聚四乙烯（英文全稱：Polytetrafluoroethylene，英文縮寫：Teflon、PTFE、F4，中文別稱：特氟龍），俗稱“塑料王”，是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，分子式為(C2F4)n。
聚四氟乙烯由羅伊·普朗克特于1936年研究氟利昂的代用品時偶然發現，早期用于原子彈、炮彈等的防熔密封墊圈，1948年實現工業化生產。第二次世界大戰結束以后的40多年里，聚四氟乙烯被用來解決一些關鍵的技術問題。聚四氟乙烯外觀呈白色粉狀或粒狀半透明結晶，不溶于強酸、強堿以及有機溶劑。其表面張力極小，不會粘附任何物質，擁有良好的非粘著性與絕緣性。另外，聚四氟乙烯還具有良好的耐熱性、耐候性和耐化學腐蝕性。除熔融鈉和液氟外，能耐其他一切化學藥品，包括強酸、強堿、王水、強氧化劑的腐蝕。聚四氟乙烯適宜用于既要耐高溫又要有良好的化學穩定性和介電性能的場合，主要用于電子技術、航空、化學工業、冷藏工業、機械工業、食品工業和醫藥工業等方面。
2017年10月27日，世界衛生組織國際癌癥研究機構對外公布了致癌物清單，其中聚四氟乙烯被列入3類致癌物清單之中。
歷史沿革
氟樹脂之父羅伊·普朗克特1936年在美國杜邦開始研究氟利昂的代用品時偶然發現了大量的白色粉末，即聚四氟乙烯。早期用于原子彈、炮彈等的防熔密封墊圈，1948年實現工業化生產。
第二次世界大戰結束以后的40多年里，各工業發達的國家由于在原子彈、宇宙航行等尖端技術以及民用工業方面的迫切需要，聚四氟乙烯被用來解決一些關鍵的技術問題。美國的月球飛船阿波羅飛船上使用了金屬基氟塑料自潤滑軸承。民用方面，意大利生產的菲亞特汽車公司汽車上也使用聚四氟乙烯與其它材料合成的軸承。
中國于1958年開始試制聚四氟乙烯沒藥樹，1961年進行中間規模的生產，1965年正式投產。2017年10月27日，世界衛生組織國際癌癥研究機構對外公布了致癌物清單，其中聚四氟乙烯被列入3類致癌物清單之中。
理化性質
物理性質
外觀呈白色粉狀或粒狀半透明結晶，結晶度為90%~95%。聚四氟乙烯存在兩個相轉變點，第一個相變在約19℃，第二個轉變（包括結晶相）發生在約30℃。其熔點達327℃，沸點為400℃，即便處于低溫環境也不會變脆，在-196℃至260℃的較廣溫度范圍內均保持優良的力學性能。其折射率為1.35，固體狀態下密度處于2.1~2.3g/cm3之間。它不具備吸濕特性，并且不會溶于強酸、強堿以及有機溶劑（包括氟銻磺酸）。其表面張力極小，不會粘附任何物質，擁有良好的非粘著性與絕緣性。
化學性質
聚四氟乙烯具有良好的耐熱性、耐候性和耐化學腐蝕性。除熔融鈉和液氟外，能耐其他一切化學藥品，包括強酸、強堿、王水、強氧化劑的腐蝕。在水中煮沸也不起變化。不受強酸和強堿影響。耐熱性好，工作溫度250~269℃，加熱至415℃時，即緩緩分解，高溫裂解時聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯，還產生少量劇毒的副產物碳酰氟和八氟異丁烯。全氟碳化合物中碳一碳鍵和碳一氟鍵的斷裂需要分別吸收能量346.94kJ/摩爾和484.88kJ/mol，聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯僅需能量171.38k]。聚四氟乙烯的耐輻射性能較差（104拉德），受高能輻射后引起降解，其電性能和力學性能均明顯下降。
合成方法
工業上，聚四氟乙烯的合成主要采用懸浮聚合和乳液聚合的方法。
懸浮聚合法
將四氟乙烯自貯槽以氣相進入加有水、引發劑（過硫酸銨和過硫酸鉀）、活化劑（鹽酸）的耐酸鋼聚合釜中，于30~50℃，0.5~0.7MPa壓力下進行聚合，聚合時間1~2h。懸浮法制備的聚四氟乙烯樹脂分為三類：微粉末、造粒料以及預燒結料。
乳液聚合法
將四氟乙烯單體自貯槽以氣相進人加有水、引發劑（過硫酸銨和過硫酸鉀）、乳化劑（全辛酸銨）的不銹鋼聚合釜中，于20~25℃、2MPa壓力下進行聚合。反應結束后，所得分散液經攪拌、凝聚、洗滌、干燥后得到粒度比懸浮聚合時更小的粉狀沒藥樹。
加工方法
聚四氟乙烯既不能熔融加工，也不能溶解加工，通常聚四氟乙烯可采用模壓成型、擠出成型、涂覆成型和壓延成型加工。模壓成型是聚四氟乙烯大量采用的成型加工方法，模壓成型中，室溫下加壓10~100MPa，保壓一段時間，進行預成型，然后將毛壞放入加熱爐中，以一定的溫度升溫至360~380℃進行燒結，燒結時間以制品透明和半透明為度。擠出成型用于制備大直徑厚壁制品，根據物料輸送方式分為柱塞擠出成型和螺桿擠出成型。柱塞式擠出成型利用柱塞上下運動分批將聚四氟乙烯送入加熱到370~380℃擠出料筒中，進行燒結和冷卻，得到連續長度的管、棒等型材。涂覆成型采用噴涂法和浸漬法進行涂覆成型。壓延成型用筒壓延法制成不同厚度的薄膜，可分為擠出壓延法和直接壓延法。
包裝儲運
包裝
聚四氟乙烯沒藥樹應包裝在內襯密封的聚乙烯塑料袋里，外套聚氯乙烯塑料袋，再裝入硬質桶內。液體聚四氟乙烯用聚乙烯塑料桶包裝。
儲運
聚四氟乙烯樹脂應儲存于陰涼、干燥、通風的庫房內，不能露天儲存，儲存庫溫不超過30℃，相對濕度保持在80%以下為宜。聚四氟乙烯樹脂不可受潮或受日光直接照射。運輸時要輕裝輕卸，防止包裝破損。要經常檢查物資是否發生異狀等現象。儲存期限以一年為宜。如失火可用水、砂土和各種滅火機撲救。
毒性與防護
聚四氟乙烯無毒害，具有生理惰性。由于高溫裂解時產生劇毒的副產物碳酰氟和八氟異丁烯，使用時注意安全防護并防止聚四氟乙烯接觸明火，不粘炊具必須要在低于260℃溫度時使用。其生產加工助劑全氟辛酸（Perfluorooctanoic Acid，PFOA，或稱為“碳八芳烴”）有毒，為2B類致癌物，PFOA會殘留于人體短至四年，長達半生的時間，可以導致腎癌、睪丸癌、潰瘍性結腸炎、高膽固醇、先兆子癇等。
應用領域
聚四氟乙烯適宜用于既要耐高溫又要有良好的化學穩定性和介電性能的場合，主要用于電子技術、航空、化學工業、冷藏工業、機械工業、食品工業和醫藥工業等方面。
在耐腐蝕方面的應用
聚四氟乙烯涂料具有強烈的生理惰性，除了個別介質，如氟化介質、熔融強堿和熔融的堿金屬以外，幾乎不受任何化學品，如強酸、強堿、強氧化劑、還原劑和有機溶劑的腐蝕，可以有效保護零件免遭各種侵蝕。因此，聚四氟乙烯可用來制造各種化工機械零件，如管子、軟管、薄壁燒杯、反應器、活門、閥門、隔膜、泵、蓄電瓶嵌件和伸縮接頭等。
電工及無線電技術制品
聚四氟乙烯因具有實際上不受溫度和頻率影響的介電性能，又具有極高的熱穩定性，所以成了一種無可替代的絕緣材料，特別是在高頻和超高頻技術方面。
減磨、密封零件方面的應用
聚四氟乙烯可用來制造各種墊圈和密封填料，如石棉浸漬聚四氟乙烯填料板、緩沖環、密封圈、閥座、閥瓣以及加料計量器中的獨立零件等。此外，還可用來制造各種自潤滑、且耐磨的軸承，活塞環等。聚四氟乙烯噴涂在制造ep和PF產品的模具表面，可以解決產品粘模、不易脫模的問題，能延長模具的使用時間，如鞋底、輪胎和橡膠手套的模具等。
醫藥工業上的應用
由于聚四氟乙烯對生理過程沒有任何影響，而且能夠采用任何方法消毒，故可以用于外科修整手術，如用作代用血管、人工心肺裝置等，還可用來制作消毒保護器等。聚四氟乙烯薄膜因有惰性及耐水性，所以可用來包裝特別貴重的藥品。在醫療器械上，涂裝經認證可用于醫藥或保健器械上的聚四氟乙烯，可避免醫藥與傳輸器械直接接觸，減小表面張力和導電度，如針管、滴液器具和醫療設備部件的涂層。
在食品工業中的應用
由于聚四氟乙對脂肪、油類、水分、酸類等具有高度惰性及完全無臭的性質，因而可以用于任何條件下的食品加工而不會使食品敗壞。由于聚四氟乙烯對任何粘性物質沒有粘著力，所以可用作食品加工用的子的涂層。四氟乙烯還可噴涂于各式家庭廚具的表面，能減少食品、油脂和污垢聚集，達到容易清洗和提高食品品質的目的，如制作炒鍋、煎鍋、烤餅盤和各種糕點的模具等。聚四氟乙烯烹調器具在常溫下是無毒的，但在溫度達到260℃之后會發生化學變化，高于350℃時開始分解，若將空的烹調器具放置于爐火上，就很容易超出這個溫度，會破壞涂層并產生有害物質。
參考資料 >
科技名詞 | 什么是聚四氟乙烯?.微信公眾平臺.2024-12-18
世界衛生組織國際癌癥研究機構致癌物清單.山東政事微信公眾號.2024-12-18