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上海劲孚化工科技有限公司
www.shjinfu.com.cn(上海劲孚化工科技 021-57629631)--亚太地区(氟)化工原料与特种新材料专业供应商。
公司致力于氟树脂工业与其他特种新材料产业的前沿技术与销售,目前主要经营氟塑料(PTFE/FEP/PFA/ETFE/PVDF等)、色母、氟涂料、PEEK、芳纶、碳纤维、玻璃纤维、功能性化学品及其他特种新材料。
聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)是两种含氟聚合物。在全球范围内运用十分广泛,它们的性质又十分相似。聚四氟乙烯(PTFE)是最常用的含氟聚合物,俗称“特氟龙”、“塑料王“;PFA又被称为“可熔融聚四氟乙烯”、“过氟烷基化物”。那么,PTFE与PFA到底有什么区别呢???上海劲孚化工科技(021-57629631)权威发布,纠正其他网上有些到处散播的错误知识!
一:PFA与PTFE分子结构对比
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PTFE是由单体四氟乙烯聚合而成,1938年杜邦公司首次发现,最广为人知的PTFE品牌是Teflon®。下图为PTFE的结构式,蓝色小球代表氟原子(F)。
【PTFE:由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物】
PFA加入了全氟烷氧基,相当于PTFE中的一个氟原子被全氟烷氧基所取代。将碳直接连接至氧,然后将氧连接至诸如全氟甲基或全氟乙基的基团。与PTFE相比,PFA具有的高熔融粘度和更低的熔体粘度有利于加工。其他性能与PTFE基本上不分伯仲。与PTFE一样,PFA的配方最先由杜邦公司发明,最著名的PFA配方是Teflon PFA。从分子结构上说,PFA的碳链相对较短,而链缠结的程度更高。下图所示为PFA的结构式(图分子式的右下角红色线圈出来是:全氟烷氧基)。
【PFA:为少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物】
二:PFA与PTFE性能区别说明与对比
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PFA物理性能、电性能和化学性能与聚四氟乙烯类似!但也有以下区别给大家列举。
物理表观性能:PFA原料透明(也叫半透明)颗粒状,PFA制品也是透明或者半透明、光滑的表面、致密且均匀的横截面。PTFE原料为纯白色不透明粉末状,非改性纯PTFE都是白色不透明。如下图
它们最大的不同在于PFA是可以熔融加工的,而PTFE不能。这意味着PFA可以用传统的注塑成型、螺杆挤压、传递成型等成型加工技术加工。PFA易加工性更好:能翻边,焊接;
PFA材料具有优异的耐应力开裂性,且耐渗透性能力也优于PTFE;但是PFA的穿透性不如PTFE。【网上满天飞的错误知识有些是对"耐渗透性“、“穿透性”概念的不清;PFA制品具有光滑的表面、致密且均匀的横截面(虽然PTFE分子间隙更完美,但是PFA原材料经过熔融后形成更致密的结构),绝多数情况下都是PFA耐渗透性能力也优于PTFE。您就想想杜邦科慕PFA型号951,没有PTFE耐渗透比得过这个PFA吧?】。PFA 材料的洁净度(金属离子溶出量和杂质颗粒溶出量都非常非常小)优于PTFE,特别高纯PFA的洁净度远远优于PTFE,因此PFA在半导体行业应用非常广泛。
关于PFA与PTFE弯曲寿命(即承受重复折叠的能力)哪个好?无法定论!【任何武断定论哪个好,都是错误。这个是最有争议的,网上满天飞的武断谬论。需要看您具体的产品结构、弯曲半径、温度环境、材料选型与用途。赞同PFA弯曲寿命更好的:加入了极其少量全氟烷氧基改性的PTFE大金M-111或者M-112比纯PTFE大金M-18更好?PFA致密性韧性都是强于PTFE。赞同PTFE弯曲寿命更好的,可能更多是在分散PTFE上一些应用的表现。具体咨询我们上海劲孚化工吧。】
PFA在相对较高的温度下能够保持较强的机械强度和爆破压力。但实际使用中PFA的耐温性不如PTFE。PTFE在吸水性较低和耐候性方面更优越。PFA材料在高温水环境的作用下可能会起泡,PTFE固体不容易受水分影响,并且PTFE摩擦系数非常低;PFA更容易受干湿交替环境的影响,但是在耐盐雾腐蚀方面,PFA的性能比PTFE更优秀。
PFA的介电常数与PTFE相同,耗散系数非常相似,然而PFA的介电强度比PTFE的强不少【PFA的介电强度是 PTFE3-4倍,PFA在高频(超高频/微波)绝缘上更优于PTFE】。
PFA的弹性韧性比PTFE更优,尤其是在管道运用方面,如前面说所说PFA耐重复折叠的性能强于PTFE(PFA弯曲寿命比PTFE更好)。一般来说,PTFE因是全氟碳化合物构成,耐腐蚀性比PFA要好一点【为什么强调“一般来说”?因为仅仅从材料致密性、分子结合特征、以及PTFE穿透性来说,PFA更好;但是PFA不是全氟,氧O原子不如氟F原子活跃。更活跃的氟原子,氟的高电负性、氟碳结合分子范德华力更强大。所以PTFE耐腐蚀性比PFA要好一点】。但是PTFE的加工成形能力差,并且抗蠕变能力差,有些具体应用上会受到一定局限。
PTFE因为拥有非常优越的物理和化学性能,而受到工业领域的追捧。但是其加工方式的局限性也限制了它的应用。PFA其实是PTFE的改良版本,其性能类似于PTFE的材料,却拥有非常优秀的加工性能,让工程师们的难题迎刃而解。
在此,给不爱看文字的同学画个重点,PTFE和PFA的性能大对比如下表所示:
三:PFA与PTFE应用领域
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PTFE可采用压缩或糊状挤出加工成型;也可制成水分散液,用于涂层、浸渍或制成纤维。PFA可以熔融加工,用传统的注塑成型、螺杆挤压、传递成型等。PTFE和PFA氟塑料在原子能、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。
一般情况下:PTFE与PFA用途几乎都是类似。所以下文列举的"PTFE氟塑料用途",几乎也是PFA用途。但是由于市场上PFA的原料价格远高于PTFE,以及PTFE与PFA性能小差别,导致选择偏向性略有不同。
PTFE氟塑料用途:
1、通用材料:各种棒、管、板膜、带、绳、盘根、垫片。
2、防腐类:
①.管道及配件:纯聚四氟乙烯管;聚四氟乙烯内衬管;外缠玻钢钢管;钢复合法兰;
②.化工容器内衬:PTFE内衬釜;聚四氟乙烯内衬槽;聚四氟乙烯内衬塔;
③.热交换器;
④.波纹伸缩管;
⑤.阀门及泵的主要部件;
⑥.钢丝增强满压软管;
⑦.过滤材料:聚四氟乙烯膜经过纵横双向拉伸内大量气孔,是一种新材料,将它与其他织物复合,即可制成烟尘固相防腐过滤袋或良好的防水透气、防风得暖的雨具运动服、防寒服、特种防护服和轻便帐篷,制药用空气压缩空气、各种溶剂的无菌过滤及电子工业中高纯气体的过滤。(PFA因为分子结构、表面光滑致密性以及熔融粘度等,PFA无法做过滤膜空气膜材料。此用途无法使用PFA)
3、密封类:
①.静密封:夹层垫片;坐料带;弹性密封带;
②.动密封(编制盘根、环形密封件):V型密封体——用于轴、活塞杆、阀门;涡轮泵内密封件;聚四氟乙烯与橡胶的复合密封环;带波纹管可伸缩的机械密封。
4、承荷类
①.填充聚四氟乙烯轴承,用于食品化工造纸、纺织机械;
②.多孔铜浸渍氟塑料金属轴承,可在高温高压干摩擦、真空条件下正常使用;③.聚四氟乙烯纤维轴承的聚四氟乙烯纤维与玻纤或其他纤维混纺的复合织物制成的轴承内衬,用于低速高负荷;④.填充PTFE活塞环,导向环,机床导轨和桥梁滑块;(PFA因为耐摩擦系数比PTFE高,硬度刚性比PTFE低。因此该实际用途有部分也不使用PFA)
5、绝缘类:
①.电线电缆的C级绝缘材料;
②.双水内冷汽轮发电机定子和转子引水管和热电偶的护套;
③.高频、超高频通讯设备和雷达的微波绝缘材料;
④.印刷线路基板及马达、变压器(含气体变压器)绝缘材料;
⑤.空调、电子炉、各种加热器及六氟化硫断路器的绝缘材料;
6、防粘类:
①.浆纱机热辊上的PTFE玻璃布包覆层——可免除化学浆料形成的粘辊现象,大大提高生产速率和坯布质量;
②.食品工业的微波干燥输送带——较之其他材料的输送带有不吸收微波能量,不粘物因之有节电、清洁优点;
③.聚乙烯袋装封口的热合套防粘材料;
④.防粘涂层——用于厨房用锅、烘面包的烤模、冷冻食品储存托盘、电熨斗托底、复印机夹辊;
7、耐温类:
①.微波炉的驱动传动装置,如微波炉的连轴器、滚轮;
②.各种制冷机、空调、制氧机、压缩机的耐温配件;
8、其他类:
①.人体代用动脉、静脉血管、心脏膜、隆胸丰鼻;(牵涉到膨体PTFE时,PFA也无法应用在此用途上)
②.内窥镜、钳导管、气管、医用尿路导管、手术用血管旁路;
③.其他管、瓶、滤布等医疗器材。
PFA氟塑料更优秀、更常用的主要用途:
1、适于制作耐腐蚀件,减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件。
2、高温电线、电缆绝缘层,尤其是在高频无线电领域,防腐设备、密封材料、泵阀衬套,和化学容器。
3、半导体制造装置,热交换器,蒸汽配管,腐蚀性介质输送管,电线电缆护套,槽绝缘管,全包氟塑O型密封圈用管。
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