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“塑料王”——聚四氟乙烯的改性及应用-凯发k8娱乐官网入口

2022-11-17 来源:高分子物理学公众号

塑料王”——聚四氟乙烯的改性及应用

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 引言

聚四氟乙烯(poly tetra fluoroethylene,简写为ptfe)具有优异的化学稳定性、耐高温、耐腐蚀等特性,而广泛应用于电器、化工、航空、航 天、机械及生物医学等领域。。然 而,ptfe 制品应用于运动部件时极易磨损,从而导致其服役寿命减短,严重制约了其在相关领域的广泛应用。因此,改善 ptfe 耐磨性具有极其重要意义。

 

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填充改性

为了提升 ptfe 综合性能,填充改性是一种较理想的改性方法。填充分为无机填充和有机填充,常见无机填充材料包括玻璃纤维 ( gf) 、cu、sio2 等;有机填充材料包括聚醚醚酮 ( peek) 、聚 酰 亚 胺( pi) 、γ-邻苯二甲酰亚氨基-α-羟基丁酸 ( phba) 、氟化乙烯丙烯共聚物 ( fep) 等。

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表面改性

(1)   表面化学改性:song 等利用 da 溶液 ( 多巴胺溶解于盐酸羟甲基氨基甲烷缓冲液中制得) 来改性 ptfe 膜。

(2)   表面物理改性:ma 等采用太阳辐射模拟器对 ptfe 块体和薄膜样品进行辐射试验,并研究了辐射前后样品的润湿性及摩擦学性能。

      sarani 等利用 ar 和 ar co2等离子体对 ptfe进行表面改性,结果发现等离子体改性时间会对ptfe 化学组成和形态产生影响。

       类金刚石碳 ( dlc) 膜具有高硬度、低摩擦磨损等特性,是保护材料表面的理想涂层。据报道,dlc 膜可用于聚合物材料表面改性。

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应用

       随着我国经济的持续发展,氟塑料制品的应用不断拓展,近年来,ptfe 制品在环保、医学和 5g 通讯等高端领域的应用得到了广泛的关注和研究。

       (1)膨体聚四氟乙烯缩写为 e - ptfe,是 ptfe 分散树脂通过一定的生产加工工艺膨胀为一种多孔、低密度且高韧性的材料,如膨体微孔膜、膨体管和膨体纤维等。20 世纪 60 年代末,美国 gore 公司首先采用机械拉伸方式开发出膨体聚四氟乙烯薄膜,产品名称为 gore-tex,它具有结点和纤维组成的网状结构

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       膨体 ptfe 虽然在结构上发生了变化,但仍然保持 ptfe 的优良化学性能,同时还扩大了使用温度范围,提高了力学强度并增加了一些新的特性,如抗蠕变性能提高、膨胀系数减小,具有了多孔性、透气性、疏水性及极高的韧性。

      膨体聚四氟乙烯具有良好的生物相容性,几乎不与任何物质发生反应,且惰性极强、无毒、无致敏和无致癌等副作用,不会对人体产生伤害,已逐渐发展成一种重要的生物功能材料。e-ptfe 具有特殊的微孔结构,人体组织细胞、血管可在其微孔中生长并形成组织连接,连接后的组织接近自体组织,这种组织生长愈合的方式,从医学角度来看比传统的硅橡胶纤维包裹的组织愈合方式更为优越。目前,e-ptfe 已被成功应用于美容整形、人造血管、心脏瓣膜和消除肺部残腔等方面。

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结论与展望

由于分子结构的特殊性,ptfe 具有优异的化学惰性和热学稳定性。然而,在实际应用方面其仍然存在局限性,所以适当改性是改善其性能的有效手段。填充改性方法已经比较广泛,但是其他方法还存在一定问题需要进一步探究:1) 表面化学改性处理 ptfe 表面时效果较好,但是容易污染环境,所以在选择溶液时,达到目的的同时一定要将不利影响降到最低。2) 辐射改性虽然操作简单,但是容易对 ptfe基体造成损害,影响其力学性能。3) ptfe 表面薄膜改性已广泛应用于医学领域,但在摩擦领域特别是其耐磨性方面仍有待提高。

 

 

 

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