氟塑料F4阀门的材质性能        

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 1.氟塑料F4阀门的材质性能氟塑料的种类：

   之前介绍整体氟塑料法兰式球阀在机电行业应用，现在介绍氟塑料是指分子结构含有氟原子的一类高分子合成材料的总称。它是一类含有氟的不饱和单体自聚合以及由氟不饱和单体共聚而成的一类合成树脂。氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物，它们有聚四氟乙烯（PTFE）、全氟（乙烯丙烯）（FEP）共聚物、聚全氟烷氧基（PFA）树脂、聚三氟氯乙烯（PCTFF）、乙烯一三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）、乙烯一四氟乙烯（ETFE）共聚物、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚氟乙烯（PVF）。
    氟树脂的品种很多，根据分子中氟原子的个数来分有下列品种：聚氟乙烯（PVF），简称F1；聚偏二氟乙烯（PVDF），简称F2；聚三氟氯乙烯（PCTFE），简称F3；聚四氟乙烯（PTFE），简称F4；聚六氟丙烯，简称F6。含氟塑料的共聚物有以下品种：可溶性聚四氟乙烯，简称PFA，是由聚四氟乙烯与全氟烷基乙烯醚共聚所组成；聚全氟乙丙烯（FEP）简称F46，是四氟乙烯与六氟乙烯的共聚物；F42是四氟乙烯与偏二氟乙烯的共聚物简称；F40是四氟乙烯与乙烯的共聚物简称；F30是三氟氢乙烯与乙烯的共聚物简称；F23（又称3M）是偏二氟乙烯与三氟氯乙烯的共聚物简称。F4阀门氟塑料是各种含氟塑料的总称，由含氟单体如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、六氟异丁烯、全氟代烷基乙烯基醚及乙烯等单体通过均聚或共聚反应制得。主要的氟塑料品种列下，但按数量及用途来说以聚四氟乙烯为zui重要。
聚四氟乙烯（PTFE，简称F4 ）
聚全氟代乙丙烯（FEP，简称F46）
聚三氟氯乙烯（PCTFE，简称F3）
聚偏氟乙烯（PVDF，简称F2）
聚氟乙烯（PVF，简称F1）
偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物（Kel-F，简称F2 3）
偏氟乙烯与四氟乙烯共聚物（фOomph，简称F2 4）
偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物（vitonA，简称F2 6）
三氟氯乙烯与乙烯共聚物（Halar-ECTFE，简称F3 0）
四氟乙烯与乙烯共聚物（Tefzel-ETFE，简称F4 0）
偏氟乙烯与六氟异丁烯共聚物（CM-1）
四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物一可熔性聚四氟乙烯（PFA）
以F4为代表的氟塑料具有一系列优良的使用特性，耐高温长期使用温度达200℃；耐低温在-100℃以下仍柔软，耐腐蚀能耐王水和切有机溶剂；

1. 氟塑料F4阀门的材质性能 品名、型号规格、数量、价格.      

 工业管道中接触腐蚀介质的各种金属阀门往往使用寿命不长，但将阀门改为F4衬里后，使用寿命就可大大提高，同时，由于F4具有粘性和低摩擦系数的特点，在实际应用时会使考克类阀门启动容易。一般情况下，球阀以F4衬里，阀杆由金属杆与塑料复合而成，密封件多选用F4。这种阀门的使用温度可达-60℃- +160℃，使用压力可达10公斤/厘米2、20公斤/厘米2。
在隔膜阀中，隔膜材料可用F4制作，也可用橡胶与F4复合， 或以F4玻璃漆布与F4复合而成。这种隔膜多用于计量与控制仪器上。
ECTFE氟塑料的应用进展
乙烯三氟氯乙烯塑料的主要性能，随着LLDPE（线性低密度聚乙烯）的旋转成型衬里工艺要化工防腐蚀领域的成功应用，ECTFE氟塑料亦被满意采用流化床与旋转成型工艺来制造耐蚀衬里。
一种命名为乙烯三氟氯乙烯的氟聚合物，这种共聚物的英文缩写ECTFE。美国的Ausimont公司推出的商品名为"HALAR"的氟塑料，即属此类氟聚合物。
ECTFE对极大多数的无机、有机化学品以及有机溶剂，有非凡的抗腐蚀能力。直到目前，没有一种溶剂能在120℃以下侵蚀ECTFE，或引起裂缝。只有与氯化溶融碱或热的胺类（例如苯胺、二甲胺）。与其它热塑性塑料相比，ECTFE在高温下的耐氯和氯衍生物的性能，特别突出。
ECTFE具有优良的耐腐蚀性能，极低的渗透率，优良的电性能与表面的光滑，可在低温到149℃的温度范围内安全使用。它不但具备突出的抗冲击性能，而且是一种具备相当机械强度的坚韧材料。它适宜于制造安全使用的产品， 在不断与食品原料接触时，遵守了德国的《BGA Deuschland》标准。它回避了在嗅味，品尝方面的影响问题。因此在国外已被推荐为"清洁"的ECTFE，而被允许使于食品和饮水领域。
ECTFE制成品的表面，类似于玻璃，能阻止微生物的增生，提供了明显的卫生优势。美国Ausi-mont公司提供了一个有趣的试验结果：在放大1000倍条件下，把"HALAR"树脂衬里表面，与PP（聚丙烯）PVDF（聚偏二氟乙烯）以及PVC（聚氯乙烯）塑料相比；前者的表面仍呈现光滑，在有凹坑等部位被发现的细菌相当少，而其余3种塑料表面则显示了粒状和凹凸不平的表面，而且细菌要多得多。

    2. 氟塑料的特性：

    由于氟塑料分子结构中都有氟碳键及其屏蔽效应，故具有优良的耐腐蚀性、耐高（低）温性、非黏附性、电绝缘性等，又由于它们彼此间的结构上的差异，使其具有各自的特性，选用时要充分注意发挥不同品种氟塑料各自的优点。由于氟塑料的品种很多，这里仅介绍产量zui大，使用zui多的聚四氟乙烯（PTFE）以及它的两个改性产品：聚全氟乙丙烯（FEP）和可熔性聚四氟乙烯（PFA）。
    （1）聚四氟乙烯（PTFE）
    从聚四氟乙烯分子结构看，C-C主要链的周围对称排列着氟原子，形成了一个氧原子组成的外罩保护着主链。C-F键极其牢固，使聚四氟乙烯具有很高的耐化学腐蚀性能，其耐腐蚀性超过了现有的所有塑料，故有“塑料王"之称。聚四氟乙烯几乎耐任何浓度的强酸、强碱、强氧化剂和溶剂的腐蚀，即使在高温下对它也不发生作用。只有熔融的碱金属或他们的氨溶液、氟化氯及元素氟会对它发生作用，而且也只有在高温下才明显地发生作用。
    聚四氟乙烯的力学性能见表19-1。

表19-1  聚四氟乙烯（PTFE）的力学性能

    聚四氟乙烯（PTFE）的商品名“铁氟龙"、“泰氟龙"、"F4"等, 是由四氟乙烯自由基聚合而制得的一种全氟聚合物，它具有一C马一CFZ一重复单元线性分子结构，是结晶性聚合物，熔点大约为631℃，密度为2.13～2.19 g／cm3。PTFE具有优异的耐化学品性，其介电常数为2.1左右，损耗因数低，在很宽的温度和频率范围内是稳定的。机械性能都很好。
    PTFE抗冲击强度高，但拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性比其它工程塑料差。有时加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨来改善其特殊的机械性能。它的摩擦系数几乎比任何其它材料都低，具有很高的氧指数。
    PTFE可制成粒料、凝结的细粉（0.2微米）和水分散液。粒状树脂用于压塑和柱塞挤塑；细粉可以糊状挤塑成薄壁材料；分散液可用作涂料和浸渍多孔材料。
    PTFE具有非常高的熔体粘度，这妨碍了惯用的熔融挤塑或模塑技术的采用。粒状PTFE的模塑和挤塑方法与粉状金属和陶瓷用的方法相似——先压缩再高温烧结；细粉需与加工辅料混合（如石脑油）形成糊状，然后在高压下挤成薄壁材料，再加热除掉挥发性的加工助剂，zui后烧结。
    （2）聚全氟乙丙烯塑料（FEP）
    FEP是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的。 
    聚全氟乙烯由于C-C键周围有极牢固的氟碳键存在及其屏蔽效应，因而使它的耐腐蚀性能*。与聚四氟乙烯相似（在150℃下），它几乎能抵抗所有化学介质（包括浓硝酸及王水）的腐蚀。只有高温下的氟、碱金属及二氟化氯、三氟化氯等能与它发生作用。它对稀或浓的无机酸、碱、醇、酮、芳烃、氯代烃、油脂等均有优良的耐腐蚀性。由于具有支链，故使它的耐温略有降低，zui高使用温度约200℃，长期使用温度比F4降低了50℃。
    FEP的突出优点是具有较好的成型加工性能，可以用热塑性塑料通用的成型加工方法如模压、挤出、注射等进行加工。FEP在熔融状态能和金属黏结。
    FEP的力学性能见表19-2。
    FEP结晶熔化点为580 ℉，它是一种软性塑料，其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。它是化学惰性的，在很宽的温度和频率范围内具有较低的介电常数（2.1）。该材料不引燃，可阻止火焰的扩散。它具有优良的耐候性，摩擦系数较低，从低温到392 ℉ 均可使用。该材料可制成用于挤塑和模塑的粒状产品，用作流化床和静电涂饰的粉末，也可制成水分散液。其主要的用途是用于制作管和化学设备的内村、滚筒的面层及各种电线和电缆，如飞机挂钩线、增压电缆、报警电缆、扁形电缆和油井测井电缆。FEP膜已见用作太阳能收集器的薄涂层。

    （3）可溶性聚四氟乙烯塑料（PFA）
    PFA是聚四氟乙烯改性物,PFA树脂相对来说是比较新的可熔融加工的氟塑料。
    PFA在室温和250℃以下的力学性能与F4相似，285℃经2000h后的拉伸强度和伸长率不下降，弯曲寿命是F4的2～3倍。PFA比F4的力学性能要好得多，如在250℃下，PFA的拉伸强度为13.7MPa，而F4在该温度下其拉伸强度只有4.9MPa。PFA结晶熔点比F4低20℃，使用温度与F4相同（250℃），且高温强度比F4大2倍。PFA的熔点大约为304℃，密度为2.13~2.16 g／cm3。
    PFA与PTFE和FEP相似，但在302℃以上时，机械性能略优于FEP，且可在高达500 ℉ 下的温度下使用，它的耐化学性能与PTEF相当。PFA的产品形式有用于模塑和挤塑的粒状产品，用于旋转模塑和涂料的粉状产品。
    PFA具有F4的所有优良性能，又无F4那样加工困难的缺点，它具有良好的热流动性，可采用率的注塑机注塑加工成型，有可溶性聚四氟乙烯之称。

    （4）聚三氟氯乙烯（PCTFE）
    PCTFE是三氟氯乙烯自由基引发聚合的带有主要是重复一CF（cl）—CF单元线性主链的产物。
    PCTFE是结晶性的高分子，熔点为425 ℉，密度为2.13 g/cm3。
    PCTFE在室温下对大多数活泼的化学品呈惰性，而在212℃以上可被少数几种溶剂溶解，也可被一些溶剂溶胀，尤其是氯化过的溶剂。PCTFE具有优异的阻隔气体的能力，其膜产品的水蒸汽透过性在所有透明塑料膜中是zui低的。其电性能与其它全氟聚合物相似，但介电常数（2.3）和损耗因数稍高，尤其是在高频时。PCTFE可制作厚的（1／8英寸）光学透明制件。 
    PCTFE虽可用熔融加工，但由于熔体粘度高，有降解趋势导致加工品的性能变坏，故加工困难。
    PCTFE树脂可制成用于模塑和挤塑的粒料。
    （5）乙烯三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）
    ECTFE树脂是乙烯和三氟氯乙烯1:1的交替共聚物，熔点为464 ℉ ,密度为1.68 g/cm3。
    此材料从低温到 330℃的性能良好，其强度、耐磨性、抗蠕变性大大高于PTEE、FEP和PFA。它在室温和高温下耐大多数腐蚀性化学品和有机溶剂。它的介电常数（2.6）低，在很宽的温度和频率范围内性能稳定。ECTFE不着火，可防止火焰扩散，当暴露在火焰中时，将分解成硬质的碳。
    ECTFE可制成用于模塑和挤塑的粒料及用于旋转模塑、流化床涂饰、静电涂饰的粉状产品。 还可用作耐化学品和强度要求高的槽罐的内衬。 
    （6）乙烯—四氟乙烯共聚物（ETFE）
    ETFE是乙烯和四氟乙烯1:1交替共聚物,俗称F40。ETFE熔点为518F，密度为1.70 g／cm3。ETFE是一种从低温到356℉具有高抗冲性和机械性能好的坚韧的材料。耐化学品性能、电性能和耐候性与 ECTFE相似，与全氟聚合物相近,抗拉强度可达到50PMA,接近聚四氟乙烯的两倍,更重要的是加工性能的提高,它和金属表面的附着力表现突出,改变了一直使人们认为氟塑料和金属复合不一致的可能,这一点对于工业防腐蚀领域的应用意义重大,使氟塑料和钢的紧衬工艺真正得以实现。该聚合物暴露在火焰中会熔化和分解。ETFE可制成用于挤塑和模塑的粒料，及用于旋转模塑、流化床和静电涂饰的粉末,但价格昂贵。注塑产品有泵、阀和其它化工设备的部件。

    （7）聚偏氟乙烯（PVDF）
    PVDF是偏二氟乙烯高分子量的白色粉末状聚合物，它属于结晶性材料，熔点为338F，密度为 1.78 g／cm3。其强度、耐磨性和抗蠕变性比 PTFE、FEP和 PFA高得多；具有良好的抗紫外线性和耐大气老化性,在室温下不被酸、碱等强氧化剂和卤素所腐蚀,脂肪烃和芳香烃及醇、醛等有机溶剂对它也无影响。但发烟硫酸,强碱等能使某溶胀,二甲基乙酸胺等强极性有机溶剂能使其溶解成胶体状溶液。聚偏氟乙烯具有良好的耐候性,在空气中不燃烧,有较大的极性,介电常数高,介电损耗角正切值也大,体积电阻高为1014Ωcm,在148～302℉温度范围具有的性能良好。PVDF可制成粉状、粒料和分散体系（邻苯二甲酸二甲酯和二异丁基甲酮中含44％的树脂）。它可用于挤塑、注射模塑、传递模塑，也可通过干粉或分散体喷涂技术用作涂料。

    3.阀门衬里用氟塑料

    衬里材料必须符合相关材料标准规定，其密度宜选用≧2.16 g/cm3的氟塑料，且不允许有杂质存在。目前常用的氟塑料有FEP（F46）、PFA、PTFE（F4）和F2等。随着新型塑料工程材料的不断出现，将给阀门衬里增添更多的品种。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀,电动球阀,气动球阀用于食品医药、卫生级阀门材料，还要求无毒无菌、无杂质及清洁卫生的材料。
    （1）聚四氟乙烯突出的加工性能特点是成型加工困难，在熔融状态无流动性，在熔融温度以上也不能从“高弹态"转变到“黏流态"，加热到它的分解温度（415℃）也不能流动。
因此聚四氟乙烯很难用模压、注射等一般热塑性塑料的加工方法来制造形状复杂的制件，只能将聚四氟乙烯粉料预压成所需形状，然后再烧结成型。其涂层多微孔，不能单独用作防腐涂层。
    F4可以进行黏结，但需进行表面特殊处理。将F4与F4制件接合的方法是焊接，一般F4的焊接方法分为热压焊接和热风焊接。
    （2）聚全氟乙丙烯塑料（FEP）,又简称为F46,FEP是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的。F46的突出优点是具有较好的成型加工性能，可以用热塑性塑料通用的成型加工方法如模压、挤出、注射等进行加工。F46在熔融状态能和金属黏结。
    （3）可溶性聚四氟乙烯塑料（PFA）
    PFA树脂相对来说是比较新的可熔融加工的氟塑料。
    PFA具有F4的所有优良性能，又无F4那样加工困难的缺点，它具有良好的热流动性，便于加工成型，有可溶性聚四氟乙烯之称。
    PFA兼有F4与46的优点，它即有F4优异的耐化学腐蚀性和耐高温性能。又可像F46一样可用一般热塑性塑料加工方法成型加工，还可采用注塑机注塑成型,且比F46更为方便。PFA在工业上可用作防腐蚀衬里及防腐涂层。
    综上所述,目前用得zui多的氟塑料是聚全氟乙丙烯塑料（F46）与聚四氟乙烯塑料（F4）。前者采用模压衬里,后者采用粉末预压-烧结成型方法衬里. 可溶性聚四氟乙烯塑料（PFA）,可采用率注塑的方法衬里,衬里的工艺性与防腐蚀性能都比较好,但由于材料价格太高,限制了它的使用。与本文相关的论文有：整体PVDF氟塑料球阀在顺泰机电应用