  
玻璃粉25%,CdO20%
F\JQI,  
MoS24%,石墨1%
u6=nS4:@  
0.20
ba~r^-f  
0.20
ddos9X  
0.22
!E.& 9E  
0.24
cHBj/%  
0.21
U
`
nvf  
0.22
0qN-GKQ  
0.18
j!?/6Hu Do  
0.19
K &SS" )e  
0.20
>C= jHYz  
0.20
"qt$cTJ=  
12.70
vz)zpSMpL  
1.99
d84{  
2.10
p(hc4Lxq"  
2.87
Z k%5P4  
2.60
&v[=Hu>;  
1.82
(*U nj}
 
4.03
hwr8[tn9hr  
2.28
v)wa!P   
1.20
e"a
M\2&x  
1.28
表14—15  填充剂对导热系数及线膨胀系数的影响