PTFE辐射裂解及其应用

      聚四氟乙烯(PTFE)是一种白色蜡状的热塑性塑料，具有优异的综合性能。在通常条件下，PTFE的耐辐射能力差，是所有高分子材料中最不耐辐照的材料，几千戈瑞(kGy)的剂量就可以使其完全丧失力学性能。利用PTFE容易辐射裂解的特点，可以制造润滑材料。在特定高温环境下，PTFE也可以发生辐射交联反应。本工作对PTFE的辐射裂解及其应用进行了介绍，并介绍了交联PTFE性能变化和其潜在应用的最新研究成果。
      自从Du Pont公司发明PTFE后，PTFE就以其优异的力学性能、化学性能及电学性能引起人们广泛的关注，并在众多领域得到应用。与这些优异的性能相比，PTFE的耐辐射性能却很差，因此PTFE作为一种典型的辐射降解材料被广泛地应用到各个领域。图1简单描述了PTFE在不同的辐照条件下的辐照产物及其应用领域。

      从图1可以看出：在常温或空气存在下，通过射线或加速器电子束照射，可使PTFE分子的碳主链发生断裂，导致PTFE发生裂解。PTFE摩擦系数低且易辐射裂解的特性，通过控制辐射剂量，并结合研磨或气流粉碎法可制备PTFE超细粉。PTFE超细粉被广泛应用作工程塑料的改性剂和涂料、油墨的添加剂，也用于润滑油脂的添加剂。PTFE超细粉(甚至PTFE纳米粉)虽然也可以作为抗磨剂添加到润滑油中使用，但由于PTFE的密度比油的密度大，因而分散稳定性差。通过对FITE表面辐射接枝特殊化学基团，可以有效提高其在润滑油中的长期分散稳定性。利用辐射裂解法将回收的废旧PTFE制造成超细粉末，该产品可用于工程塑料或固体润滑材料。当前，全世界每年消耗的PTFE超细粉在5000 t以上。例如，三叶(Shamrock)公司有三台加速器用于PTFE超细粉的生产，美国Du Pont在我国的深圳也有一台3 MV加速器用于PTFE超细粉生产。