聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，簡寫為PTFE），別名鐵氟龍，俗稱“塑膠王”，是一種以四氟乙烯作為單體聚合製得的高分子聚合物，化學式為(C2F4)n，耐熱、耐寒性優良，可在-180～260ºC長期使用。這種材料具有抗酸抗鹼、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶於所有的溶劑。同時，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點，它的摩擦係數極低，所以可作潤滑作用之餘，亦成為了易清潔水管內層的理想塗料。
2017年10月27日，世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，聚四氟乙烯在3類致癌物清單中。
基本介紹
- 中文名：聚四氟乙烯
- 外文名：Polytetrafluoroethylene（PTFE）
- 別名：鐵氟龍 、塑膠王
- 化學式：(C2F4)n
- CAS登錄號：9002-84-0
- EINECS登錄號：204-126-9
- 熔點：321 至 344 ℃
- 沸點：400 ℃
- 水溶性：不溶於任何溶劑
- 外觀：白色固體
- 單體分子量：100.015
- 熱容：1.50J/g°C
- 彈性模量：0.390 - 0.750 GPa
- 硬度：58
- 電阻率：10 - 10 Ω.cm
- 介電常數：2.-0-2.1
- 導熱係數：0.167 - 0.300 W/m.K
- 折射率：1.37（20℃）
- 儲存條件：常溫密閉，避光，通風乾燥處
理化性質,製備方法,套用領域,計算化學數據,安全信息,儲存運輸,危險性概述,急救措施,毒理學數據,生態學數據,
理化性質
穩定性 | 1.常溫常壓下穩定，避免濕，熱，高溫。無真正熔點，450℃以上慢慢分解，直接變為氣體。在327℃時，機械強度突然消失。不溶於任何溶劑。除了能與熔融的鹼金屬起反應外，不受任何物質的侵蝕，即使在氫氟酸、王水或發煙硫酸、氫氧化鈉中煮沸，也不起任何變化。2.白色、無臭、無味、無毒的粉狀物，俗稱“塑膠王”。具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。耐高溫，使用工作溫度達250℃。耐低溫，低溫下具有良好的機械韌性，即使溫度下降到-196℃，也可保持5%的伸長率。耐腐蝕，對大多數化學藥品和溶劑表現出惰性，能耐強酸強鹼、水和各種有機溶劑。耐候性好，有塑膠中最佳的老化壽命。高潤滑，是固體材料中摩擦係數最低者。不黏附，是固體材料中表面張力最小者，不黏附任何物質。無毒害，具有生理惰性，作為人工血管和臟器長期植入體內無不良反應。 |
|---|---|
溶解性 | 不溶於任何溶劑 |
更多 | 1. 性狀：有顆粒狀、粉狀和分散液三類,中性時透明，厚度增加而成灰白色 2. 熱分解溫度：＞415℃ 3. 維卡軟化點：110℃ 4.熱變形溫度：55℃ 5. 折光率：1.37 6. 體電阻率：10 Ω·cm 7.泊松比：0.40（25℃） 8. 彎曲強度：20.7Mpa 9. 彎曲彈性模量：700Mpa 10. 熱膨脹係數：112–125×10K 11. 熱擴散係數：0.124 mm/s 12. 摩擦係數：0.05–0.10 13.楊氏模量：0.5 GPa 14.拉伸強度：27.6Mpa 15.拉伸模量：550Mpa16.屈服強度：23Mpa |
製備方法
單體四氟乙烯的製備工業上以三氯甲烷為原料，用無水氫氟酸使三氯甲烷氟化，反應溫度在65℃以上，用五氯化銻為催化劑，最後用熱裂法製成四氟乙烯。 也可用鋅在高溫下與四氟二氯乙烷作用製得四氟乙烯。聚四氟乙烯的製備在搪瓷或不鏽鋼聚合釜中，以水為介質，過硫酸鉀為引發劑，全氟羧酸銨鹽為分散劑，氟碳化合物為穩定劑，四氟乙烯經自由基型聚合而製得聚四氟乙烯。同時，不同用途聚四氟乙烯材料在具體製備工藝上各有不同，例如：
1.顆粒狀PTFE材料是通過在水性介質中使用少量或無分散劑進行懸浮聚合生產的。顆粒狀聚四氟乙烯材料主要用於壓縮、等靜壓和柱塞擠壓加工方法。
2.水基水基PTFE分散體使用相同的水性聚合，使用更多的分散劑並進行攪拌。水基分散體主要用於塗料和薄膜流延方法。
3.細粉末細粉末PTFE是通過受控乳液聚合製成的白色小顆粒。細聚四氟乙烯粉末可以通過糊狀擠出或添加劑加工成薄片，以提高耐磨性。
套用領域
1、防腐方面：PTFE材料由於具有出眾的耐腐蝕性能，已經在石油、紡織等諸多行業得到廣泛套用。其中具有代表性的包括排氣管、蒸汽管、高中低壓管道、閥門等。特別是在常規材料無法使用的低溫、防粘等比較嚴苛的環境條件下，更體現出PTFE所具有的優勢。
2、電子電氣方面：聚四氟乙烯的介電常數相對較小，因此可用於製備漆包線，從而在微型電機中使用。此外，氟塑膠薄膜對各類氣體具有一定的選擇透過性，因此可利用這個特點製備氧氣感測器。如今多種形式的PTFE材料在電子電氣絕緣領域內發揮了重要作用。PTFE玻璃漆布與玻璃布用於製作高溫高頻的絕緣材料，可用在衛星通訊及計算機等方面；PTFE薄膜用於製作電容器，作為儀器間的絕緣層、襯墊、電纜等；不同口徑的PTFE薄壁管分別用於引出線套管、熱收縮管及螺旋管、發電機的絕緣引水管等。
3、在醫療醫用方面：聚四氟乙烯的優良的生物相容性，近些年來許多人將其作為生物材料進行了深入的研究，近年來國內外開發將PTFE膜用作人造器官，如人造血管、心臟瓣膜等，例如在臨床上將其作為人工血管、鼻部整形中的假體支架材料，都取得了良好的效果。
4、在建築方面：通過在超細玻璃纖維織物上塗PTFE樹脂，PTFE膜材重量輕、強度高、防火難燃、自潔性好，不受紫外線影響、抗疲勞、耐扭曲、耐老化、使用壽命長，具有高透光率，熱吸收量很少的特點。正是因為這種跨時代的膜材料的發明，使膜結構建築成為現代化的永久性建築。
5、低摩擦性能在載荷方面：因其摩擦係數相比絕大部分固體材料相對較低，填充PTFE逐漸演變為各類零件無油潤滑的優良材料。其用途非常廣泛，包括化工設備的軸承、活塞環、鋼結構屋架的支承滑塊以及架橋轉體等。
計算化學數據
1. 疏水參數計算參考值（XlogP）:0
2. 氫鍵供體數量:0
3. 氫鍵受體數量:0
4. 可旋轉化學鍵數量:0
5. 互變異構體數量:無
6. 拓撲分子極性表面積0
7. 重原子數量:0
8. 表面電荷:0
9. 複雜度:0
10. 同位素原子數量:0
11. 確定原子立構中心數量:0
12. 不確定原子立構中心數量:0
13. 確定化學鍵立構中心數量:0
14. 不確定化學鍵立構中心數量:0
15. 共價鍵單元數量:1
安全信息
符號 | GHS05 |
信號詞 | Danger |
危害聲明 | H318 |
警示性聲明 | P280-P305 + P351 + P338 |
個人防護裝備 | Eyeshields;Gloves;type N95 (US);type P1 (EN143) respirator filter |
危害碼 (歐洲) | Xi |
風險聲明 (歐洲) | R41;R45 |
安全聲明 (歐洲) | S24/25 |
危險品運輸編碼 | NONH for all modes of transport |
WGK德國 | 3 |
RTECS號 | KX4025000 |
海關編碼 | 3904610000 |
儲存運輸
操作注意事項 | 密閉操作，提供良好的自然通風條件。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸菸。使用防爆型的通風系統和設備。避免產生粉塵。避免與氧化劑接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。 |
儲存注意事項 | 儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與氧化劑分開存放，切忌混儲。配備相應品種和數量的消防器材。儲區應備有合適的材料收容泄漏物 |
危險性概述
侵入途徑：無資料
健康危害：本品基本無毒，但聚四氟乙烯的熱解物組分，含量和毒性常隨著加熱溫度的升高而增加和增高。吸入熱分解產物可引起中毒。中毒輕者表現為發熱和“感冒樣”症狀；重者出現呼吸道刺激症狀，出現化學性支氣管炎、肺炎，甚至發生肺水腫及心肌損害等。長期低濃度接觸其熱解產物者，常出現頭痛、頭昏、失眠、惡夢、記憶力減退、乏力、腰酸背痛等。
環境危害：無資料
燃爆危險：本品可燃。
急救措施
皮膚接觸：無資料
眼睛接觸：無資料
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：無資料
毒理學數據
致腫瘤：大鼠灌輸試驗：TDLo：80 mg/kg；小鼠灌輸試驗：TCLo：1140 mg/kg。
生態學數據
該物質對環境可能有危害，對水體應給予特別注意。
