世界上最滑的材料—聚四氟乙烯

近几年来，塑料已在国防、航空、建筑、医疗卫生等行业中大显身手，预计本世纪末全世界塑料产量可达5亿吨。美国已用塑料建成一座全密封式的体育场；将来还要用巨大充气塑料气球作贸易中心；甚至出现全部用塑料包起来的城市，在这样的城市里，没有酷暑严寒，四季温暖如春。聚四氟乙烯诞生后，很快就荣获了“塑料之王”的美称。这是因为聚四氟乙烯具有许多优良的性能，是其他塑料难以比拟的。聚四氟乙烯具有优异的耐化学腐蚀性，即使在王水中加热煮沸对它也无损害，一般强酸、强碱更不在话下。可以说，在任何情况下，聚四氟乙烯都不溶于任何溶剂。为此，它是制造防腐设备的好材料。
     聚四氟乙烯还能在-269～300℃下长期使用，在-260℃液氨中，它的韧性仍然很大，因此可做氢输送管道的垫圈和软管，也可做宇宙飞行登月服的防火涂料。聚四氟乙烯还有一个最奇特的性质，就是摩擦系数很小，被誉为“世界上最滑的材料”。其光滑的程度达到不可思议的地步。比如，用这种塑料制成丝，再织成布，如果桌面上放这样一块布，只要有很小的一角布由桌的一边垂下来，尽管面不太光滑，但这块布却会慢慢由那里滑落地上。这是由于布与桌面的摩擦力极小，桌旁垂下的一小角布的重量虽小，也可以把整块布垂下。通常用管道只可以输送液体或气体，尤其是管道向下斜度不大时，更是如此，若是用管道输送粒状固体，若向下倾斜不够大，就会堵塞，这主要是因为管道内壁粗糙，与颗粒摩擦之故。如果在管道内壁衬上一层用聚四氟乙烯塑料制的膜，由于它很滑，也可以运送固体。近年来有的滑雪者在滑雪板的底部粘上一层聚四氟乙烯塑料，在雪地上既滑得快，又省力气，真是一举两得。
     市面上有一种新的所谓不粘底的锅，就是用一层聚四氟乙烯薄层贴在金属锅的内表面，由于这种塑料很耐高温，而且很光滑，故用这种锅煎食物时，即使不放油，食物也不会粘锅底。假如用聚四氟乙烯塑料制轴承及轴，那么轴与轴承间摩擦就很少很少，可省去加润滑油。为什么聚四氟乙烯有如此好的优良性能呢？我们知道乙烯中所有的氢原子被氟原子所取代，就会得到四氟乙烯。氟在化合物中的性能与氢大不一样。一旦它跟另外一个原子结合，如在此处与碳结合，则变很稳定，决不会从另外一个原子中寻找任一个电子来结合。它们围绕碳原子，完全保护碳原子，即是最强烈的化学能，也不会使它们松动。为此，聚四氟乙烯比任何天然的或人造的树脂都稳定，都具有更高的惰性。聚四氟乙烯的原子，键合得很牢固，所以几乎不可能把它们分开，不会与其他物质的原子相结合到一块。因为这个原因，所以聚四氟乙烯不会燃烧，不会受腐蚀，也不会被它所接触到的物质所损坏。
     为了充分利用聚四氟乙烯的这些优良性能，世界上一些先进的国家都加强了氟聚合协合镀层的研究。所谓氟聚合物协合镀层，即将金属表面处理和注入氟聚合粒子两种方法相结合，可赋予基底金属以防腐蚀、自润滑和其他宝贵性能。美国奈特工业公司采用聚四氟乙烯注入硬膜层阳极氧化镀层，将聚四氟乙烯和氧化铝结合起来形成覆盖铝和铝合金的镀层，得到的是一个自固化、自润滑的表面，其性能优于普通硬膜阳极氧化镀层。它们还把此种铝的构件用于美国陆军用的夜视镜，提高了目镜、旋钮、托架等零件的耐磨性。现在已研究成功的不仅有铝的协合镀层，还有铁、铁合金、铜、镍等协合镀层。这项新技术将会发挥越来越大的作用。