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聚四氟乙烯相對分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬，高的達(dá)一千萬以上，一般為數(shù)百萬（聚合度在104數(shù)量級，而聚乙烯僅在103）。一般結(jié)晶度為90～95%，熔融溫度為327～342℃。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四氟乙烯的各種性能。溫度低于19℃時，形成13/6螺旋；在19℃發(fā)生相變，分子稍微解開，形成15/7螺旋。優(yōu)良性質(zhì)如下3.1.2.2 輻射降解 PTFE 是性能優(yōu)異的高分子材料,卻對輻射非常敏感。一般條件下受到小劑量輻射就會導(dǎo)致其性能變化和分子量下降。PTFE 這一特性為低分子量 PTFE 的制備提供了有效途徑。 低分子量PTFE 粉末拒水性高,在水中的分散性差。即使用球磨機(jī)機(jī)械的方法分散到水中,水中的低分子量PTFE粉末的分散穩(wěn)定也不好。而銷售的低分子量PTFE分散液多數(shù)分散在有機(jī)溶劑中,與水性涂料和水性樹脂不僅難以混合,而且對環(huán)境也不好。 Hoshikaw[4]提出把含平均粒徑0.1~ 0.5µm、平均分子量70萬 0的PTFE 分散液，經(jīng)γ射線2~ 100 kGy照射得到低分子量PTFE水性分散液。蘇杰龍等[5]對γ射線輻照PTFE分散液的研究表明，隨著輻射劑量的增加, PTFE的分子量也隨之減少。在20 kGy時聚合物顆粒粒徑小，其粒度分布也窄。劑量大小對PTFE顆粒的外觀形貌沒有影響。由于表面活性劑的存在, 高分子鏈上沒有產(chǎn)生新的化學(xué)基團(tuán)。這為生產(chǎn)小粒徑、低分子量的PTFE 分散液提供了一種新方法。 3.2 高分子量的聚四氟乙烯 高分子量PTFE制備的方法主要有2種：一種是懸浮聚合，另一種是乳液聚合。乳液聚合得到的PTFE主要用于與液態(tài)潤滑劑混合進(jìn)行糊狀擠出及壓延成型等加工成型，制成管子和電線電纜包覆。經(jīng)糊狀擠出和拉伸制備雙向拉伸膜時需在一定速度下進(jìn)行拉伸。由于PTFE聚合物相對分子質(zhì)量越高，其拉伸強(qiáng)度就越大，也就有良好的壓延延展性和拉伸成孔性。因此用于雙向拉伸膜用PTFE樹脂需要相對數(shù)均分子質(zhì)量至少在10×106以。雙向拉伸膜因具有優(yōu)異的防水、透氣、防污、保暖等性能，用于如衣服、帳篷、分離用膜等產(chǎn)品。高相對分子質(zhì)量PTFE還用于生物醫(yī)用材料和高級墊片等。2.2 化學(xué)性質(zhì)： 耐候性——聚四氟乙烯不吸潮，對氧、紫外線均穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性，長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。 不燃性——限氧指數(shù)在90以下。 耐腐蝕性——除熔融的堿金屬外，聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無變化，也幾乎不溶于所有的溶劑，只在300℃以上稍溶于全烷烴（約0.1g/100g）。 抗氧化性——能耐強(qiáng)氧化劑的腐蝕。 3.制備 PTFE由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。其聚合方法包括本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合( 亦稱分散聚合)等,工業(yè)生產(chǎn)中主要采用懸浮聚合和乳液聚合。聚合一般在40～80℃,3～26kgf／cm2壓力下,采用無機(jī)的過硫酸鹽、有機(jī)過氧化物作為引發(fā)劑進(jìn)行。 3.1 低分子量的聚四氟乙烯[3] 低分子量聚四氟乙烯可稱為PTFE微粉、PTFE蠟、PTFE干粉潤滑劑等。低分子量PTFE其分子量一般只有3~ 20萬,甚至有的不到1萬,其平均粒徑為1~ 20µm,一般在1~5µm用途大。由于其分子量低,熔點一般在315~ 320 ℃,粒子粒度細(xì)且軟、有較好的分散能力、能均勻地分散于其他基材中從而改變其特性因此,它的主要用途是在其他材料中用作為添加劑,改善潤滑性、增加剝離性,改善耐磨性,賦予抗污性和耐擦傷,提高阻燃性及增加拒水性。低分子量PTFE 粉末可以加到油墨、油漆、涂料、天然漆、潤滑脂、潤滑劑、油品、熱塑性塑料、熱固性樹脂和彈性體中。 3.1.1 聚合法 3.1.1.1 乳液聚合 溶液聚合 SHIMADA提出采用對臭氧層和地球變熱沒有問題的C4~ 8的烷基多氟烷目前PTFE常見的乳液聚合是在一定溫度及壓力條件下攪拌,以水為介質(zhì),以全氟辛酸銨為乳化劑,過硫酸鹽為引發(fā)劑進(jìn)行聚合,在反應(yīng)過程中加入分子量調(diào)節(jié)劑來控制PTFE 聚合度。
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