氟塑料是一類具有優(yōu)異的耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、耐磨損和不粘性的高分子材料,其中PTFE和FEP是最常見的兩種。它們分別是聚四氟乙烯和氟化乙烯丙烯共聚物的縮寫,它們有什么區(qū)別呢?它們又是如何發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的呢?
PTFE是一種全氟化的聚合物,它具有極低的摩擦系數(shù)、極高的使用溫度(可達(dá)260℃以上)和極好的化學(xué)穩(wěn)定性,幾乎不受任何化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。PTFE也是最早發(fā)現(xiàn)的氟塑料,被譽(yù)為“塑料之王”。PTFE的發(fā)現(xiàn)可以追溯到1938年,當(dāng)時美國杜邦公司的化學(xué)家羅伊·J·布朗克(Roy J. Plunkett)在試驗(yàn)制備新型制冷劑時,意外地發(fā)現(xiàn)了一種白色粉末,經(jīng)過分析后證實(shí)是一種新型聚合物。這種聚合物后來被命名為聚四氟乙烯,并在1944年獲得了專利。由于PTFE具有獨(dú)特的性能,它很快就被應(yīng)用于各個領(lǐng)域,如化工、航空、醫(yī)療等。例如,在第二次世界大戰(zhàn)期間,PTFE被用作原子彈中鈾濃縮設(shè)備的密封材料;在1954年,法國廚師馬克·格雷瓜爾(Marc Grégoire)將PTFE涂在鍋具上,創(chuàng)造了第一款不粘鍋;在1969年,美國宇航員阿姆斯特朗(Neil Armstrong)登上月球時,他穿著的太空服就含有PTFE纖維。
但是,PTFE也有一些缺點(diǎn),如加工困難、成本高昂、易老化等。由于PTFE具有很高的熔點(diǎn)(327℃)和很高的粘度,它不能通過常規(guī)的熔融加工方法制成制品,只能通過壓粉成型、擠出成型等方法。此外,由于PTFE分子鏈上存在弱鍵(C-C鍵),它在紫外光或高溫下容易斷裂,導(dǎo)致老化和降解。
FEP是一種由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的氟塑料,它與PTFE相比,具有更好的熔融流動性和可加工性,可以通過注塑、擠出等方法制成各種形狀的制品。FEP也具有良好的耐化學(xué)性、不粘性和電絕緣性,但其使用溫度較低(最高為200℃),且耐磨性較差。FEP是在1950年代由美國杜邦公司開發(fā)出來的一種新型氟塑料,它主要用于電線電纜、管道、閥門、涂層等領(lǐng)域。例如,在1971年,美國國家航空航天局(NASA)將FEP涂層用于阿波羅15號的月球車,以保護(hù)其免受月球表面的塵埃和溫度變化的影響;在1980年代,F(xiàn)EP被廣泛用于光纖通信領(lǐng)域,作為光纖的包層材料,提高了光纖的傳輸效率和可靠性。
PTFE和FEP在實(shí)際應(yīng)用中各有優(yōu)劣,根據(jù)不同的需求選擇合適的材料。PTFE適用于要求耐高溫、耐強(qiáng)酸堿、耐高壓等極端環(huán)境的場合,如化工、航空、醫(yī)療等領(lǐng)域。FEP適用于要求良好的成型性能、透明性、柔韌性等特點(diǎn)的場合,如電子電器、食品包裝、涂層等領(lǐng)域。
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