聚四氟乙烯性能参数

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。

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℃。

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。

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。

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① (Pa)

① 5％变形。

表14一ll 不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的压缩弹性模量

（×103 Pa）

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)

表14-13 加填充剂前后聚四氟乙烯硬度与温度的关

系

布氏硬度（HB）

高 温

材料

聚四氟乙烯

填充聚四氟乙烯

表14一14

填充剂及含量(体积％)

室温（℃）

温度，℃

布氏硬度（HB）

4.65

105～130 1.41

7.48 79～130 2.28

125～165

1.51

加填充剂前后聚四氟乙烯的摩擦系数与磨痕宽度

摩擦系数μ

磨痕宽度(mm)

纯聚四氟乙烯

萤石2%，MoS25%

云母20%，MoS25%

云母砂20%，石墨5%

石英砂20%，MoS25%

CdO20%，石墨10%

玻璃粉15%

玻璃粉30%，Cu粉5%

玻璃粉25%，CdO15%

云母10%

玻璃粉25%，CdO20%

MoS24%，石墨1%

0.20

0.20

0.22

0.24

0.21

0.22

0.18

0.19

0.20

0.20

12.70

1.99

2.10

2.87

2.60

1.82

4.03

2.28

1.20

1.28

表14—15 填充剂对导热系数及线膨胀系数的影响

填充剂含量(体积％)

纯聚四氟乙烯 铜粉50％

青铜粉27％

石墨15％～20％ 石墨50％

玻璃纤维22％

玻璃纤维13％

导热系数[kcal／(mm·h·℃)]

O．2l

0.92

O．41

O．39

O．18

0.39

0.32

线膨胀系数，(1/℃)(25～200℃)

8～25×10-5

1.6×10-5

6.4×10-5

8.0～6.6×10-5

—

8.0×10-5

9.0×10-5

应予注意的是加入填充剂后对pv值的影响。聚四氟乙烯最大加值不足常数，而是随负荷及速度而改变。负荷增加则最大pv值减小；速度增加最大pv值增大。加入填充剂可使最大pv值提高10倍以上。此外，聚四氟乙烯作摩擦副材料与使用时的环境有关．如填充四氟制品在油或水润滑环境即少油润滑状态下会大大延长使用寿命。

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