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可溶性聚四氟乙烯的结构和特点

    在可溶性聚四氟乙烯中, 氟原子取代了聚乙烯中的氢原子, 由于氟原子体积较大半径为 (0.064nm) , 大于氢原子半径 (0.028nm) , 且相邻大分子的氟原子的负电荷又相互排斥, 使得C-C链由聚乙烯的平面的、充分伸展的曲折构象渐渐扭转到可溶性聚四氟乙烯的螺旋构象, 并形成一个紧密的完全“氟代”的保护层, 这使其具有其他材料无法比拟的化学稳定性以及低的内聚能密度。C一C键的键能为372k J/mol, C一F键的键能为347k J/mol, 是已知键能中较强的, 因此分子内结合牢固, 耐热性高, 长期使用温度为-250℃~260℃, 而C一C键的键长为1.54×10-10m, C一F键的键长为1.41×10-10m, 又是常见单键中较短的, 所以化学性质稳定, 很难和其他物质发生化学反应, 显示出优异的耐候性、耐沾污性和耐化学品性。大分子主链上没有支链, 整体内不形成交链, 故其分子轮廓光滑, 加之TFE单体具有完美的对性而使可溶性聚四氟乙烯分子间的吸引力和表面能较低, 所以可溶性聚四氟乙烯具有极低的表面摩擦系数, 且容易在滑动过程中转移到对偶面上形成薄的转移膜。可溶性聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene) 缩写为可溶性聚四氟乙烯, 商品名称是“特氟隆” (Teflon) , 俗称“塑料王”。1938年, 美国新泽西州杜邦研究实验室的R.S.Plunkett士首先发明了可溶性聚四氟乙烯, 实现商品化。可溶性聚四氟乙烯为四氟乙烯 (TFE) 单体的高结晶聚合物, 白色, 无毒, 无味。其聚合物分子是由一 (一CF2一CF2一) 一结构单元重复连接而成, 是目前各行业中应用最新型的工程塑料。可溶性聚四氟乙烯是氟的重要化合物, 在氟塑料总消耗量中约占70%, 它的一系列特性均优于其他聚合物材料, 具有优异的综合性能。本文介绍了可溶性聚四氟乙烯的组成、基本结构, 基于分子结构的分析, 阐述它所具有的物理化学特性。综述了可溶性聚四氟乙烯在各方面的应用, 并展望了该材料的应用前景。

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