聚四氟乙烯是完全对称而且无支链的线型高分子,分子不具有极性。从聚四氟乙烯的分子结构可以看出PTFE分子所具有的特点。 PTFE的分子是碳氟两种元素以共价键相结合。在PTFE中,氟原子取代了聚乙烯中的氢原子,由于氟原子半径(0.064nm)明显大于氢原子半径(0,028nm),使得聚四氟乙烯中未成键原子间的范德华力大于聚乙烯,有较大的排斥力,这就引起碳一碳链由聚乙烯的平面的、充分伸展的 曲折构象渐渐扭转到PTFE的螺旋构象(如图1-1)。该螺旋构象正好包围在PTFE易受化学侵袭的碳链骨架外形成了一个紧密的完全“氟代”的保护层,这使聚合物的主链不受外界任何试剂的侵袭,使PTFE具有其它材料无法比拟的耐溶剂性、化学稳定性以及低的内聚能密度;同时,碳-氟键极牢固,其键能460.2kJ/mol,远比碳-氢键(410kJ/mol)和碳-碳键(372kJ/mol)高的多,由于分子的化学键能越高,其分子越稳定,这使PTFE具有较好的热稳定性和化学惰性;
另外氟原子的电负性极大,加之四氟乙烯单体具有完美的对称性而使PTFE分子间的吸引力和表面能较低,从而使PTFE具有极低的表面摩擦系数和低温时较好的延展性,但这也导致PTFE的耐蠕变能力较差,容易出现冷流现象;PTFE的无分支对称主链结构也使得它具有高度的结晶性,使PTFE的加工比较困难。韧性和可挠曲性,即使低至-90℃韧性依然没影响;耐老化,耐气候性优良,高度的化学稳定性;具有不燃和低发烟性。用其制成的印刷线路基板在航空航天领域已有广泛应用,所以PTFE制品特别适用于电信、计算机、测试与测量、国防等诸多高性能、高挑战性的领域。 5、建筑方面的应用 随着国内外经济的发展,许多文化娱乐设施在建造中纷纷把它作为顶蓬材料,这在国外早已大量采用,采用这种材料的第一个建筑物在70年代建于美国加利福尼亚州。
近两年来国内也开始使用,如:上海八万人体育场、虹口体育场的顶蓬,东方明珠塔,北京奥运鸟巢等。PTFE作为建筑用膜材料耐用年数在20年以上(现在通用的高装饰性、高耐侯性的丙烯酸聚氨酯涂料、丙烯酸有机硅涂料和有机硅涂料,其耐用年数一般在5～10年,有机硅聚酯涂料最高也只有10～15年);而且其自洁性好,不吸附灰尘和脏物,雨水可冲刷掉表面的附着物,可降低涂装清扫费用,所以适合于高洁净性要求的场合。 6、医疗卫生方面的应用 近代医疗方面广泛使用各种各样的聚合物制品,大大排挤和替代了金属及其他材料在医疗领域的应用。这些制品不仅用于人体及与人体内组织相接触,也用于医疗领域的各种设备。
近年来聚合物PTFE具有良好的柔韧性和生物相容性,正逐渐成为生物功能材料的重要组成部分。PTFE表面张力小、不亲水、生物相容性好,可以用于人造血管,此种人造血管壁内表面势能的增加会促使内皮细胞的沉降和凝结,这是微孔PTFE制品表面能的改变导致周围组织明显的生物反应结果