(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) |
-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 |
(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)
(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。

