聚四氟乙烯在仪器仪表上的应用

聚四氟乙烯

聚四氟乙烯在仪器仪表上的应用

周彬（巨化集团公司工程有限公司仪表厂，浙江衢州324004）

摘要：介绍聚四氟乙烯的物化性能，比较各种常用防腐材料的优劣，提供常见腐蚀性介质中材料的选用，介绍了聚四氟乙烯在仪器仪表行业中的应用。

关键词：仪器 仪表 防腐 聚四氟乙烯

目前国产仪表所面临的最大难题是如何解决一次敏感元件的高可靠性、高灵敏度、防爆等问题，其中解决腐蚀问题是提高仪器仪表可靠性的基础。长年来，许多生产系统因腐蚀问题得不到解决而无法检测到一些重要的工艺参数，很难实现自动化控制，不得不采用手动，并且频繁地更换被腐蚀的仪表及设备，大大增加了劳动强度、费用、危险性，减弱了自动化控制程度。

耐腐蚀问题一直是解决仪器仪表可靠性的老大难问题。解决耐腐蚀问题的关键是突破材料问题，其次是结构和使用问题。早在二三十年代，国外便有了耐腐蚀合金，如钽、哈氏合金、蒙乃尔合金、英各乃尔合金等；而国内五六十年代才起步，且真正把耐腐蚀合金用在仪器仪表领域是从80 年代初才开始，但因耐腐蚀合金材料价格太贵而无法广泛推广使用，只能在不计成本的个别场合才被选用。迄今为止，所发现最耐腐蚀，并被誉为“塑料王”、“耐腐蚀王”的是聚四氟乙烯，但在60 年代初期它的价格接近黄金的价格，也无法被广泛选用。

进入80 年代，聚四氟乙烯价格已大大下降，尤其解决了聚四氟乙烯的烧结、喷涂（气孔与金属间易脱落）问题，利用聚四氟乙烯防腐才得到推广。进入90 年代，随着国内聚四氟乙烯生产线相继投产，国产聚四氟乙烯替代了进口，使得聚四氟乙烯价格进一步下降（目前粉料价约6 万元/ t），加上聚四氟乙烯的焊接性能、物化性能进一步被人们所掌握，利用聚四氟乙烯进行防腐才被真正广泛使用。


聚四氟乙烯的物化性能

聚四氟乙烯俗称“塑料王”，英文名Polytetrafuoroethylene resin ( 简称PTFE 或F4 ) ，分子式(CF2-CF2)，分子量> 1 × 107。

外观白色蜡状的固体粉末，密度2. 16 ～ 2. 18g / cm3，熔点327℃，要高于其他聚合物，熔点以上为透明状态，几乎不流动。实际上，聚四氟乙烯的熔融是在一个较宽的温度范围内完成，并且这个温度范围和聚四氟乙烯的处理条件有关。另外，它的熔体熔融粘度很高，即便在熔点以上也不流动。在380℃时熔融粘度为10 Pa·s。

（1）表面性质。聚四氟乙烯分子间很容易滑动，其磨擦系数在所有高聚物中是最低的；润滑性好，聚四氟乙烯难以被普通的液体所润湿（不粘性），与其他物质的粘附性很小。
（2）耐化学性能。聚四氟乙烯的化学腐蚀性甚至超过贵金属，除全氟烷烃和全氯烷烃能使聚四氟乙烯有轻微的熔胀外，酮类、醚类等有机溶剂均不能对它起作用。由于聚四氟乙烯的润湿性较小，所以它对酸和碱溶剂吸收率极低。浓酸、浓碱、强氧化剂即使在高温时也不能对聚四氟乙烯起作用。但是，由于聚四氟乙烯不能熔融加工，在制品中含有孔隙，有利于溶剂的渗透，预成型压力越小，空隙越大。
（3）耐热耐候性。聚四氟乙烯具有良好的热稳定性，而且不受氧气、臭氧和紫外线作用，不易老化，其制品可在- 190 ～ 250℃温度下长期使用；聚四氟乙烯的燃烧氧指数大于95，具不燃性。
（4）力学性能。聚四氟乙烯机械强度在工程塑料中处于中等水平。

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