PTFE物理室各项检测指标要点

1、1、PTFE概述聚四氟乙烯被称“塑料王”，氟树脂之父罗伊普朗克特1936年在美国杜邦公司开始研究氟利昂的代用品，他们收集了部分四 氟乙烯储存于钢瓶中，准备第二天进行下一步的实验，可是当第二天打开钢瓶减压阀后，却没有气体溢出，他们以为是漏气，可是将 钢瓶称量时，发现钢瓶并没有减重。他们锯开了钢瓶，发现了大量的白色粉末，这是聚四氟乙烯。研究发现聚四氟乙烯性质优良，可 以用于原子弹、炮弹等的防熔密封垫圈，因此美国军方将该技术在二战期间一直保密。直到二战结束后，才解密，并于1946年实现工 业化生产聚四氟乙烯。聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚 乙烯仅在103）。一般结晶度为9095%，熔融温度为327342C。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢 稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种 分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19C时，形成13/6螺旋；在19C发生相变，分子稍微解开，形成15/7螺旋。虽然在全氟碳化合物

2、中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯 仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时，聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420C时的失重速率（%）每小 时分别为1X10-4. 4X10-3和9X10-2。可见，聚四氟乙烯可在260C长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异 丁烯等，所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。分子式：（C2F4）n；分子量：100.015612;熔点：327C;沸点：400C; 折射率：1.35。1.1、化学性质耐大气老化性：耐辐照性能和较低的渗透性;长期暴露于大气中，表面及性能保持不变。不燃性：极限氧指数在90以下。耐酸碱性：不溶于强酸、强碱和有机溶剂（包括魔酸，即氟锑磺酸）。抗氧化性：能耐强氧化剂的腐蚀。酸碱性：呈中性。1.2、物理性质密度：2.1-2.3 g/cm，；耐高温一一使用工作温度达250C。耐低温一一具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196C，也可保持5%的伸长率。耐腐蚀一一对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强

3、酸强碱、水和各种有机溶剂。耐气候一一塑料中最佳的老化寿命。高润滑一一是固体材料中摩擦系数最低者。不粘附一一是固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质。低毒性一一具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。1.3、应用范畴聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型；也可制成水分散液，用于涂层、浸渍或制成纤维。聚四氟乙烯在原子能、国防、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、金属表面处理、制药、医疗、纺织、 食品、冶金冶炼等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料，绝缘材料，防粘涂层等，使之成为不可取代的产品。聚四氟乙烯用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等，一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、 阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。在PTFE中加入任何可以承受PTFE烧结温度的填充剂，机械性能可获得大大的改善， 同时保持PTFE其它优良性能。填充的品种有玻璃纤维、金属、金属化氧化物、石墨、二硫化钼、碳纤维、聚酰亚胺、EKONOL等， 耐磨耗、极限PV值可提高1000倍。聚四氟乙烯管材选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂经柱塞挤压加工制成。生活中用的不粘锅的

4、内衬也使用聚四氟乙烯制作的，就是利 用了聚四氟乙烯耐高温，不粘的特点。2、标准环境及其定级、标准温度与室温的区别IIIIII2.1、标准环境定义标准环境（引用GB2918-1998）是指优先选用的、规定了空气温度和湿度且限制了大气压强和空气循环速度范围的恒定环境，该 空气中不含明显的外加成分，且环境未受到任何明显的外加辐射影响。标准环境代号空气湿度t C相对湿度U %备注23/502350应该使用这种标准环境，除非另有规定27652765对于热带地区如各方商定，可以使用注：上表中数值适用于大气压强在86Kpa和106Kpa之间的一般海拔高度及空气循环速度W1m/s的场合。2.2、环境标准等级等级温度容许偏差At C相对湿度容许偏差AU23/5027651 （加压）1552 （一般）210102.3、标准温度和湿度如果湿度对所测性能都没有任何显著影响或其影响可忽略不计，则不必控制相对湿度。相应的两个环境称作“温度23”和“温度27”，调节周期不小于88h。同样，如果温度和湿度对所测性能没有任何显著影响，则温度和相对湿度都不必控制，在这种情况下，该环境称为“室温”。“室温”是指的这样一种环

5、境：其空气温度保持在规定范围内，而不考虑相对湿度、大气压或空气相对流速的影响。通常空气温 度范围为1828 C,应称作“ 1828 C的室温”，调节周期不小于4h3、样品采集及其制备（准备阶段）3.1、样品采集3.1.1样品采集按GB/T6678进行，采样单元数按GB/T6678-86表2中的规定，采样单元以包装桶计。从每个包装桶内等量抽取需用样品混合均匀，放入清洁干燥的容器内。采样应保持物料原始的状态，取样过程中应避免水汽、尘 土的杂质的引入。采样应抽取均匀的、有代表性的样品，在采样容器上注明样品名称、物料批号及数量、采样日期、采样者等。3.1.2注意事项3.2、试样的制备所用器皿设备3.2.1圆片试样称取通过孔径0.9mm （20目）金属筛的聚四氟乙烯树脂14.5g，均匀地加入清洁模具的模腔内，刮平、合模后，放在液压机的下 平板上缓慢加压，在34.5Mpa压力保持下保压3min，卸压，从横腔中取出直径为76mm的预制品，修光毛边，擦净，将预制品放在平 整的金属板上，然后，送入具有强制热风循环，带旋转工作盘的烧结炉内，升温并按表中A法工艺烧结。3.2.2标准相对密度和热不稳定性指数试

6、样称取通过孔径0.9mm （20目）金属筛的聚四氟乙烯树脂12.00.1g，导入内径为28.6mm、高度至少为76mm的圆筒形模具的模 腔内，刮平上表面，合模后将模具放在液压机中逐步加压至压力34.5MPa，保压2min，卸压，从模腔中取出预制品，修光毛边，擦净，将预制品放在适当的盘中，送入具有强制热风循环，带旋转工作盘的烧结炉内，升温。标准相对密度试样按表中A法工艺烧结；测定 热不稳定性指数用的广义相对密度试样按表中C法工艺烧结3.2.3薄膜试样称取通过孔径0.9mm（20目）金属筛的聚四氟乙烯树脂300g，均匀地加入双面受压的外径为57mm、内径为18mm的模具内，刮平、 合模后，放在液压机的下平板上缓慢加压，起始压力为3.45MPa并保压12min，然后，在35min内平稳升压至34.5MPa，保压25min 后，卸压，从模腔的垂直方向取出预制品，修光毛边擦净，送入具有强制热风循环，带旋转工作盘的烧结炉内，升温并按表中B法烧 结，烧结后的毛坯在室温下放置24h以上，以特制刀具削成455um的薄膜。3.2.4直径为57mm的棒状试样称取通过孔径0.9mm（20目）金属筛的聚四氟乙烯

7、树脂40050g，均匀地加入双面受压的直径为57mm的模具的模腔内，制备 方法同3.2.3相同，按表中的B法烧制。3.2.5注意事项3.3、试样的烧结3.3.1烧结条件条件试样方法ABC76mm圆片与标准相对密度57mm棒试样广义相对密度试样起始温度，C290238290升温速率，C/h120 10605120 10保温温度，。C380 63716380 6保温时间，min30.0240 15360 5降温速率，C/h605605605第二次保温温度，C294 6238 6294 6第二次保温时间，min24.024.0冷却至室温时间，h 0.560.53.3.2注意事项烧结过程中，应在通风橱中进行，避免有害气体对人产生影响。每隔半小时应对烧结炉内的试样进行观察，如有异样发生，应立 即关闭仪器，等仪器温度降至室温时，再进行相应的操作。4、PTFE检测项目及性能指标悬浮法生产的模塑用聚四氟乙烯树脂PTFE SM031的技术要求应符合下表规定序号项目指标检验规则一等品合格品1清洁度a. 表面洁白、质地均匀，不允许夹带任何杂质b. 直径57mm棒横截面无明显色差表面洁白、质地均匀，不允许夹带

8、金 属杂质，W1mm的杂质不得超过2个清洁度a每批必测清洁度b 1次/50批2拉伸强度，Mpa,N25.522.5每批必测3断裂伸长率，%,N250每批必测4含水率，%,W0.041次/30批5体积密度，g/L500 1001次/50批6熔点，。C327 51次/年7电气强度，MV/m, N601次/50批8平均粒径，um180 801次/50批9相对标准密度2.132.181次/30批10热不稳定性指数，W501次/30批5、各检测指标5.1、清洁度【HG/T2902-1997】（取样一过筛一磨压一修边一烧结一判定（清洁度）一切片）5.1.1所用设备名称及器皿：分样筛;0.1g分析天平；磨压机;烧结炉；2040W日光灯；手套;刀具;采样器（料铲）；取料勺5.1.2操作步骤：A. 取样方法见3.1B. 将所取的样品进行过筛，使其分散均匀C. 将过筛后的试样用磨压机按3.2方法进行磨压D. 将打磨后的试样按3.3进行烧结E. 表中a的检验是取4片按本标准制备的圆片试样，在20-40W日光灯透射下目测试样的清洁度，试样与灯的距离为10-15cm，检 测结果以最差的一片定级。表中b的检验是取

9、一根按本标准制备的棒材试样，从中间横向剖开，目测其断面色泽5.1.3注意事项预制品应进行修光毛边，擦净5.2拉伸强度和断裂伸长率的测定【HG/T2902-1997、GB/2918、GB/T1040】5.2.1试验原理沿试验纵向主轴恒速拉伸，直到断裂或应力（负荷）或应变（伸长）达到某一预定值，测量在这一过程中试样承受的负荷及其伸长。5.2.2所用设备名称及器皿测厚仪;拉力试验机;切片机;哑铃状切刀;计算器5.2.3试验条件实验环境恒温恒湿；试验拉伸速度为100 10mm/min5.2.4操作步骤：（冲切一测厚一状态调节一拉伸一记录）A、按标准制备的圆片冲切拉伸试样，同一试样厚度偏差不大于土0.1mm，每组试样不小于5个。B、按GB2918规定，在232C下状态调节至少2h；C、在每个试样中部离标距每端5mm以内测量宽度b和厚度h。宽度b精确至0.1mm，厚度h精确至0.02mm。记录每个试样宽 度厚度的最大值和最小值，并确保其在相应标准的允差范围内。计算每个试样宽度和厚度的算术平均值；D、将试样放在夹具中，务必使试样的长轴线与试验机的轴线成一条直线，当使用夹具对中销时，为得到准确对中，应在紧固夹具 前稍微绷紧试样，然后平稳而牢固地夹紧夹具，以防止试样滑移；E、记录试

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