聚四氟乙烯(PTFE)簡介

PTFE (Poly-Tetra-Fluoro-Ethylene)一般稱為 Teflon，於 1938 年被杜邦公 司的 Roy Plunkett 意外發現，1941 取得專利，於同年以「Teflon」之名稱註 冊商標，日後亦成為聚四氟乙烯的通稱【19】。 PTFE 是一種穩定的有機全 氟化線性聚合物，為氟化的直鏈型高機能性具熱塑性塑膠，呈現白色臘狀觸 感，可耐強酸、強鹼溶劑，於一般溶劑中不溶解，亦不會被ㄧ般藥物所侵蝕。

另具有低摩擦性，摩擦係數甚小，介電性質優良，由於表面能張力很小約 19 dyn/cm² ，是已知固體物質中最低的一種，很少有能在 PTFE 光滑的表面 展開的液體，但液體的表面張力小於 20 dyn/cm²時，便可在 PTFE 表面完全 展開而濕潤其表面，如乙醚、異戊烷、全氟碳酸等水溶液【20】。 PTFE 具 有強烈的排水性及疏油性，為優質的潤滑劑材料，由於 PTFE 為無分支線性 聚合物，故具有結晶度約 92~98 %高度的結晶性，在已知的塑料中其靜摩擦 係數及動摩擦係數是為最小【21】。PTFE 摩擦性能特點有三：一為靜摩擦係 數小於動摩擦係數；二是在高的負荷作用和高滑動速度下，動摩擦係數可低 於 0.01；三是當 PTFE 在熔點 327 °C 以下到最低溫的範圍內，摩擦係數幾乎 保持不變，只有當物件表面溫度高於熔點時摩擦係數才顯著增加，在溫度高 於熔點約 327 ℃以上時，則會形成透明的凝膠化狀態。在熔融狀態下黏度可 達 10 poises，形狀很穩定幾乎不會產生流動。 PTFE 為一種非常軟的聚合 物，於較高的負荷下會產生變形，耐磨能力較差，於轉動狀態下會被很快的 磨損【22】。

由於 PTFE 具有優質特性，其優越的性能於現今生活中被廣泛運用，說 明如下【23】：

(1) 化學方面應用

利用 PTFE 優異的耐化學腐蝕性與耐高溫性，可應用的範圍有墊子 (packings) 、襯管(lining tube)、襯裡(lining)、耐油管及封填帶，以及薄膜 (membranes)、人工血管(man made blood vessel) 上的塗佈等。

(2) 在機械方面應用

PTFE 的低摩擦性及自潤滑性，使其成為一種理想的潤滑運用材料。其 次 PTFE 的適用溫度範圍非常廣，且耐高溫、耐極低溫、柔曲性。主要的應 用有各種防沾黏零件或物件、軸承(bearings)、機械膠帶(mechanical tapes)、

玻璃纖維塗覆、墊圈(gaskets)、閥(valves)、封填物(seals)、圓棒及管件等

(3) 電學性能

PTFE 是很好的電絕緣體，其介電消散因子(dissipation factor) 在廣泛範 圍下非常的低，可作為嚴酷條件下的電氣絕緣材料。 PTFE 的介電常數很 小，於 5 Hz~10 GHz 與 40~250 ℃溫度範圍內維持在 2.1 左右。介電損耗正 切值(Dielectric dissipation factor)(10^-4~10^-5數量級)亦是很小，也有很高的耐 電弧性及介電強度。

(4) 表面性質

PTFE 表面張力是已知固態物質中最低的一種約為 1.85×10-2 N/m，具有 非常低的表面能。其密度為 2.1~2.3 g/cm³，分子中主鏈的碳原子被氟原子包

PTFE 是已知聚合體中極限氧氣指數 LOI (Limit oxygen index)最高者，

在ㄧ般大氣中是不可燃。欲使其燃燒，必須要有 95%高濃度的氧氣，方可支 持 PTFE 的燃燒持續。