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PTFE低摩擦力作用下的聚四氟乙烯由于其摩擦系數(shù)相對絕大多數(shù)固體材料來說是比較低的,填充 PTFE逐漸成為各種零件無油潤滑的優(yōu)良材料。它的應用范圍很廣,包括化工設備軸承、活塞環(huán)、鋼結構屋架支撐滑塊、架橋轉體等。PTFE還有許多廣泛的應用,因其奇特的物理特性,廣泛被各行業(yè)生產廠家所喜愛。不愧為“塑料王”!隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展, PTFE材料還顯示出三個不可忽視的缺點:冷、難焊接和難熔合。而且這些問題正在逐步得到解決,使得它在光學、醫(yī)學等領域有著很好的應用潛力。
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PTFE是四氟乙烯聚合物。英文簡稱 PTFE,可長期用于各種化學介質中,它的產生解決了我國化工、石油、等領域的諸多問題,它廣泛應用于需要抗酸堿、的各種物質本身對人體沒有毒性,但生產過程中所用原料之一全氟辛酸銨(PFOA)被認為可能會致癌。由四氟乙烯聚合而成的高分子化合物,具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性、耐腐蝕、密封、潤滑不粘、電絕緣性能好、耐老化性能好??稍?50℃至-180℃下長期工作,除、液氟外,可耐任何其他化學制品,在王水中煮沸不變。
盡管膨體 PTFE的結構發(fā)生了變化,但仍保持了 PTFE的優(yōu)良化學性質,同時也擴大了其使用溫度范圍,提高了機械強度,增加了一些新的性能,如抗蠕變性能的提高,膨脹系數(shù)減小,具有了多孔、透氣、疏水和極高的韌性等,這些優(yōu)點使其在許多領域得到廣泛應用。
ePTFE防水透濕性層壓織膜首先是由美國 Gore公司開發(fā)而成。此后,這種織物在軍事民用領域廣泛應用,被稱為“世紀布”。這類織物一般是用錦綸或滌綸機織織物做表層,錦綸經編織物作里層, PTFE膜作中間層,然后用疊層方法制成三層織物。ePTFE防水性能的好壞取決于其結構和性能。由于 ePTFE表面能量較低,水在其表面的接觸角遠大于90°,且 ePTFE具有很強的疏水性,因而不易被水潤濕。另外, ePTFE薄膜的微孔直徑,大約是水蒸氣分子直徑5000倍,小水滴直徑的1/200,水滴不能穿過薄膜但蒸汽能穿過,所以 ePTFE織物防水透氣。因為它的孔排列不規(guī)則,可以防風,耐磨性也比較強。與此同時, ePTFE纖維具有高強、低收縮、不粘性、耐紫外線老化等優(yōu)良性能,使其成為戶外運動服裝的面料。此外,還常制成消防服、宇航服、手術服、軍事、睡袋、輕型帳篷等。
消費電子領域在膨脹聚四氟乙烯薄膜層的一面涂上帶有氣體分子微孔的涂層,可達到50米以上無滲水現(xiàn)象,可保證揚聲器通話的音質清晰不失真。在消費類電子領域,耐水壓透聲膜產品已用于華為、小米等智能可穿戴設備,近三年的復合增長率高達67%。三、密封材料與航空航天膨脹 PTFE在高溫高壓下具有良好的抗蠕變松弛性能、良好的壓縮回彈性、優(yōu)良的耐介質腐蝕性和較高的抗拉強度,在密封領域得到了廣泛的應用。用膨體 PTFE制成的密封墊片能夠很大程度上替代傳統(tǒng) PTFE密封材料,而膨體PTFE編織盤根由于其優(yōu)良的物理機械性能,大大提高了填料密封的使用壽命和密封效果,使填料密封的使用領域更加廣闊。
為了檢查飛機內部的管道、設備和系統(tǒng)的狀況,飛機上設計了很多窗戶和口蓋。常規(guī)密封材料以橡膠為主,雖然橡膠壓縮性能好,但其耐溫、耐老化性能較差,一旦老化失去彈性,出現(xiàn)龜裂,密封失效。航空油箱口蓋采用密封劑密封,結構復雜,硫化時間長,清除舊硫化膠費時費力,給飛機地面維護帶來麻煩。ePTFE是近幾年興起的一種新型氟材料,在航空領域主要用作結構密封,與傳統(tǒng)密封材料相比,具有如下優(yōu)點:致密性好,可用于飛機上,體重減輕;使用溫度范圍寬;良好的抗老化性能,蠕變性能好,施工方便,維修方便;耐蝕性好。
低摩擦力特性的應用因為有些設備的摩擦部分不宜加油潤滑,例如,當潤滑劑會被溶劑溶解而失效的場合,或者造紙、制藥、食品、紡織等行業(yè)的產品需要避免潤滑劑的沾污,這使得填充 PTFE材料成為機械設備零件無油潤滑(直接承受負荷)的佳材料。因為這種材料在已知固體材料中的摩擦系數(shù)低。它的特殊用途包括:化工設備、造紙機械、農業(yè)機械的軸承,用作活塞環(huán)、機床導軌、導向環(huán);土木建筑工程廣泛用作橋梁、隧道、鋼結構屋架、大型化工管道、貯槽的支撐滑塊、橋梁支座、架橋轉體等。
在、中的應用膨脹 PTFE材料是純惰性的,具有極強的生物適應性,不會引起機體的排斥,對人體沒有生理上的副作用,可以用各種方法消毒,并且具有多種微孔結構,因此可用于各種康復手段,包括軟組織再生用的人造血管和補片,以及血管、心臟、普通和的手術。5、抗粘附性應用PTFE材料在固體材料中具有低的表面張力,不粘附任何物質,同時還具有優(yōu)異的耐低溫性能,這使得 PTFE材料廣泛應用于制造不粘鍋。防粘技術主要包括兩種:將 PTFE元件或薄片置于基體上,并將 PTFE涂層或與玻璃復合漆布經熱收縮而將其包覆于基材上。伴隨著材料應用技術的不斷發(fā)展, PTFE材料存在著三大缺點:冷、難焊接、難熔融加工性,使其在光學、電子、、石化輸油、防滲等多個領域有更廣闊的應用前景。