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【航化说】从不粘锅到火箭 “塑料之王”的宇宙升职记

来源:航化网发表时间:2025-08-19 17:56:50浏览量:317

聚四氟乙烯(PTFE),是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物,它的商业名更为人熟知——特氟龙。它白色半透明状,具有优异化学稳定性、耐高温性、低摩擦系数和良好电绝缘性能,可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等,广泛应用于化工、电子、医疗及航空航天等领域,有“塑料之王”的美称。

【航化说】从不粘锅到火箭 “塑料之王”的宇宙升职记

厨房平底锅的涂层,为什么能进火箭?

PTFE的传奇旅程始于不粘锅。但科学家很快发现,它的“超能力”远不止让煎蛋丝滑翻面,让我们一起来了解四氟乙烯的发展历程。

研究阶段(1938-1946)

1938年,美国杜邦公司普兰科特(Plunkett)博士首次合成聚四氟乙烯,并命名为“特氟龙”。

1941年,杜邦公司通过专利首次将PTFE公之于世。

1945年,杜邦公司为PTFE注册了Teflon商标。

这一阶段主要关注PTFE的优良特性,开启了对含氟聚合物的进一步研究,但未进行大规模生产。

工业化(1947-1979)

1946年,PTFE实现工业化生产。

20世纪50年代,英国、苏联、联邦德国、法国、意大利和日本也实现了PTFE的工业生产。

1965年,中国上海合成橡胶研究所完成PTFE正式投产,标志着中国PTFE工业化的开端。

PTFE主要用于制造密封件、管道、阀门等化工设备,以及电线电缆绝缘等领域。

应用拓展(1980-1999)

1984年,中国开发千吨级水蒸气稀释裂解生产PTFE技术,并在全国推广。

20世纪80年代末,中国5家单位能稳定、规模化生产聚四氟乙烯。

20世纪90年代,中国PTFE产能超过8000吨/年,基本满足国内大多数加工单位要求。

全球PTFE专利申请量大幅增长,应用领域不断扩大,包括石油化工、航空航天、电子、汽车、医疗、食品等领域。

新技术机遇(2000-至今)

2006年,美国环保署宣布禁止使用含氟利昂的喷雾剂和氟利昂类制冷剂,对PTFE行业产生冲击。

2020年,5G时代到来,PTFE凭借低介电常数和低损耗迎来新的发展机遇。

2023年,中国PTFE产能达到20.81万吨,约占全球总产能的67%。

随着5G、新能源等新兴领域的需求增长,PTFE行业将迎来更多发展机遇,技术创新和环保意识的提升将推动PTFE行业向高性能、多功能化方向发展,中国PTFE行业将继续保持快速发展态势,为经济转型升级提供有力支撑。

小“塑料”的大作用

PTFE的耐高低温性、耐化学腐蚀性和良好的电绝缘性使其在航空航天领域具有重要应用。它可用于制造飞机发动机的密封件和垫圈,确保在极端温度和恶劣环境下保持密封性能。此外,PTFE还用于制造飞机的绝缘材料和防护涂层,提高飞机的安全性和可靠性。

在航天服中,放气阀和气液组合插座液路阀是两个必不可少的零件,用于调节航天服的温度,由PTFE与不锈钢粘接在一起,组装成零件。

在卫星系统中,PTFE也得到广泛应用。在化学推进系统中,由PTFE材料制成的密封圈能够承受恶劣环境和苛刻条件。在太阳能电池板部署系统中,PTFE材料可以让微卫星太阳能电池板阵列从发射时的折叠状态到轨道展开过程中获得极低的摩擦系数。

PTFE制成的密封件和垫圈可在极端温度(-196℃至260℃)和恶劣化学环境下保持密封性能,常用于航空发动机、燃料系统、液压系统等,防止泄漏。

用于制造电线电缆绝缘层、电子元器件绝缘部件等,确保在高温、高电压环境下稳定传输信号,保障飞行器电气系统的可靠性。

聚四氟乙烯的缺点

1. 机械强度

PTFE的机械强度相对较低,特别是在低温下。

2. 热膨胀率

PTFE的热膨胀率较高,这可能在某些应用中导致尺寸不稳定。

3. 加工难度

PTFE的加工比许多其他塑料更为困难,因为它不熔化,而是在高温下分解。

4. 成本

与其他塑料相比,PTFE的成本较高。

综上,PTFE凭借其卓越性能,成为航空航天领域不可或缺的关键材料,为飞行器的安全、可靠运行提供了重要保障。尽管存在一些局限性,如加工难度和成本,但其优点远远超过了这些缺点。随着技术的发展和创新,PTFE的应用范围预计将进一步扩大。

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关键词: PTFE 聚四氟乙烯

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