PFA樹脂相對(duì)來說是比較新的可熔融加工的氟塑料。
PFA的熔點(diǎn)大約為580F,密度為2.13— 2.16g/cc(克/立方厘米)。PFA與 PTFE和FEP相似,但在302T以上時(shí),機(jī)械性能略優(yōu)于FEP,且可在高達(dá)500F下的溫度下使用,它的耐化學(xué)品性與PTFE相當(dāng)。PFA的產(chǎn)品形式有用于模塑和擠塑的粒狀產(chǎn)品,用于旋轉(zhuǎn)模塑和涂料的粉狀產(chǎn)品;其半成品有膜、板、棒和管材。
PFA結(jié)構(gòu)與特點(diǎn):可熔性聚四氟乙烯PFA可以看作是聚四氟乙烯分子鏈骨架上有少數(shù)碳原子所連接的氟原子被全氟丙氧基所取代的結(jié)果。由于這一取代帶來了如下影響:破壞了原聚四氟乙烯分子鏈的規(guī)整性和對(duì)稱性。全氟丙氧基的體積遠(yuǎn)大于氟原子,增大了分子鏈間距離,并產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)。全氟丙氧基與氟原子共同連接在同一個(gè)碳原子上,不會(huì)引起聚合物產(chǎn)生明顯的極性。以上各影響的綜合結(jié)果是使PFA分子鏈剛性下降,可以出現(xiàn)熔融態(tài);使PFA的結(jié)晶能力下降,結(jié)晶度減少,PFA仍可保持聚四氟乙烯的各種性能??扇坌跃鬯姆蚁㏄FA是乳白色半透明固體,密度2.1-2.17g/cm3,由于側(cè)基與主鏈之間有醚鍵存在,使吸水率略大于聚四氟乙烯,約為0.03%??扇坌跃鬯姆蚁├鞆?qiáng)度接近或略聚四氟乙烯,約為28-30MPa,高溫下的強(qiáng)度保持率聚四氟乙烯,例如在285℃經(jīng)2000h后,拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率基本不變,耐彎曲壽命長(zhǎng),可反復(fù)彎折,遠(yuǎn)優(yōu)于聚四氟乙烯,也具有如同聚四氟乙烯的良好的自潤(rùn)滑性。另外PFA在寬廣的溫度范圍內(nèi)還顯示了相當(dāng)高的體積電阻率值。與PTFE一樣,PFA的化學(xué)性能極為穩(wěn)定,除了在熔融金屬和高溫氟氣體中會(huì)分解外,其它化學(xué)藥品對(duì)它幾乎沒有影響。PFA阻燃性能,不加任何阻燃劑,也能達(dá)到UL94V-O級(jí)水平。它的極限氧指數(shù)高達(dá)95%。
PFA應(yīng)用:可熔性聚四氟乙烯PFA的應(yīng)用領(lǐng)域與聚四氟乙烯相同,但可以比聚四氟乙烯成型出形狀更復(fù)雜的制品。加熱電線申的導(dǎo)體用電阻線,加熱電線繞在列管外,通電后發(fā)熱,比蒸汽加熱列管容易保溫,控制方便,操作簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)。PFA加熱電線更適合于較短管道的加熱,對(duì)長(zhǎng)距離管道因電壓降過大而能耗大。大口徑、長(zhǎng)距離管道的加熱保溫目的是降低管道中流體的黏度,為此開發(fā)出表面電流加熱法(SECT),SECT法的原理是交流電的表面效應(yīng)在管道中的應(yīng)用。電流在導(dǎo)體表面流過,特別對(duì)于磁性強(qiáng)的鋼管,電流僅在鋼管內(nèi)壁深度1mm處集中流動(dòng)而使管道發(fā)熱。發(fā)熱鋼管(SECT管)中的SECT線(耐熱絕緣電線)通過交流電后,SECT管的內(nèi)壁發(fā)熱量占80%-90%,而SECT線的發(fā)熱量占10%-20%。例如直徑457mm、長(zhǎng)3km的輸送管道內(nèi),用直徑25mm的發(fā)熱鋼管2根,用3kV、100A的交流電,則每米長(zhǎng)管道的發(fā)熱量為90W。輸送3kV高壓電的導(dǎo)體外包覆有機(jī)硅橡膠,橡膠層外覆PFA電線,使有機(jī)硅橡膠的耐電暈性和PFA的耐熱性、耐應(yīng)力開裂性相結(jié)合,并利用PFA的低摩擦性讓PFA電線能順利地敷設(shè)于發(fā)熱鋼管內(nèi)。SECT線的結(jié)構(gòu)是在直徑6mm的導(dǎo)體外包覆3.5mm厚的有機(jī)硅橡膠,再外包兩層各厚1.6mm的PFA,成為直徑16mm的發(fā)熱線,這種包線可加熱至120~150℃,用以輸送重油。
PFA性能:PFA原料的主鏈結(jié)構(gòu)賦予其與聚四氟乙烯十分相近的物理機(jī)械特性、化學(xué)性能和電性能等性能,而全氟烷氧基側(cè)基增加了鏈的柔性,改善了聚合物的熔體粘度,使其可用一般加工工藝進(jìn)行熱塑加工。在PFA原料聚單體所占比例很小,所以它的熔點(diǎn)比FEP樹脂高,要超過300度才熔融。PFA塑料具有自熄性,是不燃物質(zhì)。PFA樹脂的電性能與聚四氟乙烯、FEP樹脂相似,可作為優(yōu)良的高頻絕緣材料。PFA粉末擠塑的薄膜無色,基本上是透明的,而較厚的薄片是半透明的,耐候性、耐大氣老化性好,可在戶外長(zhǎng)期使用。PFA原料的摩擦系數(shù)是0.236,PFA材料的摩擦系數(shù)是0.08,聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)接近于0。PFA樹脂摩擦系數(shù)雖大于FEP和PTFE,但仍可適用于某些防粘用途。常溫下PFA原料的物理機(jī)械性能與聚四氟乙烯樹脂十分相似,它可在聚四氟乙烯應(yīng)用的溫度范圍內(nèi)使用,所以將PFA樹脂和FEP樹脂比較,物理機(jī)械性能也較接近,但提高溫度后兩者的差別就較大,PFA原料高溫時(shí)強(qiáng)度要比FEP好。耐應(yīng)力開裂性能顯著優(yōu)于FEP。PFA的物理機(jī)械性能、電性能、化學(xué)穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性、不粘性、阻燃性和耐大氣老化性等與PTFE基本相同。其特點(diǎn)是具有良好的熱塑性,可用注射、擠出、吹塑等方法成型。PFA的熔點(diǎn)雖比PTFE低,但長(zhǎng)期使用溫度卻與PTFE相同,而且在高溫下的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于PTFE。PFA的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切均很小,并且受溫度的影響很小,是一種理想的高頻絕緣材料。
其耐化學(xué)藥品性與聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好。
其抗蠕變性和壓縮強(qiáng)度均比聚四氟乙烯好,拉伸強(qiáng)度高,伸長(zhǎng)率可達(dá)100-300%。介電性好,耐性能。
害:具有生理惰性,可植入人體內(nèi) 。
PFA的產(chǎn)品形式有用于模塑和擠塑的粒狀產(chǎn)品,用于旋轉(zhuǎn)模塑和涂料的粉狀產(chǎn)品;其半成品有膜、板、棒和管材。