分子結(jié)構(gòu)對比
PTFE是由單體四氟乙烯聚合而成,1938年杜邦公司首次發(fā)現(xiàn),廣為人知的PTFE品牌是Teflon®。下圖為PTFE的結(jié)構(gòu)式,黃色小球代表氟原子。
PFA加入了全氟烷氧基,相當于PTFE中的一個氟原子被全氟烷氧基所取代。與PTFE一樣,PFA的配方先由杜邦公司發(fā)明,的PFA配方是Teflon PFA。從分子結(jié)構(gòu)上說,PFA的碳鏈相對較短,而鏈纏結(jié)的程度更高。下圖所示為PFA的結(jié)構(gòu)式。
性能對比
總體來看,PFA的性質(zhì)與PTFE十分相似,它們的不同在于PFA是可以熔融加工的,而PTFE不能。這意味著PFA可以用傳統(tǒng)的注塑成型和螺桿擠壓技術(shù)加工。
PTFE固體是疏水的,因此不容易受水分影響,并且摩擦系數(shù)非常低;PFA更容易受干濕交替環(huán)境的影響,但是在耐鹽霧腐蝕方面,PFA的性能比PTFE更。
PFA的彈性比PTFE更優(yōu),尤其是在管道運用方面,但它耐重復(fù)折疊的性能略遜于PTFE。
PFA的介電常數(shù)與PTFE相同,耗散系數(shù)非常相似,然而PFA的介電強度是PTFE的三到四倍。
應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ρ?/strong>
據(jù)統(tǒng)計,全球范圍內(nèi)超過一半的PTFE被用于制作電纜:包括連接線、同軸電纜等。這是因為PTFE有絕佳的介電性能,尤其是在高頻無線電領(lǐng)域。結(jié)合它高熔點的特征,PTFE成為了聚乙烯的高性能替代品。
由于其極低的摩擦系數(shù),它還用于制作滑動軸承,齒輪,滑板,密封,墊圈,襯套,甚至潤滑劑,減少機械摩擦,提升能量利用率。
由于其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,PTFE還被用于制作儲存和運輸性質(zhì)活潑或有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的容器和管道。當然,PTFE日常的應(yīng)用是不粘鍋以及廚具模型的不粘涂層,PTFE還被下圖所示為涂了PTFE的不粘鍋:
PFA則通常被運用在實驗室設(shè)備中,尤其是用作重要反應(yīng)或者高腐蝕性化學(xué)反應(yīng)的管道,因為PFA具有極強的抗化學(xué)腐蝕性,光學(xué)透明性以及較好的柔韌性,能很好的避免金屬離子引發(fā)的化學(xué)污染,因此在分析化學(xué)領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。
在火力發(fā)電廠,PFA被用作熱交換器的襯里。因為將高溫的氣體通過有PFA內(nèi)襯的裝置,可以在不損壞熱交換機的前提下給氣體降溫,從而提高了整個工廠的能源利用率。
此外,用PFA作化學(xué)儀器的薄板襯里,抗腐蝕性能有所保障,昂貴的合金和金屬就可以用碳鋼纖維增強塑料(FRPs)來代替了。下圖所示為PFA管:
小結(jié)
在過去很長一段時間里,PTFE因為擁有非常優(yōu)越的物理和化學(xué)性能,而受到工業(yè)領(lǐng)域的追捧。但是其加工方式的局限性也限制了它的應(yīng)用。PFA其實是PTFE的改良版本,其性能類似于PTFE的材料,卻擁有非常的加工性能,讓工程師們的難題迎刃而解。