特种工程塑料耐热及高性能聚合物要点实用教案.pptx

特种工程塑料，特别是聚四氟乙烯（PTFE），是一种耐热和高性能的聚合物，广泛应用于各种领域。聚四氟乙烯的合成主要包括两个主要步骤：单体的生产和聚合。 1. **四氟乙烯单体的生产**：四氟乙烯是通过二氟一氯甲烷在高温下热裂解得到的。反应式为CHClF2 → CF2CF2 + HCl。这种方法在工业生产中被广泛采用，因为它能够有效且经济地生成所需单体。 2. **四氟乙烯的聚合**：四氟乙烯聚合反应为自由基聚合，可以采取本体、溶液、悬浮和乳液四种聚合方法。但由于聚合过程放热量大，达到约170 kJ/mol，所以工业生产通常选择悬浮法或乳液法，这两种方法能更好地控制聚合速率并降低爆炸风险，同时设备简单，操作方便。 3. **聚四氟乙烯树脂产品种类**：聚四氟乙烯根据形态和用途有多种分类，包括粉末、细粉、分散树脂等，适用于不同的加工和应用需求。 4. **化学结构与耐热性**：聚四氟乙烯的化学结构由C—F键组成，由于氟原子的电负性极高，使得C—F键能强大，热稳定性非常高。即使在200℃加热一个月，其分解量也非常小，耐温范围广，可在-250℃到+260℃之间稳定工作。 5. **结晶与熔化**：聚四氟乙烯的大分子结构类似于聚乙烯，具有高结晶度（高达93%到97%）和高熔点（327℃）。氟原子的小尺寸使其能紧密排列，形成稳定的结构。 6. **电性能**：聚四氟乙烯的大分子呈非极性，具有优秀的电绝缘性能，这得益于氟原子沿C—C主链的均匀分布，抵消了偶极矩。 7. **耐溶剂和化学腐蚀性**：聚四氟乙烯的耐腐蚀性极佳，几乎不受任何化学品的侵蚀，除了熔融金属钠、氟和某些特定氯化物。它对酸、碱、油脂、有机溶剂和强氧化剂都有出色的抵抗力，因此被誉为“塑料王”。 8. **不粘性和摩擦性**：氟原子的屏蔽效应使得聚四氟乙烯表面不粘，摩擦系数低，常用于制作不粘涂层。 9. **机械性能**：虽然聚四氟乙烯的机械强度不高，拉伸强度中等，硬度较低，但它具有良好的耐磨损性和抗疲劳性，适合在低摩擦、高耐腐蚀的环境中使用。 10. **应用**：聚四氟乙烯因其独特的性质，广泛应用于航空航天、化工、电子、食品等行业，制作密封件、轴承、电线电缆绝缘材料、炊具不粘涂层等。 聚四氟乙烯作为一种特种工程塑料，凭借其卓越的耐热性、化学稳定性和电性能，在多个领域展现出不可替代的优势，是现代科技和工业不可或缺的材料之一。