由全氟烷的特殊性和其對(duì)各種有機(jī)、無(wú)機(jī)的高分子材料的改性作用出全氟烷氧基聚合物的概述
- 化學(xué)本質(zhì)
PFA 屬于全氟烷氧基(Perfluoroalkoxy,簡(jiǎn)稱(chēng) PFA)聚合物,是在聚四氟乙烯(PTFE,俗稱(chēng)“特氟龍”)的主鏈上引入少量全氟烷氧基(如全氟丙基乙烯醚)單體共聚而成的共聚物[]。這種結(jié)構(gòu)既保留了 PTFE 的全氟碳主鏈帶來(lái)的卓越化學(xué)惰性,又在側(cè)鏈上加入了含氧基團(tuán),使材料具備了可熔融加工的特性。
- 與特氟龍(PTFE)的關(guān)系
既具有極強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕、耐高溫、低的摩擦系數(shù)及優(yōu)異的電絕緣等優(yōu)良的性能的氟碳類(lèi)聚合物。
- 不同點(diǎn):
1. 加工方式:PTFE 只能通過(guò)壓制、擠出等固相加工,難以注塑;PFA 因含有氧醚側(cè)鏈,熔點(diǎn)降低且熔體粘度更低,可直接進(jìn)行注塑、擠出等熱塑性加工[]。
2. 最高使用溫度:PTFE 可在約 260?°C(500?°F)以上長(zhǎng)期工作;PFA 的連續(xù)使用溫度一般在 260?°C 左右,略低于 PTFE。
3. 摩擦系數(shù):PFA 的摩擦系數(shù)略高于 PTFE,但仍遠(yuǎn)低于多數(shù)工程塑料。
4. 品牌稱(chēng)呼:在市場(chǎng)上,PFA 常以 “Teflon?PFA” 之名銷(xiāo)售,屬于杜邦(現(xiàn) Chemours)等公司的特氟龍系列產(chǎn)品之一。因此,雖然 PFA 與 PTFE 同屬特氟龍家族,但在技術(shù)規(guī)格和加工性能上有顯著區(qū)別。
- 主要性能特點(diǎn)
其對(duì)幾乎所有的酸、堿、溶劑以及各種腐蝕性的氣體都表現(xiàn)出極高的耐受性。
其可連續(xù)的工作于約260℃的高溫下,甚至可暫時(shí)耐受更高的溫度的高溫操作。
- 低摩擦、低表面能:表面極為光滑,常用于防粘、抗污涂層。
依托于對(duì)其的注塑、擠出、壓延等的可熔融的加工工藝,可將其制成復(fù)雜的各種形狀的管材、閥體、薄膜等產(chǎn)品。
其電氣性能良好,介電強(qiáng)度高、介電常數(shù)低等特點(diǎn)也使其廣泛用作電線(xiàn)電纜的絕緣材料。
- 典型應(yīng)用領(lǐng)域
1. 化工管路與閥門(mén):用于輸送強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及有機(jī)溶劑的管道、閥體和密封件。
2. 半導(dǎo)體與電子:在對(duì)雜質(zhì)要求極高的半導(dǎo)體制造中,用作氣體輸送管路、真空閥門(mén)及電纜絕緣。
3. 食品與醫(yī)藥:因其無(wú)味、無(wú)毒、耐清洗,常用于食品加工設(shè)備、醫(yī)藥輸送管路及一次性醫(yī)療器械。
4. 防粘涂層:在不粘鍋、烘焙模具、實(shí)驗(yàn)室容器內(nèi)壁等表面提供低表面能防粘效果。
5. 耐腐蝕密封件:用于化工工泵、閥門(mén)的密封墊片,能夠在極端腐蝕環(huán)境下保持密封性能。
- 市場(chǎng)品牌與供應(yīng)商
常見(jiàn)的 PFA 商標(biāo)包括 Teflon?PFA(Chemours)、Hyflon?PFA(Solvay)、Dyneon?PFA、Neoflon?PFA(Daikin) 等。這些品牌在全球范圍內(nèi)提供原料粒料、擠出棒材、薄膜以及特定形狀的加工件。
- 使用注意事項(xiàng)
但即使具備了PFA與PTFE相似的極佳的化學(xué)惰性,在高溫的加工過(guò)程中也仍然需要對(duì)其的升溫速率加以嚴(yán)格的控制,否則便可能因其自身的熱應(yīng)力而造成材料的開(kāi)裂等不可挽回的后果。
- 與 PTFE 相比,PFA 的成本略高,主要因?yàn)槠渖a(chǎn)工藝更為復(fù)雜且需加入氧醚單體。
但在面對(duì)極端的高溫(都達(dá)到了260°C以上)或強(qiáng)烈的機(jī)械沖擊等極端的外界條件下,我們?nèi)圆皇閷?duì)PTFE或其他更能耐高溫的氟聚合物的選用。
結(jié)論
PFA 不是傳統(tǒng)意義上的“特氟龍”(PTFE),而是 一種可熔融加工的特氟龍家族成員,在保持 PTFE 大多數(shù)優(yōu)異性能的同時(shí),提供了更便利的加工方式和更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。它常以 “Teflon?PFA” 之名進(jìn)入市場(chǎng),屬于特氟龍系列的衍生產(chǎn)品。