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聚四氟乙烯微粉在工程塑料中的应用与展望

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聚四氟乙烯微粉在工程塑料中的应用与展望

发布日期：2018-12-05 作者： 点击：

  近年来，全球工程塑料产业发展迅猛，2014 年，全球工程塑料市值约为 670 亿美元，预计到 2020 年可增长到 1 137 亿美元，届时，全球对工程塑料的年需求量将达到 2 910 万吨，亚洲、南美及中东等发展中地区将成为工程塑料增长的主要推动力[25]。近 10 年来，中国工程塑料产值年均增长超过20%，目前，我国工程塑料年生产能力已经达到 60 万吨，改性工程塑料年产量超过 200 万吨，某些产品加工技术已步入国际先进行列。

  聚四氟乙烯是具有优异综合性能的含氟材料，由聚四氟乙烯改性的工程塑料主要应用于较高端的使用场合，随着社会需求的不断提高，这部分产品的市场潜力巨大。

  聚四氟乙烯（PTFE）是二十世纪三十年代由 Plunkett 博士发明的一种含氟高分子材料，由于具备一系列优异的综合性能，聚四氟乙烯有“塑料王”美称。聚四氟乙烯优异的性能来源于其独特的分子结构，聚四氟乙烯分子的结构式为[CF2CF2]n，与碳原子相连的氢全部被氟原子取代，在氟原子的保护下，聚四氟乙烯拥有优异的耐温、耐腐蚀、耐老化、绝缘、阻燃、防粘、自润滑等方面的性能，目前已广泛应用于诸多领域。

  利用聚四氟乙烯的优异性能对工程塑料实施共混改性，可实现优势互补，进一步提高工程塑料的性能，拓展其应用领域。聚四氟乙烯共混改性剂对工程塑料的改性主要集中在减磨润滑和抗滴落阻燃两个方面。

1.减磨润滑剂

  大多数工程塑料的表面摩擦系数较高，在滑动摩擦场合中需使用外用润滑剂，这就限制了工程塑料在不允许使用外用润滑剂的场合的应用。聚四氟乙烯的表面能极低，具有非常优异的自润滑性能，将聚四氟乙烯与工程塑料共混，可制备出表面摩擦系数较低的无油润滑复合材料。

  用于工程塑料改性的聚四氟乙烯减磨润滑剂是分子量在 3万~20万且平均粒径低于 30微米的聚四氟乙烯超细粉末，又称聚四氟乙烯微粉。聚四氟乙烯微粉的使用温度范围、耐候性、化学稳定性、自润滑性、不粘性等性能与高分子量聚四氟乙烯树脂完全相同。在保持原有性能的同时，聚四氟乙烯微粉还具有分散性好、易于与其他材料混合均匀等优点，是性能优良的改性剂。

2.抗滴落剂

  随着工程塑料应用领域的不断扩展，其制品对聚四氟乙烯抗滴落剂分三大类：纯粉型、乳液型和核壳型。

（1）纯粉型

  纯粉型抗滴落剂是纯的聚四氟乙烯颗粒，通过对颗粒表面进行烧结处理，提高聚四氟乙烯的分散性和流动性，当抗滴落剂与塑料进行预混合时，可表现出较好的分散性能并避免提前纤维化。

  纯粉型抗滴落剂的优点是聚四氟乙烯含量为100%，不引入其他杂质，可以有比较大的添加量。

（2）乳液型

  乳液型抗滴落剂是在分散剂的作用下，将聚四氟乙烯分散于水中，制成聚四氟乙烯分散乳液。由于乳液中含有大量的水，因此使用时对设备和技术的要求较高，受此影响，我国国内工程塑料改姓厂家使用乳液型抗滴落剂的较少。

 （3）核壳型

  核壳型抗滴落剂是在聚四氟乙烯粒子外部包覆一层聚合物，使之在与塑料树脂混合过程中具有更好的分散性。外部包覆的壳层聚合物一般为聚丙烯腈、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。与纯粉型和乳液型抗滴落剂相比，核壳型抗滴落剂具有分散性好、易使用、常温下不结团、容易储存、制品表面无晶点、表面光洁度高等优点。但是，其外层包覆的聚合物对于最终制品来说属于杂质，这会对制品性能造成一定的影响。

  现阶段，无论是聚四氟乙烯微粉还是抗滴落剂，尽管我国的企业和产品正在逐步增加，但相关领域的市场依然掌握在如杜邦、大金、3M 等跨国公司手中。近年来各地方企业在化工添加剂领域夹缝生存但成长速度极为迅猛，像是沈阳天宇翔、浙江巨化、山东东岳等企业依靠自主研发在各类型添加助剂领域获得了大众的认可，对于目前的情况国家相关部门应制定相关政策优化市场分配给地方中小企业开辟新空间，中小企业也应加大研发投入，提升产品技术水平，逐步提高市场份额，早日使我国国产产品满足各行业的发展需求。