PTFE 材料简介
聚四氟乙烯（PTFE）是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，其结构简式为[CF2-CF2]n，是一种能重要的化工材料。聚四氟乙烯耐温、耐腐蚀、耐老化，耐水、不粘附、自润滑，具有优良的介电性能、很低的摩擦系数。通常用作工程塑料或者涂料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。
特氟龙材料性能
| 项目 | 数值 | 项目 | 数值 |
| 相对密度 | 2.14～2.20 | 热变形温度, ℃, （0.45MPa） | 121 |
| 吸水率 (23℃, 24h), % | <0.01 | 热变形温度, ℃, （1.82MPa） | 55 |
| 拉伸强度, MPa | 22～35 | 线膨胀系数, x 10^-5 ℃ | 10 |
| 伸长率, % | 200～400 | 阻燃性 (UL94) | V-0 |
| 拉伸弹性模量, MPa | 400 | 体积电阻率, Ω · cm | 10^17~10^18 |
| 弯曲弹性模量, MPa | 420 | 介电常数 | <2.1 |
| 冲击强度 (缺口), J/m | 163 |
物理机械性能
PTFE 相对密度较大，为 2.14～2.20。几乎不吸水，平衡吸水率 <0.01%。PTFE 坚韧而无回弹性，它的大分子间的相互引力较小，因此只有中等的拉伸强度，硬度较低，在应力长期作用下会产生变形，但断裂伸长率较高。
温度对 PTFE 的应力应变具有明显的影响。随着温度的升高，弹性极限值 E 变小。PTFE 在受到外力的瞬间压缩时，压缩变形随应力的增加而增大。PTFE 在一定载荷的持续作用下，随着时间的延长，应变继续增大，然后趋向恒定。这种增大的应变称为 PTFE 的冷流性，也是因为 PTFE 大分子间相互引力较小而产生的。
PTFE 的蠕变随压缩应力、温度和结晶度的不同而异。温度越高则蠕变越大。PTFE 的结晶度在 55%～80% 之间，蠕变量不超过 2%；当结晶度在 55% 以下和 80% 以上时，蠕变量迅速增大。
PTFE 大分子间的相互引力小，表面分子对其它分子的吸引力也很小，因此具有非常小的摩擦因数，表现为具有优异的润滑性。由于大分子间相互引力小，PTFE 的硬度低，易被其它材料磨损。但是，只要选择的对磨材料表面有合适的粗糙度，就可以在相当程度上降低 PTFE 的磨损量。通常当表面不平度在 0.1～0.4μm 时，PTFE 的磨损量最小。这种现象的实质是：在转动或滑动时，对磨材料表面因磨损 PTFE 而被覆上一层 PTFE 薄膜，从而使两种不同材料的对磨变为 PTFE 自身的摩擦。由于 PTFE 的自润滑性优异，摩擦因数极低，因而磨损量很小。
不同对磨材料对 PTFE 磨损量（以碳钢磨损量为 1）
| 对磨材料 | 相对磨损量 | 对磨材料 | 相对磨损量 |
| 碳钢 | 1 | 不锈钢 | 1.5～3 |
| 铸铁 | 1～2 | 镀铬的表面 | 10～20 |
| 青铜 | 1～2 | 铝合金 | 20～50 |
热性能
PTFE 的热稳定性在所有工程塑料中是极为突出的，这是因为 PTFE 大分子的碳-氟键能大，碳-碳链四周包围着氟原子，不易受其它原子如氧原子的侵袭。虽然它在 200℃ 时就开始有痕迹量的分解产物出现，但从 200℃ 到熔点时的温度，其分解速度极慢，分解量也极小。它在 200℃ 温度下加热一个月后，分解量小于百万分之二，几乎可以忽略不计。只有在 400℃ 以上才发生显著分解，此时每小时失重约为 0.01%。
PTFE 在 250℃ 时，拉伸强度还有 5MPa 左右，约为室温时的 1/5。PTFE 在 0℃ 以下时，随着温度的继续降低，拉伸强度不断增大，而伸长率不断减小，至 -75℃ 以下时，伸长率达到最小值约 3%，并一直保持该值，直到 -250℃。因此，PTFE 即使在 -250℃ 的超低温下仍不发脆，还能保持一定的挠曲性。
PTFE 具有十分宽广的使用温度范围，它可在 -250～260℃ 温度范围内长期使用。
电性能
PTFE 是一种高度非极性材料，具有极其优异的介电性能。突出地表现在 0℃ 以上时，介电性能不随频率和温度的变化而变化，也不受湿度和腐蚀性气体的影响。
PTFE 的体积电阻率大于 10^17 Ω · cm，表面电阻率大于 10^16 Ω，在所有工程塑料中处于最高水平。由于 PTFE 不吸水，即使长期浸在水中，其体积电阻率也没有明显的下降；在 100% 相对湿度的空气中，其表面电阻率也保持不变。
PTFE 的耐电弧性极好，因为它在高电压表面放电时，不会因碳化残留碳等导电性物质而引起短路，而是仅仅分解成低分子碳氟化合物挥发，所以仍能保持良好的电绝缘性和耐电弧性。
耐化学药品性
PTFE 具有极为优异的化学稳定性，这是因为在 PTFE 的分子中，易受化学侵蚀的碳链骨架被一层键合力很强的氟原子严密地包围起来，使聚合物主链几乎不受任何化学物质侵蚀。许多强腐蚀性、强氧化性的化学物质，如浓盐酸、氢氟酸、硫酸、硝酸、氯气、三氧化硫、氢氧化钠、有机酸等，对它几乎都不起作用。只有熔融状态的碱金属，能夺去 PTFE 分子中的氟原子生成氟化物，使其表面变成深棕色。
| 化学药品名称 | 浸渍 7d 后 | 浸渍 28d 后 | ||||||
| 拉伸强度变化 | 伸长率变化 | 质量变化 | 厚度变化 | 拉伸强度变化 | 伸长率变化 | 质量变化 | 厚度变化 | |
| 硝酸 | -6.5 | +4.8 | -0.002 | +0.3 | -4.4 | -0.8 | +0.018 | +0.3 |
| 氢氧化钠 | -3.2 | +1.5 | +0.26 | 0 | +2.5 | +6.5 | +0.14 | 0 |
| 四氯化碳 | +1.1 | -4.1 | +1.7 | -0.016 | +2.6 | +0.3 | +1.74 | -0.01 |
| 甲苯 | +4.1 | 0 | +0.3 | 0 | +3.2 | +6.2 | +0.4 | 0 |
| 醋酸 | +6.2 | +2.5 | -0.002 | -0.3 | -2.2 | +4.5 | +0.04 | -0.3 |
| 丙酮 | +2.2 | +4.2 | +1.5 | -4.1 | +6.0 | +4.0 | +0.04 | -3.0 |
其它性能
在大气环境中，由于 PTFE 分子中不存在光敏基团，臭氧也不能与之作用，因此它的耐大气老化性十分突出，即使长期在大气中暴露，表面也不会产生任何变化。在将 PTFE 加工成制品时无需添加任何防老剂和稳定剂。
PTFE 的阻燃性能也非常突出，它的氧指数高达 95%。即使不加任何阻燃剂，它的阻燃性能也可达到 UL94 V-0 级。
不粘性是 PTFE 又一重要特性。PTFE 的表面自由能很低，只有 0.019N/m，是已知固体材料中表面自由能最小的品种，因此几乎所有固体材料都不能粘附在其表面上，只有表面张力在 0.02N/m 以下的液体（如乙醚、已烷、石油醚等）才能完全将其浸润。
PTFE的加工工艺
PTFE 的成型方法主要有模压成型、挤出成型、涂覆成型，压延成型，机械加工等。
模压成型
自由烧结法在模具中均匀地填充 PTFE 粉末，于室温下在压机中用 10～100MPa 的压力进行预成型，然后把所得到的毛坯放入加热炉中，以一定的速度升温至 360～380℃ 进行烧结，保持到全体烧结均匀后，再把炉温按一定速度降到室温，得到成品。这种方法在烧结过程中对被烧结物完全不加约束力，故称为自由烧结法。自由烧结法的保压时间一般为几分钟到几十分钟，以完全消除孔隙为标准。孔隙量的大小可从制品的密度加以检测。密度愈大，孔隙量愈小；而预成型压力愈大，温度愈高，则密度愈大。
烧结升温速度一般控制在每小时 25～60℃，毛坯愈大，升温速度应愈慢。烧结时间以制品成为透明或半透明为度，随制品尺寸不同而有所变化，一般是制品厚度 1mm 时，烧结时间为 5～8分钟。冷却时间直接影响制品的结晶度和物理机械性能。小件制品的冷却速度可控制在 50～150℃/小时 的范围；大型制品的冷却速度不应大于 50℃/小时。
与自由烧结法相比，采用热模压法成型的毛坯在预成型后，在烧结时需在二次模具中再次加压。二次加压应在毛坯尚未冷却到熔点时尽快进行。毛坯在成型压力方向的膨胀率约为 25%，在垂直方向约为 6%～10%，因此二次模具在设计时必须比一次模具略大。
二次加压是一边加压，一边冷却，因此比自由烧结有更快的冷却速度，制品的结晶度也较小，具有良好的弯曲疲劳强度和韧性，但制品的残留应力较大，故一般需在 120～125℃ 温度下进行后处理。
采用热模压法成型的制品的性能主要取决于二次压力。二次压力越高性能越好，但压力过大会使溢料增多，造成物料损失。一般控制在 10～20MPa 为宜。
挤出成型
PTFE 挤出成型不同于一般热塑性塑料的挤出成型。其设备的机身是不加热，螺杆仅起输送和推压原料的作用，使物料通过一个带有双头螺纹、等螺距、等深度的单螺杆挤出机的机头，再进入口模内烧结、冷却，并借助反压力装置提供的压力，使 PTFE 成型为厚壁管、棒及其它异型型材。
特氟龙喷涂
PTFE 可采用喷涂法进行涂覆成型。PTFE 采用喷涂法可制成涂层和衬里。
喷涂的工艺主要是先经基材处理，然后进行喷涂，最后烧结。基材种类主要有钢、铸铁、铝、铝合金、陶瓷、玻璃等。铜及铜合金喷涂较为困难，锡、锌、铅等不能喷涂。为保证喷涂的均匀和涂层的坚固，基材上凡是呈直角处一律需经倒角处理，倒角半径以 3～10mm 为宜。基材表面在喷涂前还应进行脱脂和粗化处理。脱脂可采用 380℃ 高温脱脂法和高压水蒸气喷雾法；粗化一般采用喷砂法。
CNC加工
聚四氟乙烯具有强度低、硬度小、热传导性较差、热膨胀系数高等特性。聚四氟乙烯材料在切削加工时，应根据工件材料的性能及加工条件、加工质量要求，选择合适的刀具、确定合理的切削参数，考虑适当的加工余量，并供给充足冷却装置（一般用压缩空气进行风冷），均可获得具有较高加工质量和加工精度。
聚四氟乙烯CNC车削加工
氟乙烯材聚四料在车削加工时，外径尺寸和内、外圆椭圆度以及内外圆锥度的变化较大，且没有规律。因此在车削加工过程中，工件在粗加工时，前角应取大些，从而降低切削力，防止工件产生弹性变形；精加工时，可取较小的前角，改善刀具散热条件，降低切削温度。
聚四氟乙烯CNC钻削加工
聚四氟乙烯材料在钻削加工时，最大的问题在于如何及时的去屑。通常情况下，可采取以下措施：
- 使用小螺旋角和具有容屑槽的钻头，利于切屑排除；
- 尽量降低钻头转速，在保证钻削效率的前提下选取较低的进给量，同时采用多次退刀的方式保证及时去屑，从而提高钻削加工的表面质量和加工精度。
一般钻头刃磨后的螺旋角约为10°～15°，后角为9°～20°，钻头锥角为60°～120°，采用的钻速不仅与被钻材料有关，而且与钻孔的大小和钻孔深度有关，一般手电钻钻速为900r/min时效果最佳，而固定式台钻则在转速为2100r/min和进给量为1.3mm/s时效果最佳。
聚四氟乙烯CNC铣削加工
聚四氟乙烯材料在进行铣削加工时，铣刀的前角应比铣削金属的前角大些，铣削的前角应大于6°（6°～15°）。铣刀的后角同样应比CNC铣削金属时的后角大，后角应大于10°（15°～30°）。铣削加工时的切削速度应控制在（180-300）mm/min，进刀量采用（0.05-0.13）mm/r，吃刀量约为0.1mm/s，表面粗糙度值随进给量减小而降低。在生产中建议采用侧铣法，可避免工件烧伤。聚四氟乙烯在粗加工时，应选择强度高、制造简单的直线齿背式铣刀；进行精加工时，应选择强度较小，但容屑空间大的折线齿背式铣刀。
PTFE的应用
5G通信
通信行业常用的FR4覆铜板使用环氧树脂作为基板材料，但其损耗大，不适合高频通信。
5G领域对高频覆铜板的要求是低介电常数与低介电损耗因子，聚四氟乙烯树脂是目前介电常数最低的高分子材料，其介电性能与介电损耗能够满足5G领域通讯基站的要求。因此，PTFE逐渐应用于5G、航空航天、军工等高频通信，其制成的覆铜板被称为高频覆铜板。PTFE在5G领域，也经常用于制作半柔同轴电缆、射频同轴电缆、雷达天线板等。
氢能
在氢能领域中，PTFE主要应用于碱性电解槽的密封，以及应用于PEM燃料电池和电解水中质子交换膜的增强。
在碱性电解槽中，密封垫片作为主要部件，兼具密封和绝缘两大作用。泄露是影响碱性电解槽寿命和安全性的的重要因素之一。密封垫片的压缩回弹性、蠕变松弛性是衡量密封垫片性能的重要指标。国内碱槽密封材料经过石棉橡胶板-布垫合一隔膜垫片-聚四氟乙烯（PTFE）类填充垫片等多次迭代升级。现阶段国内常用的电解槽密封垫片主要是PTFE类填充垫片。PTFE经过玻璃纤维、氧化铝、石墨等增强填料填充改性后模压烧结加工形成密封垫片。
医疗
PTFE的低摩擦性使得它在体内长期使用中不易磨损，从而减少了因磨损导致的并发症。同时使得血液和其他体液不易在其表面形成沉积物，降低了血栓形成的风险。使其成为一种受欢迎的涂层材料，用于各种医疗器械，如导管和支架。这种涂层可以减少器械在体内移动时的摩擦，降低组织损伤的风险。
PTFE质地柔软，易于塑性，植入效果自然等优点使其适用于整形外科手术，效果要优于传统的硅橡胶。使用PTFE可获得术后不透光、稳固自然的良好效果，最常见的应用是用于鼻子、颚骨或其他软组织重建的植入物，同时它还可以用于面部除皱，丰唇，修复受损的软组织或作为支撑材料。