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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。
序号技术指标
序号
技术指标
单位
数值
测试方法
1
物理
性能
比重
2.15~2.20
GB1033—70
抗拉强度
Pa
(1961~3521)×104
GBl04079
断裂伸长率
%
250~500
GB1040—79
抗压强度(变
形10%)
Pa
1952×104
GB104l—79
2
机械
性能
抗
无缺口
kgf·cm
不断
冲
击
有缺口
/cm2
24.6~31.6
GB1043—79
抗弯强度
Pa
(1834~2030)×104
GB1042—79
硬度HB
HG—16865
4.54
钢球Ф5mm
载荷62.5kgf
摩擦系数
O.13~O.16
磨耗磨痕
14.5
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
介电常数50Hz
106Hz 2.1
2.1
GB1049—78
介质损耗角正切
介电
3性能
3
性能
106Hz
耐电压
kV/mm
60
GB1049—78
体积比电阻
Ω·cm
1018
GB1049—78
表面比电阻
Ω
1014
GB1049—78
晶体熔点
℃
327~330
ASTMD1457-75
线膨胀系数
20~60℃
10.3
20~100℃
10-5×
1/℃
10.5
GB1036-70
20~150℃
11.4
4
热学
性能
20~200℃
12.8
0.5×10-4
2.5×10-4
GB1049—78
比热容
0℃
50℃
导热系数
J/kg·K 0.96×10-3
1.05×10-3
W/m·K 0.24 平板法
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、MoS、A10、CaF、焦炭粉及各
2 23 2
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
MoS
2
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)
温度(℃)
配方
-50
0
25
50
100
200
聚四氟乙烯
229
158
129
79
53.5
33
20%玻纤,5%石墨
280
283
155
98
79
50
15%玻纤,5%石墨
286
211
173
108
82
56
25%玻纤
293
210
178
104
76
54
20%玻纤
318
234
172
106
76
52
60%锡青铜
3
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