聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene)縮寫為PTFE,商品名稱是“特氟隆”(Teflon),俗稱“塑料王”。1938年,美國新澤西州杜邦研究實(shí)驗(yàn)室的R.S.Plunkett博士首先發(fā)明了聚四氟乙烯,1946年實(shí)現(xiàn)商品化。PTFE為四氟乙烯(TFE)單體的高結(jié)晶聚合物,白色,無毒,無味。其聚合物分子是由一(一CF2一CF2一)一結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成,是目前各行業(yè)中應(yīng)用最新型的工程塑料。
1、聚四氟乙烯的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
(1)在PTFE中,氟原子取代了聚乙烯中的氫原子,由于氟原子體積較大半徑為(0.064nm),大于氫原子半徑(0.028nm),且相鄰大分子的氟原子的負(fù)電荷又相互排斥,使得C-C鏈由聚乙烯的平面的、充分伸展的曲折構(gòu)象漸漸扭轉(zhuǎn)到PTFE的螺旋構(gòu)象,并形成一個緊密的完全“氟代”的保護(hù)層,這使其具有其他材料無法比擬的化學(xué)穩(wěn)定性以及低的內(nèi)聚能密度。
(2)C-C鍵的鍵能為372kJ/mol,C-F鍵的鍵能為347kJ/mol,是已知鍵能中較強(qiáng)的,因此分子內(nèi)結(jié)合牢固,耐熱性高,長期使用溫度為-250℃~260℃,而C-C鍵的鍵長為1.54×1010m,C-F鍵的鍵長為1.41×1010m,又是常見單鍵中較短的,所以化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,很難和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),顯示出優(yōu)異的耐候性、耐沾污性和耐化學(xué)品性。
(3)大分子主鏈上沒有支鏈,整體內(nèi)不形成交鏈,故其分子輪廓光滑,加之TFE單體具有完美的對稱性而使PTFE分子間的吸引力和表面能較低,所以PTFE具有極低的表面摩擦系數(shù),且容易在滑動過程中轉(zhuǎn)移到對偶面上形成薄的轉(zhuǎn)移膜。