聚四氟乙烯的分子結(jié)構(gòu)對(duì)其性質(zhì)特點(diǎn)的影響

2022-03-15

聚四氟乙烯的分子鏈結(jié)構(gòu)為-[-CF2-CF2-]-n，可以看做是聚乙烯分子鏈骨架上碳原子連接的所有氫原子全部由氟原子取代后的結(jié)果。

由此PTFE具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）由于氟原子體積比氫原子大，F(xiàn)-C鍵長(zhǎng)又短，相鄰大分子的氟原子的負(fù)電荷又相互排斥，使分子鏈已不可能像聚乙烯分子那樣，在空間中呈平面鋸齒形排列，而只能是以拉長(zhǎng)的螺旋形（扭曲的鋸齒形）排列，才能使教的氟原子緊密地堆砌在碳-碳鏈骨架周圍。

（2）氟原子與骨架碳原子連接在一起，緊密堆砌，使得分子鏈產(chǎn)生很大剛性，分子鏈的高度規(guī)整又使得PTFE產(chǎn)生高度結(jié)晶，這樣導(dǎo)致PTFE的高耐熱性以及高熔點(diǎn)。

（3）與每個(gè)碳原子連接的兩個(gè)氟原子完全對(duì)稱，使得PTFE成為完全的非極性聚合物，賦予PTFE材料極其優(yōu)異的介電和電絕緣性能。

（4）氟原子對(duì)骨架碳原子有屏蔽的作用，加上F-C鍵具有較高鍵能，特別是當(dāng)一個(gè)碳原子上連接有兩個(gè)氟原子的時(shí)候，鍵長(zhǎng)就會(huì)進(jìn)一步縮短，鍵能增大（431KJ/mol-504KJ/mol），使材料具有高度穩(wěn)定性

（5）PTFE具有非極性以及結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使得PTFE材料具有優(yōu)異的耐化學(xué)試劑性和耐溶劑性。

（6）分子鏈的高剛性及分子鏈的異常巨大（分子量極高），使得PTFE的熔融粘度極高，很難流動(dòng)。

（7）分子鏈完全的非極性，使得PTFE分子鏈之間的吸引力很小。PTFE是完全對(duì)稱而無(wú)支鏈的線型高分子，分子不具有極性。