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顶级耐化学性塑料:含氟聚合物

您是否正在寻找一组特别耐化学腐蚀的塑料? 查看含氟聚合物。这些氟碳基塑料由多个强碳氟键组成。这种碳氟键,简称“C-F”,是科学界已知的最强单键之一。含氟聚合物中的大量 C-F 键使这些塑料对溶剂、酸和碱具有非凡的耐受性。

含氟聚合物于 1938 年首次偶然发现,当时杜邦的 Roy Plunkett 正在试验一些四氟乙烯气体。 他不小心做成了聚四氟乙烯 (聚四氟乙烯),俗称 Teflon®。从那一天起,人们开发了许多含氟聚合物,包括 PVDF(聚偏二氟乙烯); ETFE(聚乙烯四氟乙烯); FEP(氟化乙烯丙烯); PFA(全氟烷氧基); ECTFE(乙烯三氟氯乙烯)和PCTFE(聚三氟氯乙烯)。

即使是非塑料专家也可能已经看到 Teflon® 的作用,即使他们没有意识到, 因为该材料通常用于涂覆不粘炊具。这种塑料具有高耐热性、出色的耐化学性和极低的摩擦系数,非常适合该用途。 (虽然 Teflon® 是一种令人印象深刻的材料,但我建议您不要对您的炊具过于疯狂。正如作者亲身经历的那样,如果将 Teflon® 抹刀和烹饪勺放在明火上会融化。比如说,煤气灶。但那是另一天的故事了……)但氟聚合物的故事远不止锅碗瓢盆。

氟塑料在 20°C/68°F 和 212°C/100°F 之间的温度下可耐受多种化学品,包括:

醛/酮 乙二醇 过氧化物 氯化溶剂
酒精 脂肪酸 盐金属蚀刻剂 以太
酸/酐 酯类 脂肪族
酸雾 聚合物溶剂 芳香烃
芳香族溶剂 卤素基 功能性芳香剂

含氟聚合物可以抵抗的一些特定化学品包括:

丙酮 氢硼酸(浓缩) 碳酸钠
乙酰水杨酸 氢氟酸 75% 二氧化硫 96%
过氧化氢 90% 硫酸 95%
氯化钙 硝酸 90% 三氯乙烯
四氯化碳 二氯甲烷
氯湿 柴油
氯化铁 磷酸 95%
甲酸 氯化磷

还有更多。含氟聚合物出色的耐化学性使其成为许多不同工程应用的理想选择,包括:

用骨头代替鼻子、头骨、耳朵、膝盖和臀部部位 轴承 洗涤器衬里 化学罐、泵和燃料管线
用于人工角膜和心脏瓣膜的生物医学材料 凸轮 高端金属涂料
塑料实验室器具和管道 气门座 化学处理
半导体加工设备 管道内衬 喷嘴

含氟聚合物还具有非常低的摩擦系数,使其自然非常滑。事实上,据说 PFA 是壁虎唯一的材料 无法坚持。众所周知,含氟聚合物的摩擦系数低,因此难以粘合。甚至还有一种含氟聚合物涂料,旨在使昆虫从表面滑落。这种光滑和无孔的特性使含氟聚合物具有天然的抗菌作用,是医疗应用的理想选择。

此外,含氟聚合物是疏水的,因为水和含水物质都不能润湿它们。它们还具有 UL94 V-0 的可燃性等级,因此它们具有自熄性。含氟聚合物还具有出色的介电性能,使其成为极好的绝缘体。

含氟聚合物还以在极端温度下连续使用而著称。 PFA 的工作温度高达 260°C/500°F,而 FEP 可以承受 200°C/393°F。 ETFE 的值为 150°C/302°F。 许多含氟聚合物可以承受低温。 PTFE 可承受 -240°C/-400°F 至 260°C/500°F 的温度值。 ECTFE 还具有出色的低温性能,在 -76°C/-105°F 至 150°C/302°F 之间表现良好,而 PVDF 可承受 -30°C/-22°F 至 150°C/302°F 的温度. PCTFE 在 -240°C/-400°F 至 204°C/400°F° 的温度范围内表现良好。

含氟聚合物的缺点是它们不是那么坚固。 PCTFE 的抗拉强度为 7800 psi/53.8MPa,是与 ECTFE 一起最强的一种,UTI 为 7800 psi/53.8MPa。 ETFE 紧随其后,压力为 7500 psi/51.7MPa。 PVDF 的极限拉伸强度为 4000-6000 psi/27.6-41.4MPa,PFA 的值为 4300psi/24MPa。 PTFE 的极限拉伸强度为 2,500-4,000psi/17.2-27.6 MPa,而 FEP 为 3,000 psi/20.7 MPa。但如果需要极高的耐化学性、光滑性或低可燃性,并且拉伸强度不是问题,请务必检查含氟聚合物。

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