1、氟塑料种类与结构

1.1定义

凡在分子结构中含有氟原子的塑料，总称为氟塑料(或称氟碳树脂)。正因为氟塑料分子结构中含有氟原子，所以具有许多优异的性能，如优良的电绝缘性能，高度的耐热性，突出的耐油、耐溶剂和耐磨性能，优异的耐化学药品性能，以及良好的耐湿性和耐低温性能等。氟塑料具有这些特性是其它塑料不能相比的，因此，氟塑料在航天航空、国防工业、电子、冶金、石油化工等工业部门被广泛地应用。氟塑料主要有——

①聚四氟乙烯(PTFE，F4)

②聚全氟乙丙烯(四氟乙烯一六氟丙烯共聚物，FEP，F46)

③四氟乙烯一乙烯共聚物(ETFE，F40)

④四氟乙烯—全氟烷基乙烯基醚共聚物(可熔性聚四氟乙烯，PFA)

⑤聚偏氟二乙烯(PVDF，F2)

⑥聚三氟氯乙烯(PCTFE，F3)，等。

1.2氟塑料的分子结构

2、各种氟塑料的基本性能及加工使用情况

2.1聚四氟乙烯

氟塑料的使用性能以聚四氟乙烯最为优秀。聚四氟乙烯的密度为2．12～2．199／cm，长期使用温度为一190℃～260°C．在聚四氟乙烯分子结构中，由于氟原子较氢原子有较大的范德华半径，在C⋯C链上随着F对H的取代导致从聚乙烯的“Z”字形平面扭曲成为聚四氟乙烯的螺旋形结构。聚四氟乙烯中这种C⋯C键的螺旋扭曲最终形成一种有氟原子构成的圆柱形外壳，这层外壳将C原子及其C⋯C链遮盖起来形成保护层，使它比C⋯H化合物的耐腐蚀性强得多，对绝大多数化学品和溶剂呈惰性。

聚四氟乙烯分子链中氟原子为对称分布，碳、氟两种元素共价相结合，所以整个分子呈电中性，不带极性而又具有极好的电绝缘性。不仅如此，它在较宽的使用温度区间及频率范围内，介电强度、介电常数、体积电阻率和表面电阻率保持良好。在大分子中也没有亲水性基团，故吸水性极低，使它的介电性能很少受到湿度的影响。在耐温方面，聚四氟乙烯分子中氟原子的电负性很大，C—F键很短，其键能高达500kg／mol，具有优良的热稳定性。所以聚四氟乙烯是电线电缆最为理想的绝缘和护套材料。

由于聚四氟乙烯熔融粘度高，不能采用传统的热塑性塑料加工方法，主要加工方法是用聚四氟乙烯悬浮树脂经模压、烧结、车削、定向而成。

2.2聚全氟乙丙烯

聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和六氟丙烯的聚合物，是四氟乙烯的改性材料。所以聚全氟乙丙烯既具有四氟乙烯的优点，又具有热塑性塑料的良好的加工性能。使它成为代替聚四氟乙烯的重要材料。聚全氟乙丙烯的密度为2.12----2.17g／cm，长期使用温度为-190℃～200℃．由于聚全氟丙烯具有优异的绝缘、阻燃、耐高温性能和耐腐蚀性，使它在电线电缆上得到了广泛的应用。它不仅被应用于通风电线电缆，还用于军事导线和其它航空领域、热探测用线、计算机后嵌板导线、同轴电缆绝缘线、电子计算机内部的连接线等。

2.3四氟乙烯一乙烯共聚物(ETFE，F40)

ETFE的密度为1.75----1.78g／cm，长期使用温度为-100℃～150°C。ETFE是电气性能和机械性能兼优的电气绝缘材料，在高温下的耐蠕变性和低温下的耐冲击性能均优于聚四氟乙烯。它的加工性能与一般热塑性塑料无大的区别。

2.4四氟乙烯—全氟烷基乙烯基醚共聚物(可熔性聚四氟乙烯，PFA)

PFA是由全氟烷基乙烯基醚改性聚四氟乙烯而得到的树脂，俗称可熔性聚四氟乙烯。它改善了聚四氟乙烯的加工困难的缺点，又使其性能水平和长期使用温度基本接近聚四氟乙烯。它可采用挤出方法加工。它具有的性能：高温时(250℃)机械性能优于PTFE和FEP、电性能与PTFE相同、耐热性优异、使用温度260°C、耐化学药品性能与PTFE相同、低摩擦系数、不粘、不延燃、耐环境应力开裂、能熔融加工。适合制造大长度、大外径的耐高温电线，如测井电缆。

2.5聚偏氟二乙烯(PvDF，F2)

PVDF的1.75～1.78g／cm，长期使用温度为-30℃～140°C，PVDF是含氟塑料中的第二大产品，世界年产量为2万多吨。相对于FEP和PFA，PVDF具有其抗拉强度、压缩强度、冲击强度优秀、耐磨、耐切割性能好，蠕变小、热变形温度较PTFE高、耐吸湿性好、耐大气老化性能优异，在道附近的烈日下暴晒25年，树脂的光泽和外观不起变化。对Y射线辐照性能稳定。

2.6聚三氟氯乙烯(PCTFE，F3)

由于在聚三氟氯乙烯分子结构中一个氯原子取代了聚四氟乙烯的一个氟原子，故它的性能和聚四氟乙烯有一定的差异。它的使用温度为130℃～150°C，最低使用温度为-50℃，化学稳定性仅次子PTFE。机械强度较PTFE好、良好的耐冷流、耐大气老化和光老化性能、耐辐照性好。PCTFE熔融时有一定的流动性，可用挤出法加工，但它的软化温度和分解温度很接近，且流动性较小，所以加工要严格控制。