4.聚全氟乙丙烯的物理性质

聚全氟乙丙烯(FEP)是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，是20世纪50年代由杜邦公司首先研制成功，并以Teflon FEP的牌号销售。聚全氟乙丙烯在10²～10¹⁰ Hz的频率范围内介电常数保持不变，在2.1左右。随着温度的提高，由于密度的变化而略有下降。在200℃, 0.5×10⁹ Hz的环境下，介电常数为1.95。即使在200℃经过6个月，它的数值仍保持不变。

(1)分子结构聚全氟乙丙烯的主链结构与聚四氟乙烯相同，只是由于六氟丙烯的加入，使少量碳原子上结合有三氟甲基的侧链。三氟甲基存在的量与共聚物组成有关。共聚物的很多性能又被三氟甲基的量，也就是聚合物中六氟丙烯量所左右。

六氟丙烯含量较低(5％以下)的共聚物的性能和加工方法与聚四氟乙烯相同。六氟丙烯含量较高(超过25％)的共聚物，虽然加工方便，但热稳定性等主要性能下降。通常，能达到使用要求又加工方便的是含量在10％～20％范围内的六氟丙烯。

由于六氟丙烯的加入，聚全氟乙丙烯的熔体黏度低于聚四氟乙烯，在10²～10⁴ Pa·s之间。同样，它不能溶解于普通溶剂，因此相对分子质量的测定只能根据熔体与相对分子质量的关系来测定，通常用熔体流动速率来判断。随着相对分子质量测定技术的发展，对于不能溶解的聚合物有了测定相对分子质量和相对分子质量分布的技术，对于聚全氟乙丙烯是采用熔体动态流变的方法来测定相对分子质量和相对分子质量分布。

(2)结晶结构聚全氟乙丙烯的结晶度低于聚四氟乙烯，聚合后的粉料结晶度约为70％，制品的结晶度取决于熔体冷却的速度，当熔体以淬火方式快速冷却时，结晶度较小，在40％～50％之间；而当熔体慢速冷却至熔点以下时，结晶度在50%～57％。

进行不同-CF₃基含量共聚物的结晶研究，从电子显微镜显示了其与其他结晶高分子一样的球晶结构。通过研究确认了-CF₃的引入造成了晶格缺陷。

聚全氟乙丙烯仅有一个一级转变点—熔点，在250～270℃之间。

聚全氟乙丙烯的临界表面张力随着聚合物中六氟丙烯含量的增加而减少，质量分数为23%。六氟丙烯共聚物的表面张力为17.8mN·m^-1,由于表面张力低，表现出突出的不粘性。聚全氟乙丙烯的介电强度很大，且不随温度而变化，但随样品的厚度增加而减小。

5.四氟乙烯-全氟乙烯基醚共聚物的物理性质

杜邦公司1960年开发了六氟丙烯环氧物，接着合成了多种全氟烷基全氟乙烯基醚(简称FVE)，并于1972年开发了四氟乙烯(简称TFE)和FVE的共聚物，杜邦公司将其命名为TefIon PFA树脂。

PFA树脂可以用分散液、粉及造粒等多种形式供应市场，按树脂的熔融流动速率数值基本上分两大品种，以满足不同加工方法的需要：注塑、挤塑；压缩模型、传递模型、挤塑。

PFA树脂兼有聚四氟乙烯的碳-氟主链(-CF₂-重复链节)及全氟烷氧基一侧基。全氟烷氧基系全氟丙基，所以PFA树脂的结构式为：

PFA树脂的主链结构赋予其有与聚四氟乙烯十分接近的力学特性、化学性能和电性能等性能，而全氟烷氧侧基增加了链的柔性，改善了聚合物的熔体，使其可用一般加工技术进行热塑性加工。

在PFA树脂中共聚单体所占比例很小，所以它的熔点比FEP树脂高，要超过300℃才熔融。

常温下PFA树脂的力学性能与聚四氟乙烯树脂十分相似，它可在聚四氟乙烯应用的温度范围内使用，所以将PFA树脂称为可熔融加工的聚四氟乙烯。常温时 PFA树脂和FEP树脂的力学性能也较接近，但提高温度后两者的差别就大了，PFA树脂高温时强度要比FEP树脂好。总之PFA树脂在-200℃仍可保留柔性和强度，直至260℃仍是强韧和硬的

PFA树脂的力学性能见表13-5。

表13-5 PFA树脂的力学性能

相关链接：氟乙烯类精细高分子的物理性质（一）