聚四氟乙烯薄膜_聚四氟乙烯薄膜的力學性能如何?
聚四氟乙烯薄膜的力學性能具有明顯的 “各向異性” 和 “環境敏 感性”,整體表現為低溫韌性優異、高溫強度穩定,但常溫下剛性和耐蠕變性較弱。
核心力學性能指標及特點
拉伸強度與斷裂伸長率
拉伸強度:常溫下(23℃)通常為 15-30MPa,低于多數工程塑料。但在 - 200℃低溫下仍能保持較好強度,在 260℃高溫下強度約為常溫的 50%,表現出優異的高溫力學穩定性。
斷裂伸長率:常溫下可達 100%-300%,具有良好的柔韌性,可進行折疊、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,強度則相應提高,呈現明顯的各向異性。
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,無法作為結構承重材料。
彈性模量較低(常溫下約 0.4-0.8GPa),受力后易產生形變,因此在需要高剛性的場景中,常需與玻璃纖維、碳纖維等填料復合以增強。
耐蠕變性與疲勞性能
常溫下耐蠕變性較差,在持續恒定載荷(尤其是高溫環境)下,會緩慢發生塑性變形,長期使用可能導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。
疲勞強度較低,反復彎曲或振動載荷下易出現裂紋,不適用于高頻動態受力場景,更適合靜態密封、絕緣等工況。
摩擦與磨損性能
摩擦系數極低,動摩擦系數(對鋼)僅為 0.01-0.05,是已知固體材料中最 低的之一,具有優異的自潤滑性,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,否則易因磨損導致失效。
影響力學性能的關鍵因素
加工工藝:定向拉伸會使分子鏈沿拉伸方向排列,導致薄膜 “縱向”(拉伸方向)強度提高、伸長率降低,而 “橫向” 性能相反;不定向膜的力學性能則相對均勻。
填充改性:純 PTFE 薄膜力學性能有限,添加玻璃纖維、碳纖維可提升拉伸強度和耐蠕變性;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度。
使用環境:溫度升高會導致強度下降、蠕變加劇;長期接觸油類、溶劑雖不影響化學穩定性,但可能輕微溶脹,間接降低力學性能。

