含氟高分子材料是含氟原子的单体通过均聚或共聚反应而得,由于 C-F 键极短、键能极高,含氟高分子材料相较于一般聚合物产品(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯)具有优异的物理和化学性能,具体如下:
1)耐高温性能
含氟高分子材料具有难燃性和优异的耐热性。例如,PTFE 和 PFA 的连续使用温度可达 260℃,短期可在 300℃下使用,FEP 的使用温度可达 200℃。
2)耐酸碱性和耐溶剂性
含氟高分子材料具有卓越的耐酸碱性和耐溶剂性,尤其是 PTFE、PFA、 FEP 等,酸、碱溶剂对它们均无浸蚀。
3)电性能
含氟高分子材料的电性能各有特色,全氟化的高分子材料介电性能尤其是 高频介电性能远超其他材料。其分子的极性很低,在很宽的温度、频率区间变化都很小、相对介电常数稳定、介电损耗很低,电绝缘性优异。另外 PVDF 具有特异的压电性和焦电性,可用来制造压电材料。
4)机械性能
含氟高分子材料在高低温环境中有比较好的机械性能,通过增加其分子结构中的氢原子可以进一步提升其机械性能。PTFE 和 PCTFE 的脆化温度极低, 显示出极好的低温性能,PTFE 具有较低的摩擦系数和特异的自润滑性。
5)不粘性
含氟高分子材料具有特异的不粘性。尤其像 PTFE、FEP、PFA、PVDF 等分子中氟含量高,表面接触角非常大,使相关制品表面上的液体成球状,不易 与树脂粘接,故常用它制造炊具表面的不粘涂层、具有自清洁功能的建筑物外墙。
6)耐候性
各品种的含氟高分子材料都有优异的耐候性,即使在苛刻的温度下长期曝晒,其各种性能都不易变化。
7)憎水性
含氟高分子材料的吸水率低,尤以 PTFE 为甚。可利用它的憎水性制造透气不透水的复合织物和其他装备。
由于在上述方面的表现优良,含氟高分子材料被广泛应用于通信、新能源、电子电器、航空航天、机械、纺织、建筑、医药、汽车等领域。 含氟高分子材料结构复杂、种类繁多、用途广泛,目前使用中的含氟高分 子材料主要品种有:聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯 (PVDF)、氟橡胶(FKM)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚三 氟氯乙烯(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、 乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-六氟乙烯-偏氟乙烯共聚物(THV) 和四氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚物(TFB)等。
其中,PTFE、PVDF、FEP 是含氟高分子材料最主要的产品,占据全球约 90%的含氟高分子材料市场。