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使用聚四氟乙烯薄膜作为密封圈的使用要点_常见问题_苏州丰芃新材料科技有限公司

2021-10-26 16:08

在真空密封中,使用PTFE材料作为密封圈是很常见的,这主要是由其物理化学特性决定的。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。

聚四氟乙烯广泛应用于各种抗酸、碱和有机溶剂。它对人体无毒。然而,生产过程中使用的一种原料全氟辛酸盐(PFOA)被认为具有致癌作用。

聚四氟乙烯的相对分子质量比较大,低的几十万,高的1000万以上,一般几百万(聚合度在104量级,而聚乙烯只有103)。一般结晶度为90-95%,熔点温度为327-342℃。聚四氟乙烯分子中的CF2单元呈锯齿状排列。由于氟原子半径略大于氢原子半径,相邻的CF2单元在反式中不能完全交叉,而是形成螺旋扭链,几乎被氟原子覆盖。整个聚合物链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性质。当温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃时,发生相变,分子轻微散开,形成15/7的螺旋。

尽管全氟碳化合物中碳碳键和碳氟键的断裂需要分别吸收346.94和484.88kJ/mol的能量,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯只需要171.38kJ的能量。因此,在高温裂解过程中,聚四氟乙烯主要是解聚成四氟乙烯。在260℃、370℃和420℃时,PTFE的失重率(%)分别为1×10-4、4×10-3和9×10-2 / h。由此可见,PTFE在260°C下可以长期使用。由于高温裂解会产生氟光气、全氟异丁烯等剧毒副产物,须特别注意安全防护,防止聚四氟乙烯与明火接触。

其摩擦系数小,只有聚乙烯的1/5,这是全氟碳表面的一个重要特征。此外,由于氟碳链的分子间作用力低,PTFE是不粘的。

聚四氟乙烯在-196至260°C的宽温度范围内保持优良的机械性能。全氟碳聚合物的特点之一是它们在低温下不脆。

耐化学性和耐候性除熔融碱金属外,PTFE几乎不受任何化学剂的腐蚀。例如,在浓硫酸、硝酸、盐酸中,即使在王水中煮沸,其重量和性能都没有变化,几乎不溶于所有溶剂,在300℃以上仅微溶于所有烷烃(约0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸收水分,不易燃,对氧气和紫外线非常稳定,因此具有优良的耐候性。

聚四氟乙烯在较宽的频率范围内具有较低的介电常数和介电损耗,并且具有较高的击穿电压、体积电阻率和抗电弧性。

聚四氟乙烯的抗辐射性能较差(104 rad),在高能辐射下会降解,聚合物的电学和力学性能会显著降低。

聚四氟乙烯是由四氟乙烯自由基聚合而成。工业聚合是在大量水的存在下进行搅拌,以分散反应热,便于温度控制。聚合一般在40-80°C和3-26 kgf/cm2的压力下进行。无机过硫酸盐和有机过氧化物可以作为引发剂,也可以使用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合放出171.38kJ的热。分散聚合须添加全氟表面活性剂,如全氟辛酸或其盐类。

聚四氟乙烯可通过压缩或挤压成型;也可制成涂料、浸渍或制纤维的水分散剂。聚四氟乙烯广泛用于核能、航空航天、电子、电气、化工、机械、仪器仪表、建筑、纺织、食品等行业作为耐高低温、耐腐蚀材料、绝缘材料、防粘涂料等。

化学性质

耐腐蚀:能承受所有强酸(包括王水)、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用,但熔融碱金属、氟化介质和300℃以上氢氧化钠除外。

绝缘:不受环境和频率的影响,体积电阻可达1018欧姆•cm,介电损耗小,击穿电压高。

耐高低温:对温度影响小,温度范围宽,适用温度-190~260℃。

自润滑:塑料间摩擦系数小,是理想的无油润滑材料。

表面不粘性:已知固体材料不能粘附表面,是表面能最小的固体材料。耐候性、抗辐射性和低透气性:长期暴露在大气中,表面和性能保持不变。

不燃性:氧极限指数低于90。PTFE的力学性能相对较软。表面能很低。

聚四氟乙烯密封圈PTFE(聚四氟乙烯)复合材料是复合材料的一种,它包含两个或两个以上的不同的属性或不同阶段包含聚四氟乙烯材料,它是由混合、共聚合或结合在一起,其性能优于其组成材料。新的复合材料。通过材料复合,它不仅对聚四氟乙烯的优良特性,还克服了冷流蠕变的缺点和non-wear聚四氟乙烯的阻力,使其减摩、耐磨、自润滑、耐腐蚀,耐高温,抗老化,耐磨损。抗压缩、抗蠕变、尺寸稳定、线膨胀系数低等特点,并提高导热系数和硬度,降低成本。该新型复合材料已在国内外用于高压、高温、高速、高真空、易燃易爆、有毒、强腐蚀性介质等特殊工况下的密封。这些密封件广泛应用于石油化工、化肥、农药、航空、航天和核工业,经常用作往复轴向运动的密封,如活塞和活塞杆的密封。既可用于干摩擦、无油润滑场合,又可在条件允许时进行油润滑。

为了增强PTFE复合密封的弹性,须在结构上与弹性体、压缩环、凸阀座、凹阀座和各种形式的金属弹簧组合,形成弹性驱动密封。常用的是金属弹簧驱动,它是将螺旋平面弹簧或圆丝弹簧置于密封圈内加工或成型的环形空间中,以保证密封圈能产生高度的弹性和磨损。自动补偿,形成优良的动态密封。

2.1 j型、l型聚四氟乙烯密封件

J型和l型密封圈常在PTFE中加入石墨、玻璃纤维、青铜、二硫化钼和各种金属氧化物,以改善和增强PTFE的各种性能。其特点是摩擦力小,能承受干摩擦;唇面和轴面磨损率低;适用温度范围-50~200℃;耐油、耐腐蚀;良好的密封性能。例如,液压活塞和气动活塞上使用的是由PTFE和玻璃纤维制成的l型密封圈。如果加入15%的玻璃纤维,热膨胀系数可降低1/2。l型密封圈可作单向或双向活塞密封。

j形密封圈用作活塞杆的密封,一般作为固定密封安装在壳体上,以密封往复轴。密封圈的底部卡在壳体的沟槽中,由压盖支撑。唇端始终面对正压侧,唇的内径与轴接触,通过自紧原理实现密封,唇沿轴面自由移动。


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