高分子科学导论工程塑料.pptx

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1、Definition&ClassificationDefinition&Classification 工程塑料是指机械性能和热性能均好，可在承受机械应力和较为苛刻的化学物工程塑料是指机械性能和热性能均好，可在承受机械应力和较为苛刻的化学物理环境中使用，用于代替某些金属作为结构材料而应用的一类树脂。理环境中使用，用于代替某些金属作为结构材料而应用的一类树脂。工程塑料通常应用在机械、汽车、电子、电器、航空及航天等领域。工程塑料通常应用在机械、汽车、电子、电器、航空及航天等领域。通常使用量大，可长期在通常使用量大，可长期在 100100o oC C 以上以上 温度下使用的工程塑料统称为通用工温度下使

2、用的工程塑料统称为通用工 程塑料程塑料 聚酰胺聚酰胺（PA/nylonPA/nylon、尼龙）、尼龙）聚碳酸酯聚碳酸酯（PCPC）聚甲醛聚甲醛（POMPOM）聚苯醚聚苯醚（PPOPPO）聚酯聚酯（芳香族聚酯：（芳香族聚酯：PBTPBT、PETPET）第1页/共48页PolyamidePolyamide 聚酰胺为大分子主链上含有酰胺基团重复结构的聚酰胺为大分子主链上含有酰胺基团重复结构的一类聚合物，主要由二元酸和二元胺缩聚或由氨一类聚合物，主要由二元酸和二元胺缩聚或由氨基酸内酰胺自聚合而成，俗称基酸内酰胺自聚合而成，俗称尼龙尼龙，英文名称为，英文名称为“polyamidepolyamide”或或

3、“nylonnylon”。尼龙的种类很多，由二酸与二酰胺缩聚制备的聚酰胺可命名为尼龙的种类很多，由二酸与二酰胺缩聚制备的聚酰胺可命名为尼龙尼龙 xyxy，其中，其中 x x 指二元胺指二元胺的碳原子数，的碳原子数，y y 指二元酸的碳原子数。例如尼龙指二元酸的碳原子数。例如尼龙 6666指聚己二酸己二胺。指聚己二酸己二胺。由内酰胺开环聚合或由内酰胺开环聚合或1-1-氨基烷酸缩聚制备的聚酰胺可命名为氨基烷酸缩聚制备的聚酰胺可命名为尼龙尼龙 z z，其中，其中 z z 指单体中的碳指单体中的碳原子数。原子数。R R1 1COOH+COOH+HOOCHOOCR R2 2NHNH2 2H H2 2N

4、NR R1 1C CC CR R2 2NHNHHNHNO OO O()n nCatalystCatalystCatalystCatalystR RC CNHNHR RNHNH2 2 ororHOOCHOOCR RC CNHNHO O()n nO O第2页/共48页Properties of PAProperties of PA PAPA的外观为乳白或淡黄色粒料，表观角质、坚硬有光泽，吸水率较大；的外观为乳白或淡黄色粒料，表观角质、坚硬有光泽，吸水率较大；PAPA在室温下的拉伸强度和冲击强度都较高，但易受吸湿性的影响，在室温下的拉伸强度和冲击强度都较高，但易受吸湿性的影响，PAPA耐疲劳性较好，

5、抗耐疲劳性较好，抗蠕变性较差，耐磨性优良。蠕变性较差，耐磨性优良。PAPA耐化学稳定性优良，尤其是耐油性突出，但耐酸碱及盐性能不好；耐化学稳定性优良，尤其是耐油性突出，但耐酸碱及盐性能不好；PAPA的耐光性不好，的耐光性不好，在阳光下强度迅速下降而变脆，因此不能用于户外；在阳光下强度迅速下降而变脆，因此不能用于户外；PAPA具有明显的熔点，且熔点高，熔程较窄，熔体粘度低流动性好，但热稳定性较差。具有明显的熔点，且熔点高，熔程较窄，熔体粘度低流动性好，但热稳定性较差。Chemical nameChemical nameabbreviationsabbreviationsMelting Point

6、(Melting Point(o oC)C)PolycaprolactamPolycaprolactamNylon-6Nylon-6220220PolyundecanoylamidePolyundecanoylamideNylon-11Nylon-11190190PolyaurylamidePolyaurylamideNylon-12Nylon-12175175Polytetramethylene adipamidePolytetramethylene adipamideNylon-4,6Nylon-4,6295295Polyhexamethylene adipamidePolyhexamet

7、hylene adipamideNylon-6,6Nylon-6,6260260Polyhexamethylene sebacamidePolyhexamethylene sebacamideNylon-6,10Nylon-6,10215215Polydecamethylene sebacamidePolydecamethylene sebacamideNylon-10,10Nylon-10,10210210第3页/共48页Hydrogen bonds of NylonHydrogen bonds of NylonOONNONHHHOONNONHHHOONNONHHHOONNONHHHONON

8、HHONONHHOONHNHOONHNHNylon 6,6:260 Nylon 6,6:260 o oC CNylon 6:220 Nylon 6:220 o oC CNylon 11:190 Nylon 11:190 o oC CNylon 12:175 Nylon 12:175 o oC C第4页/共48页Invention of NylonInvention of Nylon 尼龙是世界上第一种合成纤维。尼龙是世界上第一种合成纤维。1926 1926 年美国最大的工业公司杜邦公司的的董事年美国最大的工业公司杜邦公司的的董事 Stine Stine 出于对出于对基础科学的兴趣，建议该公司开

9、展有关发现新的科学事实的基基础科学的兴趣，建议该公司开展有关发现新的科学事实的基础研究。础研究。1928 1928 年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基础化学研究所。础化学研究所。年仅年仅3232岁的岁的CarothersCarothers博士受聘担任该所有机化学部的负责人。博士受聘担任该所有机化学部的负责人。Charles M.A.StineCharles M.A.Stine CarothersCarothers支持支持StaudingerStaudinger的观点，决心通过实验来证实这一理论的的观点，决心通过实验来证实这一理论的正

10、确性，他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。正确性，他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。一开始一开始 Carothers Carothers 选择了二元醇与二元羧酸的反应，在不到两年的选择了二元醇与二元羧酸的反应，在不到两年的时间里使聚酯聚合物的分子量达到时间里使聚酯聚合物的分子量达到10000100002000020000。为了合成出高熔点、高性能的聚合物，为了合成出高熔点、高性能的聚合物，Carothers Carothers 和他的同事们将和他的同事们将注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上。注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上。Wallace H.Carothe

11、rsWallace H.Carothers第5页/共48页Invention of NylonInvention of Nylon 19351935年初年初 CarothersCarothers用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺 510 510），实验结果表明，这），实验结果表明，这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝，而且不易吸水，很难溶，不足之处是熔种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝，而且不易吸水，很难溶，不足之处是熔点较低，所用原料价格很高，还不适宜于商品生产。点较低，所用原料价格很高，还不适宜于商品生产。紧接着紧接着CarothersCa

12、rothers在在 19351935年年 2 2月月2828日合成出聚酰胺日合成出聚酰胺 6666。这种聚合物不溶于普通溶剂，具有。这种聚合物不溶于普通溶剂，具有 263 263 o oC C的高熔点，由于在结构和性质上更接近天然丝，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，的高熔点，由于在结构和性质上更接近天然丝，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，耐磨性和强度超过当时任何一种纤维，而且原料价格也比较便宜，杜邦公司决定进行商耐磨性和强度超过当时任何一种纤维，而且原料价格也比较便宜，杜邦公司决定进行商品生产开发。品生产开发。19381938年年1010月月2727日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式日杜邦

13、公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了，并将这种合成纤维命名为尼龙，这个词后来在英语中诞生了，并将这种合成纤维命名为尼龙，这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的通用商品名称。变成了聚酰胺类合成纤维的通用商品名称。杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时 11 11 年，耗费年，耗费 2200 2200 万美万美元，有元，有230 230 名专家参加了有关的工作，终于在名专家参加了有关的工作，终于在1939 1939 年底实现了年底实现了工业化生产。工业化生产。第6页/共48页Invention of NylonInvention of Nylon 为了纪念为

14、了纪念 CarothersCarothers的功绩，的功绩，19461946年杜邦年杜邦公司将乌米尔特工厂的尼龙研究室改名公司将乌米尔特工厂的尼龙研究室改名为为 Carothers Carothers 研究室。研究室。尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础，尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础，尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。第7页/共48页Application of Nylon-automobileApplication of Nylon-automobile 汽车工业为尼龙应用的第一大市场，主要应用于发动机部件、电子配件、车体部件及汽车工业为尼龙应用的第一大

15、市场，主要应用于发动机部件、电子配件、车体部件及输油件等。输油件等。第8页/共48页Application of Nylon-machineApplication of Nylon-machine 机械工业：利用尼龙制品的高力学性能、耐磨性和自润滑性，可广泛用于制作齿轮、机械工业：利用尼龙制品的高力学性能、耐磨性和自润滑性，可广泛用于制作齿轮、垫片、螺母、轴承等。垫片、螺母、轴承等。第9页/共48页Application of Nylon-commodityApplication of Nylon-commodity第10页/共48页Application of Nylon Applicati

16、on of Nylon-texture-texture第11页/共48页Nylon VelcroNylon VelcroTMTMGeorge deMestralGeorge deMestral第12页/共48页Aromatic Polyamide Aromatic Polyamide KevlarKevlar-Kwolek,a DuPont chemistKwolek,a DuPont chemist1960s1960sD Discovered an entirely new branch of synthetics known as iscovered an entirely new bra

17、nch of synthetics known as liquid crystalline polymersliquid crystalline polymers-polyaramide-polyaramide 19711971MMarketedarketed.S.Synthetic fibers much stiffer and stronger than ynthetic fibers much stiffer and stronger than any created before.any created before.The fiber was The fiber was five t

18、imes stronger than steel five times stronger than steel(on a strength(on a strength per weight basis)but about half the density of glass fiber.per weight basis)but about half the density of glass fiber.Stephanie KwolekC CO OC CO ONHNHNHNH()n nPoly(p-phenylene terephthalamide)Poly(p-phenylene terepht

19、halamide)第13页/共48页Aromatic Polyamide Aromatic Polyamide C CO OC CO OH H2 2N NNHNH2 2ClClCl Cl +C CO OC CO ONHNHNHNH()n n+2n+2n HClHClKevlar Kevlar C CO OC CO OClClCl Cl +H H2 2N NNHNH2 2C CO OC CO ONHNHNHNH()n n+2n+2n HClHClNomex Nomex 第14页/共48页Aromatic Polyamide Aromatic Polyamide C CO OC CO ON NN

20、NH HH HC CO OC CO ON NN NH HH HC CO OC CO ON NN NH HH HN NN NH HH HC CO OC CO OC CO OC CO ON NN NH HH HC CO OC CO ON NN NH HH HKevlar 29Kevlar 29Nomex Nomex Nylon66Nylon66Steel wireSteel wireMelting Point(Melting Point(o oC)C)50050043043026026013701370Tensile strength(g/d)Tensile strength(g/d)23235.

21、55.59.69.64 4ModulusModulus (g/d)(g/d)5905901201205757270270(g/cm(g/cm3 3)1.441.441.381.381.141.147.857.85第15页/共48页Aromatic PolyestersAromatic Polyesters Polyester is a category of polymers which contain the Polyester is a category of polymers which contain the ester functional groupester functional

22、 group in their main chain.in their main chain.Although there are many polyesters,the term polyester as a specific material most commonly Although there are many polyesters,the term polyester as a specific material most commonly refers to refers to polyethylene terephthalate(PET)polyethylene terepht

23、halate(PET).目前作为工程塑料使用的热塑性聚酯为芳香族聚酯（目前作为工程塑料使用的热塑性聚酯为芳香族聚酯（Aromatic polyesterAromatic polyester），主要包括：），主要包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯（P Polyethylene terephthalate,olyethylene terephthalate,PETPET）聚对苯二甲酸丁二醇酯（聚对苯二甲酸丁二醇酯（PolybutylenePolybutylene terephthalate,terephthalate,PBTPBT）PropertiesPropertiesPETPET

24、PBTPBTTensileTensile strength(MPa)strength(MPa)65655555Elongation at breaking(%)Elongation at breaking(%)150150150150Compressive strengthCompressive strength(MPa)(MPa)90908383Flexural strength(MPa)Flexural strength(MPa)1101109797ImpactImpact strength(Izod)strength(Izod)0.50.51 1PETPETPBTPBT第16页/共48页

25、Polyethylene terephthalatePolyethylene terephthalate聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯英文名为英文名为 Poly ethylene terephthalatePoly ethylene terephthalate，简称为，简称为 PETPET。PETPET分子为高度对称芳环的线性聚合物，易于取向结晶。分子为高度对称芳环的线性聚合物，易于取向结晶。PET PET 为乳白色半透明体，膜的拉伸强度很高，耐磨性较好。为乳白色半透明体，膜的拉伸强度很高，耐磨性较好。PET PET 的耐热性能不高，但耐热老化性好。的耐热性能不高，但耐热老化性好。P

26、ET PET 的电绝缘性优良，在高频下仍能很好保持，但耐电晕性较差。的电绝缘性优良，在高频下仍能很好保持，但耐电晕性较差。PET PET 在高温和水蒸汽条件下不耐水、酸、碱的作用，对有机溶剂稳定。在高温和水蒸汽条件下不耐水、酸、碱的作用，对有机溶剂稳定。PET PET 耐候耐候性优良，可长期用于户外。性优良，可长期用于户外。Transesterification(Transesterification(酯交换反应酯交换反应)COOCH3COCH3OCH2CH2OHHO+COOCOOCH3CH2CH2OHnnn+2n-1 CH3OH第17页/共48页Invention of Aromatic P

27、olyesterInvention of Aromatic Polyester 18471847年瑞典化学家年瑞典化学家BenzeliusBenzelius制备第一种化学合成聚酯（制备第一种化学合成聚酯（PETPET）树脂。）树脂。19301930年年CarothersCarothers的同事的同事HillHill所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔点低（熔点低（100 30,000 Formed No Solvent,Pure Polymer with MW 30,000 Formed C CCHCH3 3O OCHCH3

28、 3O O-NaNa+NaNa+Aq NaOHAq NaOHC CO OClClClCl+CHCH2 2ClCl2 2C CCHCH3 3O O)n nC CO OCHCH3 3O O(+NaClNaClC CCHCH3 3OHOHCHCH3 3HOHO+O OC CO OO OC CCHCH3 3O O)n nC CO OCHCH3 3O O(+OHOH第25页/共48页Invention of PCInvention of PCDaniel W.FoxDaniel W.Fox inventor of LEXANinventor of LEXAN ,GE Plastics,GE Plasti

29、csHermann SchnellHermann Schnellinventor of Makroloninventor of Makrolon,Bayer BayerPCPC于于19531953年由德国拜耳公司和美国通用电器公司先后研究成功，年由德国拜耳公司和美国通用电器公司先后研究成功，19581958年由拜耳公司首先年由拜耳公司首先实现了工业化生实现了工业化生产产 。第26页/共48页Application of PC-constructionApplication of PC-constructionSpyridon Louis Spyridon Louis 体育场，雅典奥运会，体育场

30、，雅典奥运会，20042004Green houseGreen house第27页/共48页Application of PCApplication of PC -organic glassorganic glassGlass-like transparency:第28页/共48页Application of PCApplication of PCBiologically inert:Food grades:第29页/共48页Application of PCApplication of PC -anti-impactanti-impactVery high impact第30页/共48页Ap

31、plication of PCApplication of PC-light storage device-light storage deviceGood dimensional stability:Low warpage:第31页/共48页PolyoxymethylenePolyoxymethylene 聚甲醛是大分子链中含有氧化甲基重复结构单元的一类聚合物，学名为聚氧化亚甲基；聚甲醛是大分子链中含有氧化甲基重复结构单元的一类聚合物，学名为聚氧化亚甲基；英文名为英文名为 Polyacetal Polyacetal 或或 PolyoxymethylenePolyoxymethylene，简写

32、为，简写为POMPOM。POMPOM力学性能和刚性接近金属材料，俗称力学性能和刚性接近金属材料，俗称“赛钢赛钢”、“人造石人造石”，可用于替代铜、铸，可用于替代铜、铸锌、钢、铝等金属材料。锌、钢、铝等金属材料。POMPOM可分为均聚甲醛和共聚甲醛。可分为均聚甲醛和共聚甲醛。CHCH2 2O OCHCH2 2O OCHCH2 2O OCHCH2 2O OCHCH2 2O OCHCH2 2CHCH2 2POM:tough and hardPOM:tough and hardPEO:soft and flexiblePEO:soft and flexibleCHCHCHCHCHCH2 2CHCH2

33、2CHCH2 2CHCHButadiene rubber:soft and flexibleButadiene rubber:soft and flexibleCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHCHPolyacetylene:tough and hard Polyacetylene:tough and hard 第32页/共48页Development of POMDevelopment of POM 18951895年，首次发现甲醛聚合低分子量年，首次发现甲醛聚合低分子量POMPOM方法；方法；19521952年，年，DuPondDuPond公司的聚合物化学研究部在化学家公司的聚合

34、物化学研究部在化学家Frank CFrank C指导下开发出了被称为指导下开发出了被称为“合合成石头成石头”的聚甲醛。的聚甲醛。19561956年，年，DuPondDuPond公司在公司在 Parkersburg Parkersburg 建立了生产建立了生产 POMPOM的工厂，商品名为的工厂，商品名为 Delrin Delrin ，并于，并于19601960年开始商业化生产。年开始商业化生产。19601960年，美国年，美国 Celanese Celanese 公司开发成功以三聚甲醛和环氧乙烷制造共聚甲醛的技术，并公司开发成功以三聚甲醛和环氧乙烷制造共聚甲醛的技术，并于于 19621962年

35、实现了工业化生产，其商品名为年实现了工业化生产，其商品名为 Ceicon Ceicon 。共聚甲醛虽然物理性能有所下降，。共聚甲醛虽然物理性能有所下降，但其稳定性有很大提高。但其稳定性有很大提高。Ceicon:POMPEO copolymerDelrin:POM homopolymer第33页/共48页Application of POMApplication of POM第34页/共48页Application of POMApplication of POM第35页/共48页Application of POMApplication of POM Tracing whale Tracing

36、 whale S Surfacingurfacing Solvent resistanceSolvent resistance Wear resistance Wear resistance BiocompatibilityBiocompatibility第36页/共48页Polyphenylene OxidePolyphenylene Oxide 聚苯醚又称为聚苯撑氧，英文名为聚苯醚又称为聚苯撑氧，英文名为 Polyphenylene OxidePolyphenylene Oxide，简称为，简称为 PPOPPO。纯纯PPOPPO的加工困难，难以实际应用，直到开发出改性聚苯醚的加工困难，难以

37、实际应用，直到开发出改性聚苯醚MPPOMPPO后，才获得迅速发展，后，才获得迅速发展，成为第五大工程塑料，成为第五大工程塑料，MPPOMPPO为为PPOPPO与与PSPS的共混物。的共混物。PPO PPO 的分子主链上含有芳环，使得其刚性大、熔点的分子主链上含有芳环，使得其刚性大、熔点高、耐热性高、熔体粘度大。苯环上的两个侧甲基高、耐热性高、熔体粘度大。苯环上的两个侧甲基封闭了酚基的活性点，使其稳定性增强，从而赋予封闭了酚基的活性点，使其稳定性增强，从而赋予其耐热性、耐腐蚀性以及耐水性。其耐热性、耐腐蚀性以及耐水性。O OH H3 3C CH H3 3C C()n n PPO PPO 及及 M

38、PPO MPPO 的外观为透明琥珀色、难燃的粒料。的外观为透明琥珀色、难燃的粒料。PPO PPO 具有突出的机械性能，尤其是拉伸强度、冲击强度及耐蠕变性好。具有突出的机械性能，尤其是拉伸强度、冲击强度及耐蠕变性好。PPO PPO 刚性和硬刚性和硬度都较大，耐磨性好，但耐疲劳性和耐应力开裂性不好。度都较大，耐磨性好，但耐疲劳性和耐应力开裂性不好。PPO PPO 具有较高的耐热性，热膨胀系数在塑料中最低。具有较高的耐热性，热膨胀系数在塑料中最低。PPO PPO 具有优异的电性能，其介电常数和损耗角都较低。具有优异的电性能，其介电常数和损耗角都较低。PPO PPO 对稀酸碱及盐稳定，但在一些有机溶剂

39、中溶胀或溶解对稀酸碱及盐稳定，但在一些有机溶剂中溶胀或溶解PPO PPO 的抗氧性不好，需加入的抗氧性不好，需加入抗氧剂。抗氧剂。第37页/共48页Application of PPOApplication of PPO第38页/共48页Special Engineering PlasticsSpecial Engineering Plastics 特种工程塑料是比普通工程塑料的耐温、冲击性能更好，但价格更贵的一些工程塑料。特种工程塑料是比普通工程塑料的耐温、冲击性能更好，但价格更贵的一些工程塑料。常见的特种工程塑料包括常见的特种工程塑料包括 聚苯硫醚（聚苯硫醚（Polyphenylene s

40、ulfide,PPSPolyphenylene sulfide,PPS）聚砜（聚砜（Polysulfone,PSFPolysulfone,PSF）聚酰亚胺（聚酰亚胺（Polyimide,PIPolyimide,PI）聚醚酮（聚醚酮（Polyether ketone,PEK)Polyether ketone,PEK)聚醚醚酮聚醚醚酮 （Polyether ether ketone,PEEKPolyether ether ketone,PEEK）S Sx x()n nS S()n nO OO OR RR RC CO OC CN NO O(C CO OC CO ON N)n nO O)n nC CC

41、HCH3 3CHCH3 3C C(O OO O)n nC C(O OO O第39页/共48页Special Engineering PlasticsSpecial Engineering Plastics聚合物聚合物聚合物聚合物最高使用最高使用最高使用最高使用温度温度温度温度 o oC CKevlarKevlar（芳香族聚酰胺）（芳香族聚酰胺）500500聚苯并咪唑聚苯并咪唑（PBIPBI）400400NomexNomex（芳香族聚酰胺）（芳香族聚酰胺）360360聚酰亚胺聚酰亚胺260260UdelUdel（聚芳基砜）（聚芳基砜）160160聚苯硫醚聚苯硫醚150150聚苯醚聚苯醚13013

42、0聚碳酸酯聚碳酸酯130130尼龙尼龙6666100100聚对苯二甲酸丁二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯9090ABSABS树脂树脂8080第40页/共48页Fluoro ResinFluoro Resin 分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。具有优异的耐高低温性能、介电性能、化分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。具有优异的耐高低温性能、介电性能、化学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性。是国民经济各部门，特学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性。是国民经济各部门，特别是尖端科学技术和国防工业不可缺少的重要材料。别是尖端科学技术和国防工业不可缺少的重要材料。氟树脂的主

43、要品种有氟树脂的主要品种有聚四氟乙烯聚四氟乙烯（PTFEPTFE）、）、聚三氟氯乙烯聚三氟氯乙烯（PCTFEPCTFE）、）、聚偏氟乙烯聚偏氟乙烯（PVDFPVDF）、乙烯）、乙烯-四氟乙烯共聚物（四氟乙烯共聚物（ETFEETFE）、乙烯）、乙烯-三氟氯乙烯共聚物（三氟氯乙烯共聚物（ECTFEECTFE）、）、聚氟乙烯聚氟乙烯（PVFPVF）、四氟乙烯）、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（俗称可熔性聚四氟乙烯，全氟烷基乙烯基醚共聚物（俗称可熔性聚四氟乙烯，PFAPFA）、）、四氟乙烯四氟乙烯-六氟丙烯共聚物六氟丙烯共聚物（俗称氟塑料（俗称氟塑料4646，FEPFEP）、四氟乙烯）、四氟乙烯-六

44、氟丙烯六氟丙烯 全氟烷基乙烯基醚共聚物等。其中以聚四氟乙烯为主。全氟烷基乙烯基醚共聚物等。其中以聚四氟乙烯为主。C CC CF FF FF FF F()n nC CC CH HF FF FF F()n nC CC CH HF FH HF F()n nC CC CH HH HH HF F()n nPTFEPTFEPCTFEPCTFEPVDFPVDFPVFPVFFPEFPEC CC CF FF FF FCFCF3 3()mmC CC CF FF FF FF F()n n第41页/共48页PolytetrafluoroethylenePolytetrafluoroethylene 聚四氟乙烯（聚四氟

45、乙烯（Polytetrafluoroethylene,PTFEPolytetrafluoroethylene,PTFE），又名特氟隆，是由四氟乙烯单体经自由），又名特氟隆，是由四氟乙烯单体经自由基聚合制备得到。基聚合制备得到。PTFEPTFE分子结构中含有大量碳氟键，化学性能非常稳定，因而其耐化学腐蚀性极佳分子结构中含有大量碳氟键，化学性能非常稳定，因而其耐化学腐蚀性极佳 。PTFEPTFE具有非常高的力学性能和耐热性，拥有具有非常高的力学性能和耐热性，拥有“塑塑料王料王”的美誉。的美誉。杜邦公司的研究人员普伦基特在做化学反应时偶杜邦公司的研究人员普伦基特在做化学反应时偶然发现原料四氟乙烯气体

46、转变为了白色固体，分然发现原料四氟乙烯气体转变为了白色固体，分析表明为析表明为PTFEPTFE聚合物。聚合物。杜邦公司发现这种聚合物具有非常优异的性能，杜邦公司发现这种聚合物具有非常优异的性能，开始推动其商业化，并命名为开始推动其商业化，并命名为“特氟隆特氟隆”但在当时，由于但在当时，由于PTFEPTFE稳定性好，加工十分困难，稳定性好，加工十分困难，生产成本过于昂贵，因此缺乏实用性，没有得到生产成本过于昂贵，因此缺乏实用性，没有得到推广使用。推广使用。Roy PlunkettRoy Plunkett第42页/共48页Development of PTFEDevelopment of PTFE

47、 二战期间，美国在二战期间，美国在“曼哈顿计划曼哈顿计划”中需要选用一种中需要选用一种具有高度气密性和耐油性的材料来分离铀具有高度气密性和耐油性的材料来分离铀 235235，经，经过筛选发现只有过筛选发现只有 PTFE PTFE 符合这一要求。符合这一要求。C CC CF FF FF FF FC CC CF FF FF FF F()n n第43页/共48页TeflonTeflon 特氟隆：特氟隆：TeflonTeflon，是美国杜邦公司对其研发的所有碳氟，是美国杜邦公司对其研发的所有碳氟树脂的总称（市面上常见为杜邦注册的树脂的总称（市面上常见为杜邦注册的“特富龙特富龙”），），包括聚四氟乙烯、

48、聚全氟乙丙烯及各种共聚物；由于其包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及各种共聚物；由于其独特优异的耐热（独特优异的耐热（180180260260）、耐低温（）、耐低温（-200-200）、）、自润滑性及化学稳定性能等，而被称为自润滑性及化学稳定性能等，而被称为“拒腐蚀、永不拒腐蚀、永不粘的特氟隆粘的特氟隆”。美国环境保护署表示，由于杜邦公司美国环境保护署表示，由于杜邦公司2020多多年来均未通报其制造特氟隆的一种关键原年来均未通报其制造特氟隆的一种关键原料全氟辛酸铵，可能会导致人类罹患癌症料全氟辛酸铵，可能会导致人类罹患癌症或影响生育功能，而特氟隆正是制造不粘或影响生育功能，而特氟隆正是制造不粘锅的主

49、要涂层。锅的主要涂层。一般来说一般来说 ，采用新型工艺合成的特氟隆可，采用新型工艺合成的特氟隆可以避免以上问题，另外使用特氟隆不粘锅以避免以上问题，另外使用特氟隆不粘锅时，温度最好控制在时，温度最好控制在200200o oC C以下。以下。第44页/共48页Application of PTFEApplication of PTFE第45页/共48页Gore-TEXGore-TEX Bob GoreBob Gore发现，在一定条件下迅速拉伸聚四氟乙烯发现，在一定条件下迅速拉伸聚四氟乙烯(PTFE)(PTFE)可以生成一种强度很高的多微孔材料可以生成一种强度很高的多微孔材料 。这种材料每平方英寸有数十亿个小孔，孔径介于水这种材料每平方英寸有数十亿个小孔，孔径介于水蒸气分子和液滴之间，因此兼具有优异的防水和透蒸气分子和液滴之间，因此兼具有优异的防水和透气性。这种材料被命名为气性。这种材料被命名为Gore-TEXGore-TEX。第46页/共48页Application of PTFEApplication of PTFE第47页/共48页感谢您的观看。感谢您的观看。第48页/共48页