聚四氟乙烯薄膜_聚四氟乙烯薄膜的力學(xué)性能如何?
聚四氟乙烯薄膜的力學(xué)性能具有明顯的 “各向異性” 和 “環(huán)境敏 感性”,整體表現(xiàn)為低溫韌性優(yōu)異、高溫強(qiáng)度穩(wěn)定,但常溫下剛性和耐蠕變性較弱。
核心力學(xué)性能指標(biāo)及特點(diǎn)
拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長率
拉伸強(qiáng)度:常溫下(23℃)通常為 15-30MPa,低于多數(shù)工程塑料。但在 - 200℃低溫下仍能保持較好強(qiáng)度,在 260℃高溫下強(qiáng)度約為常溫的 50%,表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫力學(xué)穩(wěn)定性。
斷裂伸長率:常溫下可達(dá) 100%-300%,具有良好的柔韌性,可進(jìn)行折疊、彎曲等加工;定向拉伸后的薄膜(如定向膜),沿拉伸方向的伸長率會顯著降低,強(qiáng)度則相應(yīng)提高,呈現(xiàn)明顯的各向異性。
硬度與剛性
邵氏硬度(D 型)一般在 50-65 之間,質(zhì)地較軟,用指甲或硬物易劃出痕跡,常溫下剛性較差,無法作為結(jié)構(gòu)承重材料。
彈性模量較低(常溫下約 0.4-0.8GPa),受力后易產(chǎn)生形變,因此在需要高剛性的場景中,常需與玻璃纖維、碳纖維等填料復(fù)合以增強(qiáng)。
耐蠕變性與疲勞性能
常溫下耐蠕變性較差,在持續(xù)恒定載荷(尤其是高溫環(huán)境)下,會緩慢發(fā)生塑性變形,長期使用可能導(dǎo)致密封失效或尺寸偏移,需通過限 制載荷或選擇改性品種(如填充青銅粉、二硫化鉬)改 善。
疲勞強(qiáng)度較低,反復(fù)彎曲或振動載荷下易出現(xiàn)裂紋,不適用于高頻動態(tài)受力場景,更適合靜態(tài)密封、絕緣等工況。
摩擦與磨損性能
摩擦系數(shù)極低,動摩擦系數(shù)(對鋼)僅為 0.01-0.05,是已知固體材料中最 低的之一,具有優(yōu)異的自潤滑性,無需額外添加潤滑劑。
耐磨性較差,磨損率較高(約為尼龍的 10-100 倍),在高載荷、高轉(zhuǎn)速的摩擦場景中,需填充石墨、碳纖維等耐磨填料,否則易因磨損導(dǎo)致失效。
影響力學(xué)性能的關(guān)鍵因素
加工工藝:定向拉伸會使分子鏈沿拉伸方向排列,導(dǎo)致薄膜 “縱向”(拉伸方向)強(qiáng)度提高、伸長率降低,而 “橫向” 性能相反;不定向膜的力學(xué)性能則相對均勻。
填充改性:純 PTFE 薄膜力學(xué)性能有限,添加玻璃纖維、碳纖維可提升拉伸強(qiáng)度和耐蠕變性;添加青銅粉、二硫化鉬可改 善耐磨性;添加石墨可兼顧潤滑性與強(qiáng)度。
使用環(huán)境:溫度升高會導(dǎo)致強(qiáng)度下降、蠕變加??;長期接觸油類、溶劑雖不影響化學(xué)穩(wěn)定性,但可能輕微溶脹,間接降低力學(xué)性能。

