聚四氟乙烯密封材料与密封结构 ( 真空系统设计 )

聚四氟乙烯，俗称塑料王，是四氟乙烯的聚合物，呈白色或灰白色。它是由三氯甲烷和氢氟酸在高压下聚合而成的四氟乙烯（粉末）。在370℃下，将获得的四氟乙烯粉末模压并烧结，以产生一种坚韧、非热塑性和无孔的树脂。虽然聚四氟乙烯大部分是结晶的，但它没有熔点。其塑性随温度升高而增加，力学性能迅速恶化，在327℃时转变为不流动的无定形胶状物。在超过400摄氏度的温度下，聚四氟乙烯会分解，释放出有毒的挥发性氟化物气体。氟塑料具有良好的低温性能，当温度低于-80℃时仍能保持韧性。在真空系统中，聚四氟乙烯可用作密封垫、移动式吸入装置的密封、绝缘元件和低摩擦运动元件。聚四氟乙烯的使用温度范围为-80~200C，在100~120C的温度范围内可长时间工作，工作温度可达250C（仅短时）。

PTFE结构紧凑，真空性能优良。它的渗透性，以及室温下的蒸汽压和放气率都非常低，比橡胶和其他塑料好。25℃时蒸汽压为10-4pA，350℃时为4x10-3Pa。

PTFE与自身或钢之间的摩擦系数很低，钢的摩擦系数在0.02～0.1之间，可作为无油轴承材料，也可用于真空动态密封。聚四氟乙烯：对于轴封填料须加润滑剂，为了降低氟塑料对金属的摩擦系数，不加润滑剂须保证密封结构具有良好的导热性（或用改性氟塑料），以免摩擦过热而导致密封材料损坏。

聚四氟乙烯具有优良的电绝缘性能。它具有很高的电阻率和低的介电损耗。由于聚四氟乙烯不吸收或吸收水蒸气（它不吸收水，也不被水渗透），即使在100%的相对湿度下，其表面电阻率也很高。

使得聚四氟乙烯特别适用于各种需要绝缘的场合。

聚四氟乙烯的化学稳定性比其他任何弹塑性材料都要好。它不与所有已知的酸和碱反应，包括三种强酸和氢氟酸。聚四氟乙烯不溶于任何已知溶剂（但溶于熔融碱）。在室温下，聚四氟乙烯是不易燃、无毒的。只有当加热温度高于400摄氏度时，才会放出有毒气体。由于其不活泼，聚四氟乙烯只能用特殊方法粘合。粘接时应注意胶粘剂的工作温度。

聚四氟乙烯可以用普通刀具高速切削。在ptFE烧结成型过程中，可以加入不同的添加剂（如石墨、玻璃纤维、铜粉等）可得到改性聚四氟乙烯，主要是为了改善ptFE的力学性能和热性能。聚四氟乙烯的弹性和可压缩性不如橡胶，在高负荷下容易流动甚至断裂。当载荷大于3MPa时，会产生残余变形。当加载到20MPa左右时，会被压碎。因此，聚四氟乙烯-一般只作为带槽法兰的垫片材料使用，且载荷不超过3.5MPa。在密封结构设计中，可以采用橡胶或弹簧补偿器来弥补聚四氟乙烯的缺点。当采用氟塑料作为膨胀环结构材料时，不仅取决于密封介质的压力，还取决于密封套的外部压力，以形成可靠的密封，因此在使用中应注意定期拧紧连接法兰的螺母，以保证法兰的密封性能。