塑料之王｛聚四氟乙烯｝
化學(xué)先生 / 2019-05-16
近些年來，塑料已在國(guó)防、航空、建筑、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)中大顯身手美國(guó)已用塑料建成一座全密封式的體育場(chǎng);還要用巨大充氣塑料氣球作貿(mào)易中心;甚至出現(xiàn)全部用塑料包起來的城市，在這樣的城市里，沒有嚴(yán)寒，四季溫暖如春。聚四氟乙烯誕生后，很快就榮獲了“塑料王”的美稱。一條在鍋里已煎得黃澄澄的魚，魚皮卻一點(diǎn)兒也沒有破，這種奇特的鍋，就是涂了一層“塑料王”的不粘鍋。此外，“塑料王”也能制成刀片，還可以代替人體的骨、切帶，甚至還可以用來修補(bǔ)心臟瓣膜……在現(xiàn)代生活中，“塑料王”這種合成塑料的用途，真是極其廣泛，舉不勝舉。
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聚四氟乙烯還能在-269-300℃下長(zhǎng)期使用，在零下260℃液氨中，它的性仍然很大，因此可做氫輸送管道的墊圓和軟管，也可做字宙飛行登月服的防火涂料。四乙烯還有一個(gè)最奇特的性質(zhì)，就是摩擦系數(shù)很小，被管為“世界上最滑的材料”。其光滑的程度達(dá)到不可思議的地步。比如，用這種型料制成絲，將織成布，如果桌面上放這樣一塊布，只要有很小的一角布由桌的一邊垂下來，盡管面不太光滑，但這塊布卻會(huì)慢慢由那里滑落地上。這是由于布與桌面的摩擦力極小，桌旁垂下的一小角布的重量雖小，也可以把整塊布垂下。通常用管道只可以輸送液體或氣體，尤其是管道向下斜度不大時(shí)，更是如此，若是用管道輸送粒狀固體，若向下傾斜不夠大，就會(huì)堵，這主要是因?yàn)楣艿纼?nèi)壁粗糙，與顆粒摩擦之故。如果在管道內(nèi)壁村上一層用聚四氟乙烯塑料制的膜，由于它很滑，也可以運(yùn)送固體。近年來有的滑雪者在滑雪板的底部粘上一層聚四氟乙烯塑料，在雪地上既滑得快，又省力氣，真是一舉兩得。
市面上有一種新的所謂不粘底的鍋，就是用一層聚四氟乙烯薄層貼在金屬鍋的內(nèi)表面，由于這種塑料很耐高溫，而且很光滑，故用這種鍋煎食物時(shí)，即使不放油，食物也不會(huì)粘鍋底。假如用聚四氟乙烯塑料制軸承及軸，那么軸與軸承間摩擦就很少很少，可省去加潤(rùn)滑油。為什么聚四氟乙烯有如此好的優(yōu)良性能呢?我們知道乙烯中所有的氫原子被氟原子所取代，就會(huì)得到四氟乙烯。氟在化合物中的性能與氫大不一樣。一旦它跟另外個(gè)原子結(jié)合，如在此處與碳結(jié)合，則變很穩(wěn)定，決不會(huì)從另外一個(gè)原子中尋找任一個(gè)電子來結(jié)合。它們圍繞碳原子，完全保護(hù)碳原子，既是最強(qiáng)烈的化學(xué)能，也不會(huì)使它們松動(dòng)。因此，聚四氟乙烯比任何天然的或人造的部穩(wěn)定，都具有更高的情性。聚四氧乙烯的原子健合得根年固，所以幾乎不可能把它們分開，不會(huì)與其他物質(zhì)的原子相結(jié)合到一塊。因?yàn)檫@原因，所以四氯乙婚不會(huì)燃燒，不會(huì)受腐蝕，也不會(huì)被它所接觸到的物質(zhì)所損壞。
它是怎樣磁生的呢？
1938年的一天上年，在關(guān)國(guó)社邦公司杰克遜化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，化學(xué)家管魯因特和他的手雷博克正在用四氟乙烯液體做實(shí)驗(yàn)。普魯因凱特將一只驗(yàn)有四氯乙始液體的小鋼瓶，小心翼翼地從布滿干冰的冷藏室中取出來、然后放在上，助手打開了門，在室溫下，沸點(diǎn)很低的四氟乙烯液體立變成氣體，爭(zhēng)先恐后地沿若管道跑到另一個(gè)反應(yīng)器中。實(shí)驗(yàn)才剛一開始一會(huì)兒，不知為什么，從鋼瓶里逸出的氣流就停止了，雷博克指著磅秤上顯示的重量不解地問:“鋼瓶里怎么還會(huì)有相當(dāng)多的四氟乙烯液體沒有蒸發(fā)?”“可能是閥門孔道堵塞了。”思維敏捷的普魯因凱特邊說邊用一根細(xì)鐵絲去硫通閥門孔道。然而，秤上的指針依然未動(dòng)。
項(xiàng)，這究竟是什么原因呢?好奇的普魯因凱特?fù)u了幾下鋼瓶，仿佛覺得里面有些固體也在晃動(dòng)?？磥硭姆蚁┳陨硪欢òl(fā)生了反應(yīng)，化學(xué)家有一種靈感。“雷博克，快拿一把十字來。”化學(xué)家果斷地說。鋼瓶的閥門被十字璃鑿了下來，果真里面抖落出了一些白色的固體!“啊，一種新的物質(zhì)在鋼瓶里誕生了!”普魯因凱特激動(dòng)地拉著助手的手說。
為了充分利用聚四氯乙烯的這些優(yōu)良性能，世界上一些先進(jìn)的國(guó)家都加置了氯聚合協(xié)合鍍層的研究。所謂氟聚合物協(xié)合鍍層，即將金屬表面處理和注人聚合粒子兩種方法相結(jié)合，可賦予基底金屬以防腐蝕、自潤(rùn)滑和其他寶費(fèi)性能。美國(guó)奈特工業(yè)公司采用聚四氟乙烯注入硬膜層陽(yáng)極氧化鍍層，將
四氯乙端和氧化鋁結(jié)合起來形成覆蓋鋁和鋁合金的鍍層，得到的是一個(gè)自固化、自潤(rùn)滑的表面，其性能優(yōu)于普通硬膜陽(yáng)極氧化鍍層。它們還把此種鋁的構(gòu)件用于美國(guó)陸軍用的夜視鏡，提高了目鏡、旋鈕、托架等零件的耐磨性?，F(xiàn)在已研究成功的不僅有鋁的協(xié)合鍍層，還有鐵、鐵合金、銅、鎳等協(xié)合層。這項(xiàng)新技術(shù)將會(huì)發(fā)揮越來越大的作用。
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