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% |
溴 | 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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