氟树脂的特性


产品特长

氟树脂是具有优异的耐热性、耐药品性、摩擦特性、非粘着性、电气特性的高机能树脂。最近，由于几乎无脱气和无成分析出而备受关注，多被应用于要求绿色环境的半导体领域。在此，针对氟树脂的基本特性以及树脂的使用进行探讨之际作为参考，介绍其特性数值。另外，主要介绍氟树脂中使用最多的PTFE和溶融型（能注塑成型的型号）的PFA。


(1)种类和分子构造
(2)特性一览表
(3)耐化学药品性
(4)ＰＴＦＥ特性　〈热膨胀〉
(5)ＰＴＦＥ特性　〈机械特性〉
(6)ＰＴＦＥ特性　〈电气特性〉
(7)ＰＴＦＥ特性　〈气体渗透性〉
(8)ＰＴＦＥ特性　〈纯粹性〉
(9)ＰＴＦＥ特性　〈摩擦特性〉
(10)ＰＴＦＥ特性　〈非粘附性〉
(11)ＰＴＦＥ特性　〈难燃性〉
(12)ＰＴＦＥ特性　〈耐放射线性〉
(13)ＰＴＦＥ特性　〈粘结性〉
(14)新华尔氟龙
(15)加入填充剂ＰＴＦＥ　〈种类和特点〉
(16)加入填充剂ＰＴＦＥ　〈特性一览表〉
(17)加入填充剂ＰＴＦＥ　〈特性一览表2…新种类〉
(18)ＰＦＡ的特性　〈机械特性〉
(19)ＰＦＡ的特性　〈电气特性〉

■ 种类和分子构造

名   称 分   类 分子构造式
PTFE 聚四氟乙烯树脂 　
PFA 聚四氟乙烯-全氟烷氧基树脂 　　　　　
FEP 聚四氟乙烯-氟化乙丙烯树脂 　　
ETFE 聚四氟乙烯-乙烯四氟乙烯树脂 　  
CTFE 三氟氯乙烯树脂 　　
PVDF 聚偏氟乙烯树脂 　　

■ 特性一览表

■ 耐化学药品性

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 PTFEと同じ
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。


填充材料的种类与特点

填充材料的种类 填充材料的识别符号 特   点
玻璃纤维 15％…2K0
20％…2N0
25％…2T0		 耐磨擦性良好。
电气特性良好。
受碱侵蚀。
水中磨损小。
玻璃纤维+石墨 20％＋5％…2N1 耐蠕变性良好。
改善滑动特性。
玻璃纤维＋MoS2 15％＋5％…2K7 耐蠕变性、压缩强度良好。
改善滑动特性。
电气绝缘性良好。
石墨 15％…1K0 滑动特性良好。不损坏软质对象材料。
青铜 60％…3M0 耐蠕变性、压缩强度良好。热传导性好。
青铜+碳素纤维 3U8 油中滑动特性良好。
碳石墨 25％…6T0
33％…6P0		 耐蠕变性、高温耐负荷性良好。
碳素纤维 10％…8H0 水中滑动特性良好。耐蠕变性良好。
有机类填充材料 9A1
9A2
9B1		 不损坏软质对象材料。
稳定的滑动特性。
耐蠕变性、压缩特性良好。

 

■ ＰＴＦＥ特性　〈热膨胀〉

PTFE表示和一般树脂相同水品的热膨胀系数。
存在23℃附近的转变点，尺寸变化有些大必须要注意。

■ ＰＴＦＥ特性　〈机械特性〉

PTFE、FEP以及PFA的低温特性

性 质 温度（℃） PTFE FEP PFA
拉伸屈服点
（MPa）		 -253 123 164 －
-196 91 130 129
-129 53 78 －
-79 32 38 －
25 12 14 15

拉伸强度（断裂时）
（MPa）

 -253 123 164 －
-196 102 124 129
-129 63 83 －
-79 40 45 －
25 29 29 29
拉伸弹性率
（MPa）		 -253 4300 5100 －
-196 3200 4000 －
-129 2100 3300 －
-79 1400 2100 －
25 600 500 －

拉伸　
（％）

 -253 3 5 －
-196 7 7 8
-129 13 15 －
-79 31 33 －
25 300 350 260
弯曲弹性率
（MPa）		 -253 5100 5300 －
-196 4700 4700 5800
-129 3100 3900 －
-79 1600 2300 －
25 600 700 700
埃左氏冲击强度
（槽口）（J/m）		 -253 75 98 －
-196 70 92 64
-129 -80 － －
-79 　 ＞480 －
25 101 不断裂 不断裂
压缩强度
（MPa）		 -253 219 246 －
-196 145 206 412
-129 110 161 －
-79 51 91 －
25 26 11 25
压缩弹性率
（MPa）		 -253 6200 7000 －
-196 5500 6300 4700
-129 4000 5100 －
-79 2000 2600 －
25 700 600 690

■ ＰＴＦＥ特性　〈电气特性〉

PTFE具有优异的电气特性。
介电常数和介质损耗在树脂中最小，几乎不受温度·周波数的影响。
绝缘电阻也是最大、耐电弧性也很优异。



■ ＰＴＦＥ特性　〈气体渗透性〉

PTFE的气体渗透随着温度、压力、接粗面积的增加而增加，和薄膜的厚度成反比。



PTFE膜的气体渗透系数（25℃）
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
（单位：cm3・cm・cm-2・s-1・cmHg-1）

■ ＰＴＦＥ特性　〈纯粹性〉

氟树脂在和药液接触时，完全没有不纯物溶出，另外耐腐蚀性优异，具有长时间保持纯度的优良特性。
氟树脂中，PTFE和PFE的耐腐蚀性特别优异，多用于要求清洁度的半导体产业和微量分析领域。
表中表示PTFE及PFA管的硝酸溶出测试结果。


■ ＰＴＦＥ特性　〈摩擦特性〉

PTFE是树脂中摩擦系数最小的。
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的磨损较大。
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。

■ ＰＴＦＥ特性　〈非粘附性〉

PTFE及PEA、FEP与其他树脂相比，具有接触角度非常大，难以润湿的特性。
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。

润湿特性

材料的种类 水的接触点 与水的粘附能 临界表面张力（γc）
（度） （×10－5N/cm） （×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 －

■ ＰＴＦＥ特性　〈难燃性〉

临界氧气指数（LOI）和燃烧卡路里


　 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

■ ＰＴＦＥ特性　〈耐放射线性〉

PTFE的耐放射性：当处于空气中时，因氧的作用会催化分子链的裂解过程。
在0.2~0.7x104Gy下开始发生破坏。
表中记录了因放射线照射而导致的机械强度的变化。


■ ＰＴＦＥ特性　〈粘结性〉

PTFE非粘附性优异，与其他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。

■ 新华尔氟龙

本品是开发的新型PTFE（新华尔氟龙），在具备以往的PTFE的耐热性、耐药品性、非粘附性、低摩擦性等优异特性的同时，提高了耐蠕变性，2次加工性、耐弯曲疲劳性等特性。
下图显示了耐蠕变性。以往的PTFE存在达到高温后蠕变增大的缺点，而新华尔氟龙具有在高温下也难以变形的特点。
因此，在密封垫片及汽车等密封材料、阀门密封板等用途中，能够在比以往更苛刻的条件下，获得更高的耐久性。
另外，对于耐弯曲疲劳性，在MIT测试中获得了比以往的PTFE高数倍的使用寿命。
在波纹管及隔膜、密封材料等用途中，能够获得更高的可靠性。
除此以外，本产品还提高了电气绝缘性，并具有透明性优异的特点。


■ 加入填充剂ＰＴＦＥ　〈种类和特点〉

填充材料
识别符号		 主要填充材料 色调 特性　　◎：优异　○：可以使用　△：根据用途可以使用　×：不推荐使用
低摩擦性能 耐磨损性能 耐蠕变 电气绝缘 防止带电 压缩强度 耐热性 耐药品性 切削加工性 其他特点
纯PTFE － 乳白色 ◎ △ △ ◎ × × ◎ ◎ ◎ 　
2K0 玻璃纤维 白 ○ ○ ○ ◎ × ○ ◎ ○ ○ 被碱侵蚀
水中磨损小
2N0 玻璃纤维 白 ○ ○ ○ ◎ × ○ ◎ ○ ○
2T0 玻璃纤维 白 △ ○ ○ ◎ × ○ ◎ ○ ○
2N1 玻璃纤维＋
石墨		 黑 ○ ○ ◎ ○ × ○ ◎ ○ ○ 　
2K7 玻璃纤维＋
MoS2		 黑 ○ ○ ◎ ◎ × ○ ◎ △ ○ 　
1K0 玻璃纤维 黑 ○ ○ ○ △ ○ ○ ◎ ○ ○ 不损坏软质对象材料
3M0 ブロンズ 黄土 ○ ○ ◎ × ○ ○ ◎ △ ○ 热传导性优异
6T0 碳石墨 黑 ○ ○ ◎ × ○ ◎ ◎ ○ ○ 油中的折导特性优异
6P0 碳石墨 黑 ○ ○ ◎ × ○ ○ ◎ ○ ○ 　
8H0 碳素纤维 黑 ○ ○ ○ × △ △ ◎ ○ ○ 水中的折导特性优异
9A1 有机类填充材料 黄白 ○ ○ ○ ○ × ○ ◎ ○ ○ 不损坏软质对象材料
9A2 有机类填充材料 黄白 ○ ○ ○ ○ × ○ ◎ ○ ○ 不损坏软质对象材料
9B1 不损坏软质对象材料 黑 ○ ○ ◎ △ × ○ ◎ ○ ○ 不损坏软质对象材料
3U8 青铜+碳素纤维 黑褐色 ○ ○ ○ △ △ ○ ◎ △ ○ 　
４Y0 导电性碳 黑 ○ △ △ × ◎ × ◎ ○ ◎ 　

■ 加入填充剂ＰＴＦＥ　〈特性一览表〉

■ 加入填充剂ＰＴＦＥ　〈特性一览表2…新种类〉

■ ＰＦＡ的特性　〈机械特性〉

PFA在接近室温下的机械强度，不能说和PTFE一样高水准，但在高温领域下的强度及耐蠕变性比PTFE优异。
特　性 ASTM试验法 温度℃ PFA ＰＴＦＥ(1) ＦＥＰ
340－Ｊ 350－Ｊ Ｔ－160
拉伸强度   MPa D 1708 23 27 31 27－34(2) 31
250 12 14 10 2
拉伸屈服点   MPa D 1708 23 14 15 10 14
250 3.4 4 2 1.5
拉　伸 ％ D 1708 23 300 300 300 300
250 480 500 350 350
弯曲弹性率   MPa D 790 23 660 690 270-620(2) 690
250 55 70 27 21



■ ＰＦＡ的特性　〈电气特性〉




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