聚四氟乙烯的改性及应用研究

刘志伟 罗永振

山东东岳高分子材料有限公司

摘要：聚四氟乙烯为高分子化合物，化学性能稳定，耐腐蚀效果强，密封性好，且有较高的润滑不粘性，同时在电绝缘性和抗老化能力方面表现优异，也正因如此聚四氟乙烯在工程塑料领域中被广泛应用。本文深入探索与分析聚四氟乙烯的改性及应用，希望能够对当前聚四氟乙烯的应用领域拓展提供必要的参考。

关键词：聚四氟乙烯；改性；应用

引言：聚四氟乙烯（PTFE）于1936年发明，随后被投入到工业化生产之中，聚四氟乙烯性质优良，被广泛应用于航空、化工、电子、机械、医药等工业领域中，同时也逐渐深入到人民群众的日常生活中。为了进一步提高聚四氟乙烯复合改性技术的研究水平，本文针对聚四氟乙烯的改性及应用进行深入的研究与分析，希望能够有效推动聚四氟乙烯改性技术的发展和进步。

1 聚四氟乙烯改性分析

1.1 表面改性分析

由于聚四氟乙烯的分子链结构呈现对称性，同时也体现出电中性，使得材料的表面张力较低，仅仅为19mN/m左右，表面低张力也限制了聚四氟乙烯与其它材料之间的复合性应用，特别是聚四氟乙烯薄膜与其它骨架材料的粘结效果相对较差，因此需要对基于四氟乙烯材料进行表面改性，以进一步焕发材料表面活性。

在实施表面改性时可以提前做好预处理，让聚四氟乙烯材料表面进行去氟处理之后接枝聚合物，以进一步提高表面的粘接性。此外也可以在聚四氟乙烯材料表面包裹张力较高、粘接性更好的聚合物，让聚四氟乙烯材料与其他材料之间的粘接效果更强。在实施表面改性技术时，可以综合应用钠-萘络合物化学改性、高温熔融改性技术等方法，此种方法最基本的思路在于对聚四氟乙烯材料引入极性基团，以进一步增加材料的结合力或单纯消除聚四氟乙烯相对年轻向角落的界面层已形成，粘接效果更强的表面层，在不同类型的表面改性技术中钠-萘络合物化合物改性方法，操作水平和操作工艺更加简单，投入成本较低，但是改性效果更好，也正如此，该技术成为了对聚四氟乙烯材料进行改性的经典方法之一。

除了此类化学方法以外，也可以应用物理化处理方法对聚四氟乙烯材料表面进行改性，例如可以应用离子束注入技术等对聚四氟乙烯表面进行改性，随后开展接枝处理。对聚四氟乙烯材料进行表面改性之后能够通过常规粘接技术让该材料与橡胶材料，塑料金属等材料类型进行粘和，此类复合性制品既保持了聚四氟乙烯材料的强大优点，也可以综合应用其他类型材料的机械性能和物理性能等，有效弥补了材料本身的不足，聚四氟乙烯材料表面改性技术被广泛应用于复合密封制品和摩擦润滑制品等领域中。

1.2 填充改性分析

填充改性主要指的是在聚四氟乙烯树脂材料中填充无机金属或其它有机高聚物类的填料，以有效弥补聚四氟乙烯树脂材料的原有缺陷，既保持了材料优点，也应用复合性效应提升了聚四氟乙烯材料的耐压、耐磨性。在进行填充改性时，所填入的填料可以通过与树脂干法进行混合的简单填入方式，此种操作工艺相对简单，但是混合效果相对较差。此外也可以在填料中增加润滑剂，让其形成润滑剂悬浮液，在此类悬浮液中增加聚四氟乙烯的分散树脂进行混合。第三，可以将填料和树脂同时分散于其他溶液之中，在二者充分混合实现凝聚之后对混合物进行干燥提取。对聚四氟乙烯树脂材料进行填充改性，能够大大提升单纯的聚四氟乙烯材料的物理和机械性能，但不容忽视的是此类填料往往也会影响聚四氟乙烯的耐介质和摩擦性能等等，可以根据不同的聚四氟乙烯使用领域选择更有针对性的填料，以降低填料产生的负面效应和影响。

1.3 共混改性分析

共混改性主要指的是充分应用聚四氟乙烯材料的优势，对其进行合金化处理，以进一步拓展工程材料的应用趋势和应用范围。从根本上讲共混改性与填充改性技术相类似，二者的作用原理和机制相同，表面张力相近。在进行共混改性时，通过强大的剪切力使两种聚合物分子链进行缠绕，以进一步增加相容性。在实施共混改性时，能够有效改善不同材料的亲疏水性和孔大小、分布等情况，使得该技术成为了制备滤膜的方法之一，共同改性技术被应用于密封和摩擦性与重效果和优势更明显。

1.4 化学改性分析

化学改性主要通过共聚接枝交联等方法，使聚四氟乙烯的耐用性、抗蠕变性更好，增加其加工工艺性能。实施化学改性之后的聚四氟乙烯共聚物能够在原有物理和化学性能的基础上进行保留，同时在可熔融加工性能方面实现了巨大的改进。受到聚四氟乙烯材料耐辐射效果较差的影响，无法在核反应堆等辐射效果较强的环境中进行应用，但是可以通过聚四氟乙烯进行交联制备，让其分子链形成网状和体型结构，提高耐腐蚀性能和机械性能。

1.5 结构改性分析

除了以上几种改性方法之外，也可以通过结构改性方法对聚四氟乙烯材料进行处理。其他类型的改性方法虽然会在一定程度上提高材料的物理和机械性能，但是往往也会对其润滑及耐介质性能造成影响，而通过结构改性方法则往往会通过膨体和微孔两种技术手段对材料进行处理，使材料的物理机械性能能够全面提升，但是其他类型的耐介质性能等则并不会受到影响。

2 聚四氟乙烯的应用分析

2.1 过滤材料

聚四氟乙烯纤维耐高温腐蚀效果好，因此可以用作烟气除尘的滤料，可以将聚四氟乙烯材料使用非织造工艺制成过滤材料，保证其耐腐蚀和耐高温性能，维持不吸水和良好的过滤效果和使用强度，也进一步发挥粉尘剥离作用。与此同时，可以将聚四氟乙烯过滤材料与其他化学处理技术进行结合性应用，进一步提高现有材料和滤料的物理和化学性能，既满足了在高温烟气环境中的良好过滤效果，也能对有较强酸碱、腐蚀性的工业烟尘进行全面净化。

2.2 防腐密封

受到聚四氟乙烯材料特性的影响，可以在防腐密封领域中对其进行有效应用，进一步发挥聚四氟乙烯的耐高低温和抗腐蚀性能。可以在聚四氟乙烯材料中填充填料，让其摩擦力降低，耐磨损效果和尺寸稳定，效果更好，保证在高压和高速的情况充分保证密封。例如工业领域中的轴杆及旋转接头等部位都可以应用聚四氟乙烯材料进行密封，此外在飞机液压系统和冷压系统管道、阀门等化工设备中，也可以应用聚四氟乙烯材料，全面发挥其防腐密封的作用。

2.3 医疗卫生

在医疗卫生领域中，聚四氟乙烯材料的应用相对稳定，其与人体组织的排斥反应相对较少，且能够有效保持术后稳定、耐生物老化，安全可靠。在医学领域中应用聚四氟乙烯越发广泛主要应用于血管心脏的手术缝合，以及软组织再生人造血管和补片等领域中。应用膨体聚四氟乙烯能够和橡胶塑料薄膜组合为胃镜钳道管，与人体接触之后，不会产生异物反应，能够开展体内胃部取样、息肉摘除等手术。

2.4 航空航天

航空航天领域发展进程中，宇航服尤为重要，也是要求最高的防护服之一。应用聚四氟乙烯材料进行微孔薄膜制备，能够进一步形成可持续使用的放射性尘埃防护材料，既能避免太空中的放射性尘埃沾染防护服，影响宇航员的健康，也能有效隔绝各类放射性尘埃，起到防静电、防油的作用和特点。

总结：总而言之，聚四氟乙烯的综合性能优异，在各行业领域中被广泛应用。基于此，本文深入探究聚四氟乙烯的改性，分别从表面改性、填充改性、共混改性、化学改性和结构改性方面进行论证；最后从过滤材料、防腐密封、医疗卫生、航空航天四个方面探讨了聚四氟乙烯材料的应用，希望能够进一步拓展聚四氟乙烯的应用领域。

参考文献：

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