(3)耐化学药品性

<技・材> 表1.1.3 各种氟树脂的耐化学药品性

名称 耐化学药品性
PTFE 对于绝大多数的化学药品有非常稳定的性质,仅会被熔化碱金属和此类溶液以及高温的氟、三氟化氯等侵蚀。
PFA 与PTFE 相同
FEP 与PTFE 相同
ETFE 与PTFE 基本相同但会受浓硝酸侵蚀。
CTFE 比PTFE 略差。除会受熔化碱金属、高温的氟、三氟化氯的侵蚀外,在高温下还会受氯气及氨气的一定侵蚀。此外,在特殊的卤化有机溶剂中,在高温下无膨润溶解。
PVDF 在发烟硫酸、100℃以上的苛性苏打中分解,丙酮、醋酸乙基、DMF、酮、酯、环乙醚、酰胺类中无膨润溶解。

(4)PTFE的特性
(a)热性质
(甲)热膨胀
PTFE 显示出了与一般的树脂相同等级的热膨胀系数。在 23℃ 附近存在特有的转移点,尺寸变化将增大,需加以注意。


<技・材> 表1.1.4 PTFE 的线膨胀系数1)

温度范围(℃) ×10-5/℃
25~300 21.8
~250 17.5
~200 15.1
~150 13.5
~100 12.4
~ 50 12.4
~ 30 16
~ 20 79
~  0 20
~-  50 13.5
~-100 11.2
~-150 9.6
~-190 8.6
(10~20) -16

<技・材> 图 1. 1. 1 线膨胀率1)


(b)机械特性
(甲)拉伸特性

<技・材> 图 1. 1. 2 拉伸应力—变形曲线(ASTM D1457)


(乙)压缩特性

<技・材> 图 1. 1. 3 压缩应力—变形曲线(ASTM D695)


(丙)压缩蠕变特性

<技・材> 图 1. 1. 4 压缩变形与时间的关系(23℃)1)


<技・材> 图 1. 1. 5 压缩变形与时间的关系(100℃)1)


<技・材> 图 1. 1. 6 压缩变形与时间的关系(200℃)1)


(丁)泊松比

<技・材>表1.1.5 泊松比1)

树脂 温度(℃) 泊松比
PTFE 23 0.46
100 0.36
FEP 23 0.48
100 0.36

(戊)温度特性(高温、低温)

<技・材>表1.1.6 PTFE 的高温特性1)


<技・材>表1.1.7 PTFE、FEP 及 PFA 的低温特性1)

性质 温度(℃) PTFE FEP PFA
拉伸屈服点

(Mpa)
-253
-196
-129
-79
+25
123
91
53
32
12
164
130
78
38
14
-
129
-
-
15
拉伸强度(断裂时)

(Mpa)
-253
-196
-129
-79
+25
123
102
63
40
29
164
124
83
45
29
-
129
-
-
29
拉伸弹性率

(Mpa)
-253
-196
-129
-79
+25
4300
3200
2100
1400
600
5100
4000
3300
2100
500
-
-
-
-
-
伸展率

(%)
-253
-196
-129
-79
+25
3
7
13
31
300
5
7
15
33
350
-
8
-
-
260
弯曲弹性率

(Mpa)
-253
-196
-129
-79
+25
5100
4700
3100
1600
600
5300
4700
3900
2300
700
-
5800
-
-
700

埃左氏

冲击强度(槽口)

(J/m)

-253
-196
-129
-79
+25
75
70
-
80
101
98
92
-
>480
未破坏
-
64
-
-
未破坏
压缩强度

(Mpa)
-253
-196
-129
-79
+25
219
145
110
51
26
246
206
161
91
11
-
412
-
-
25
压缩弹性率

(Mpa)
-253
-196
-129
-79
+25
6200
5500
4000
2000
700
7000
6300
5100
2600
600
-
4700
-
-
690

(c)电气特性
PTFE 具有优异的电气特性。介电常数与介电正切是树脂中最小的,几乎不受温度、频率的影响。绝缘阻抗也最大,耐电弧性优异。

(甲)介电特性

<技・材> 图 1. 1. 7 PTFE 的介电常数、频率特性1)


备注
(1)几乎不受频率的影响。
(2)正常成形加工的产品,在室温下的介电常数在 2.05±0.05 的范围内。


<技・材> 图 1. 1. 8 PTFE 的介电正切、频率特性1)


(乙)绝缘耐力
<技・材> 图 1. 1. 9 PTFE 的绝缘耐力(与厚度的关系)1)


(d)气体渗透性
PTFE 的气体渗透随温度、压力、接触面积的增加而增加,与薄膜的厚度成反比。图1.1.10、表 1.1.8 中记录了 PTFE 薄膜的气体渗透度。

<技・材> 图 1. 1. 10 温度与渗透度(PTFE)1)


注(1)g/(100in2・24h・atm・mil)
备 注
值表示的是概略值。
将每 100in2 的渗透度换算到每 1cm2 时,乘以 0.00155。


<技・材> 表1.1.8 PTFE 薄膜的气体渗透系数(25℃)2)

O2 H2 N2 CO2 CH4 C2H6 C3H8
4.2×10-10 9.8×10-9 1.4×10-10 1.17×10-9 3.64×10-5 3.34×10-5 1.23×10-4
(単位:cm3・cm・cm-2・s-1・cmHg-1)

(e)纯净性
氟树脂在与药液接触时,几乎没有不纯物质的溶出,且耐腐蚀性优异,具备长期使用也能保持纯度的优异特性。在氟树脂中,PTFE 与 PFA 的耐腐蚀性特别优异,大量用于有清洁度要求的半导体行业及微量分析领域。表 1.1.9 中,记录了 PTFE 及 PFA 管的硝酸溶出测试结果。


<技・材> 表1.1.9 氟树脂的溶出测试例

溶出液:

浓硝酸

溶出温度:

室温 

溶出时间:

1+6+7(天)

加工方法:

PTFE-膏剂挤出法 

PFA-螺旋挤出法

分析法:

ICP-MS法 or 无框原子吸光法

 

単位:ppb
元素 PTFE PFA
No.1 No.2 No.1 No.2
1日 6日 7日 1日 6日 7日 1日 6日 7日 1日 6日 7日
Li <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Be <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Na <0.1 <0.1 0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
Mg <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Al <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
Ti <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
V <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Cr <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Mn <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Ni <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
Co <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Cu <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Zn <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
Ga <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Ge <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Sr <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Zr <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Nb <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Mo <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Ag <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Cd <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
In <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Sn <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Sb <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Ba <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Ta <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Tl <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Pb <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Bi <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05
Fe <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
Ca 0.2 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 0.1 0.1 <0.1 0.1
K <0.1 <0.1 0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1

(f)摩擦特性
在树脂中,PTFE 的摩擦系数最小。PTFE 的摩擦性能的特点在于:通过摩擦,会出现转移到对象材料上的现象。
在摩擦的同时,PTFE 开始向对象材料转移。稳定后,会基本成为 PTFE 之间的摩擦,从而转变为低摩擦。
必须加以注意的是,纯 PTFE 的摩损较大。因此,作为滑动材料使用时,纯 PTFE 并不实用,需掺加填充材料以提高耐磨损性和耐蠕变性后再使用。


(g)非粘附性
PTFE 及 PFA、FEP 与其它的树脂相比,具有接触角非常大,难于润湿的性质。因此,接触到树脂表面的物质不会发生粘附、粘合现象。
利用这一性质,本品广泛应用于家庭用品及办公设备(例如固定部位滚轮)等。

<技・材> 表1.1.10 润湿特性1)

材料的种类 水的接触角
(度)
与水的粘附能
(×10-5N/cm)
临界表面张力(γc)
(×10-5N/cm)
FEP 115 42 16.2
PTFE 114 43.1 18.5
PFA (与 FEP 及 PTFE 相同等级)
硅树脂 90~110 47.8~72.7
石蜡 10.5~10.6 52.7~53.8 23
聚乙烯 88 75.2 31
尼龙 77 97.7 46
酚醛 60 109

(h)难燃性
<技・材> 表1.1.11 临界氧气指数(LOI)与燃烧卡路里1)

  PTFE ETFE 硅橡胶 氯乙烯 聚乙烯
LOI(%) 95以上 30 25~40 40 18
燃烧发热量(J/g) 约4,200 约15,700 约19,000 约18,000 约46,500

(i)耐辐射性
PTFE 的耐辐射性:当处于空气中时,因氧的作用,会催化分子链的裂解过程,在0.02~0.07×104Gy 下开始发生破坏。表 1.1.12 中记录了因放射线照射而导致的机械强度的变化。

<技・材> 表1.1.12  辐射后的残存强度(空气中)1)

注(1) 伸展率(绝对值)在 5% 以下。

(j)粘附
因 PTFE 非粘附性优异,在与其它材料粘附组合使用时,存在难以粘附的问题。因此对其进行表面处理,作为粘附前的预处理。化学表面处理是利用碱金属溶液进行处理。物理表面处理包括溅射蚀刻法和等离子处理法。
对于 PTFE 材料间的互相粘附,是通过 PFA 及 FEP 的熔合法和 PFA 焊接法等。



   

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