简答题

解释聚四氟乙烯称为“塑料王”的原因?聚四氟乙烯分子结构具有以下特点:

正确答案

1、碳-氟键是键能很高的一种键,因此,碳-氟键的断裂需要很高的能量。从加热提供热能角度看,即使加热至500℃也不会断裂;
2、氟原子半径为0.68Å,比氢原子(半径0.28Å)大得多。碳-碳键的键长约
1.31Å,由此可知,氟原子正好很严密地把碳包围在其中,使碳链难以遭受其它元素的攻击;
3、氟原子的电负性很大,氟原子间有很大的排斥力。因而,氟-碳键不能像氢-碳键那样容易自由旋转。整个分子比较僵硬,加上对称性好,所以易于结晶;
4、PTFE分子是对称排列,分子没有极性,大分子间及与其它物质分子间吸引力都很小,使其摩擦因数很小。
上述分子结构使PTFE是性能很优异的一种材料。
外表呈透明或不透明的蜡状不亲水粉料,密度为2.14~2.20g/cm3,在塑料中密度最大。结晶呈六方晶形(19℃以上)或三斜晶形(19℃以下),熔点为320~345℃。其突出的性能优点表现在四个方面:
1、优良的耐高低温性,PTFE的使用温度在-200~260℃之间,短期甚至可达300℃,大大高于其他塑料;
2、优异的耐化学腐蚀和老化性能,除金属钠、氟元素及其化合物对它有侵蚀作用外,其它诸如强酸、强碱、油脂、有机溶剂等对它均无作用。它没有溶剂,即使在王水、纯氧化剂、浓NaOH及原子工业中的强腐蚀五氟化铀中都不会被腐蚀,化学稳定性超过了玻璃、陶瓷、不锈钢和金属。甚至比金、铂还稳定。因此有“塑料王”之称。在光线和大气中老化20~30年仍无任何变化;
3、摩擦因数低,低粘附性。PTFE的动、静摩擦因数相等,对钢为0.04,自身为0.01-0.02,是摩擦因数最小的塑料。由于它的表面自由能很低,几乎所有材料均无法和它粘附.它的表面可永保光洁、干净。当然,无法和其它材料粘合也是很大的缺点。乙醚和石油醚等表面张力小的溶剂可润湿其表面;
4、优异的介电性能,其介电性能不随频率和温度的变化而变化。0.025mm的薄膜可耐500V的高压。
PTFE具有较高的冲击强度,但是拉伸强度、耐磨耗和耐蠕变性能低于其它工程塑料,有时可加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨,以提高比力学强度。
因此PTFE称为“塑料王”

答案解析

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