聚四氟乙烯(Polytetrafluoro ethylene)縮寫為為PTFE，我國簡稱氟綸，也有稱含氟纖維，美國和日本的商品名為特氟綸（Teflon）。1938年,美國新澤西州杜邦研究實(shí)驗(yàn)室的R.S.Plunkett博士首先發(fā)明了聚四氟乙烯[1]，1946年實(shí)現(xiàn)商品化，1954年開始投入工業(yè)化生產(chǎn)。PTFE為四氟乙烯(TFE) 單體的高結(jié)晶聚合物, 一種通過氟原子取代聚乙烯中氫原子、由人工合成的高分子材料，白色, 無毒, 無味。其聚合物分子是由一( 一CF2一CF2一)一結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成,是目前各行業(yè)中應(yīng)用最新型的工程塑料。由于其優(yōu)良的物理、化學(xué)性質(zhì)，具有耐腐蝕性，耐氣候性，電絕緣性，高潤滑、低摩擦性和不粘性等，被美譽(yù)為“塑料王”，“永不沾污的涂層”，并得到不斷發(fā)展。
　　目前，聚四氟乙烯已在國防、航天、航海、化工、機(jī)械、石油、紡織、食品、醫(yī)療、電器、環(huán)保等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在油田開發(fā)中的應(yīng)用也日益廣泛，前景看好。
　　一、聚四氟乙烯的物理、化學(xué)性質(zhì)
　　PTFE是一種高度對稱和不帶有極性、不含有任何支鏈的線型高分子化合物，從而形成優(yōu)異的物理、化學(xué)特性。
　　1.物理特性
　　PTFE是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料，由于它特殊的分子結(jié)構(gòu)，從而形成了優(yōu)異的物理、化學(xué)特性。PTFE一般結(jié)晶度為90~95%，熔融溫度為327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面，因此具有優(yōu)良的力學(xué)特性：PTFE由于摩擦因數(shù)小，是現(xiàn)有合成材料中最小的，而且可在較大的溫度和荷重范圍內(nèi)保持不變；PTFE其表面張力極小，可避免表面張力在0.02N/m以上的液體所潤濕，因此具有不粘附任何物質(zhì)的屬性。聚四氟乙烯是最難燃的有機(jī)物，在空氣中不燃燒，其極限氧指數(shù)高達(dá)95%，具有優(yōu)異的電性能，是理想的C級絕緣材料。
　　2.化學(xué)性質(zhì)
　　PTFE具有耐化學(xué)俯視、耐候性。PTFE除熔融的堿金屬外，幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。經(jīng)試驗(yàn)PTFE在濃硫酸、硝酸、鹽酸、王水中，其重量、性能均無變化，也幾乎不溶于所有的溶劑，只在300℃以上稍溶于全烷烴。PTFE不吸潮，不燃，對氧、紫外線均極穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性[2]。
　　二、聚四氟乙烯在采油工程上的應(yīng)用
　　隨著油田逐漸進(jìn)入了高含水期，采油工程技術(shù)逐漸步入三次采油階段，聚合物，三原溶液等高粘附性，強(qiáng)腐蝕性溶液在采油工程中應(yīng)用后，對井下工具的要求有了進(jìn)一步的提高。改性聚四氟乙烯對酸堿腐蝕介質(zhì)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可取代金屬、陶瓷用于防腐工程，特別適合用于高溫、強(qiáng)烈腐蝕的場合，在井下工具的關(guān)鍵防腐部位起著至關(guān)重要的作用。此外，聚四氟乙烯是目前表面能最小的一種固體材料，表面張力僅0.019N/m，幾乎所有的固體材料都不能粘附在其表面，只有表面張力在0.02N/m以下的液體才能完全浸潤其表面?？梢杂行Ь徑饩鹿ぞ咴谧⑷刖酆衔铩⑷芤旱雀哒掣叫缘囊后w后，工具管壁結(jié)垢，易堵塞的問題。
　　下圖為對井下工具進(jìn)行解剖(井下工作時間8個月)，涂層表面無腐蝕、結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生。
　　“聚合物驅(qū)全過程一體化分注工藝”技術(shù)為了滿足在聚合物、三元溶液中長期工作的要求，在井下工具的關(guān)鍵易結(jié)垢部位噴涂了PTFE防腐蝕涂層，可延長工具使用壽命3倍以上，解決了由于井下工具腐蝕嚴(yán)重而不得不進(jìn)行重新作業(yè)的問題。使井下工具在聚合物、三元溶液中長期工作成為可能，從而促進(jìn)了三次采油技術(shù)的大規(guī)模推廣。
　　隨著科技進(jìn)步，傳統(tǒng)耐蝕非金屬材料制防腐蝕設(shè)備發(fā)展日益完善，新型耐蝕非金屬材料制品不斷涌現(xiàn)。聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品在采用新技術(shù)、新材料開發(fā)防腐蝕新產(chǎn)品的浪潮中一枝獨(dú)秀迅速發(fā)展。聚四氟乙烯所具有的高度化學(xué)穩(wěn)定性，使其能耐幾乎所有的常用強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)氧化性化學(xué)物質(zhì)，同時還具有耐高溫的特點(diǎn)，所以他是一種理想的防腐蝕材料，通過加工成型工藝的研究，聚四氟乙烯產(chǎn)品在采油工程中的應(yīng)用越來越廣泛了[3]。
　　三、聚四氟乙烯在采油工程其他方面的應(yīng)用
　　1.密封件
　　由于聚四氟乙烯良好的耐熱性和耐化學(xué)品性,它可以作為優(yōu)異的密封材料使用。但考慮到PTFE的冷流性在密封件上的缺點(diǎn)，需提高其耐壓能力只有從密封件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來考慮彌補(bǔ)。
　　PTFE生料帶具備強(qiáng)度高、纖維長的特點(diǎn),又由于其塑性較大、壓延性較好,經(jīng)試驗(yàn)用在凹凸不平或結(jié)構(gòu)精密的表面更顯其高效,試驗(yàn)中只需要施加較小的壓緊力就可完全密封,具有很好的密封性能并且可提高抗腐蝕能力。滑動部件的密封使用PTFE填料, 具有一定壓縮性回彈性、滑動時阻力小,而且它可以獲得良好的耐腐蝕穩(wěn)定性。填充PTFE密封材料使用溫度范圍廣泛,是目前傳統(tǒng)石棉墊片材料的主要替代物,更兼有高模量、高強(qiáng)度、抗蠕變、耐疲勞、以及導(dǎo)熱率高、熱膨脹系數(shù)和摩擦系數(shù)小等性能,加入不同的填充料更可擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
　　2.摩擦零件
　　PTFE下摩擦件多常用于機(jī)械工程上,包括活塞環(huán)、軸承(包括多孔銅浸漬塑料金屬軸承)及齒輪等。以活塞環(huán)為例,它是動力機(jī)械中一個重要零件,關(guān)系到動力機(jī)械的性能,其工作環(huán)境十分苛刻。為此,一般采用填充PTFE制作，不但不需要潤滑油,還具有較強(qiáng)的密封作用。與此同時,PTFE可用于環(huán)境十分苛刻的印染、造紙、輕紡和食品等工業(yè)的運(yùn)動傳遞和動力傳遞元件使用的齒輪與軸承。因它具有耐腐蝕、振動小、噪聲低、不污染、質(zhì)量輕、自潤滑性好等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),因此受到廣泛應(yīng)用[4]。
　　四、結(jié)語
　　近幾年國外對聚四氟乙烯的應(yīng)用研究，已使其成為一種十分成熟的材料，我國雖已有一定發(fā)展，但在其加工成型工藝和改性研究反面與國外還有較大差距。聚四氟乙烯在多方面具有優(yōu)異的性能，是其它材料不可比擬的，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。
　　隨著聚四氟乙烯應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，已將其性能提高到一個新的層次，使采油工程領(lǐng)域內(nèi)曾經(jīng)許多無法實(shí)現(xiàn)的設(shè)想成為可能。聚四氟乙烯經(jīng)過填充改良后，不但可保持其原有的特性外，還可以降低冷流性及線脹系數(shù)，改善尺寸穩(wěn)定性，提高耐磨性和導(dǎo)熱性，且綜合力學(xué)性能得到改善，因而可廣泛應(yīng)用于采油工程的各個領(lǐng)域，用來制備密封件、摩擦零件、防腐部件以及電絕緣件等等，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]錢知勉.塑料性能應(yīng)用手冊.修訂版.上海:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1988,285.
　　[2]劉榮清 聚四氟乙烯在紡織器材上的應(yīng)用 棉紡手冊
　　[3]馬雙林, 馬文崢. 聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品簡述[J].化工裝備技術(shù),1997,18(4):52.
　　[4]鄒濟(jì)林.聚四氟乙烯在機(jī)械工程上的應(yīng)用[J].工程塑料應(yīng)用,1999,27(1):21.