誕生于二戰(zhàn)時(shí)期的PTFE，最初是用于生產(chǎn)特殊軍用品，戰(zhàn)后才解密并用于民用工業(yè)。解密后很長(zhǎng)一段時(shí)間，PTFE的價(jià)格依然非常昂貴。為了保留PTFE的優(yōu)異品質(zhì)且減少原料用量，美國(guó)戈?duì)柟緡L試將PTFE拉伸，增加其中的空氣量，最終得到了一種更輕盈、更柔韌的材料——膨體聚四氟乙烯（ePTFE）。

 

（ePTFE微觀結(jié)構(gòu)：由節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的細(xì)微纖維）

 

目前常見的ePTFE制造工藝是將PTFE的分散樹脂經(jīng)過(guò)混合、擠壓成型、壓延、拉伸、固化燒結(jié)、冷卻等步驟，得到特定形狀的成品。ePTFE不僅具有PTFE的優(yōu)良性能，還具有更高的強(qiáng)度-重量比、更高熱阻、更高的比表面積、多孔性、透氣性以及極好的柔韌性等特征，在醫(yī)療、航空航天、環(huán)保、紡織服裝、化工、新能源等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

 

醫(yī)療領(lǐng)域

 

PTFE是純惰性的，具有非常強(qiáng)的生物適應(yīng)性，對(duì)人體無(wú)不良反應(yīng)，且可用任何方法消毒，因此被用于多種康復(fù)解決方案。而ePTFE的微細(xì)纖維結(jié)構(gòu)當(dāng)中有無(wú)數(shù)細(xì)孔，因而韌性更好，可以任意彎曲超過(guò)360°，且透氣性能更佳。因此，ePTFE主要用于制造人工血管、心臟補(bǔ)片、人工氣管、內(nèi)窺鏡鉗導(dǎo)管管體等。

 

ePTFE制成的醫(yī)療制品克服了裁剪時(shí)易產(chǎn)生毛邊、植入人體前需要預(yù)凝血處理等難題，在臨床取得了良好的效果，挽救了許多人的生命。而隨著整形技術(shù)的發(fā)展，ePTFE已經(jīng)成為整形外科中重要的填充物，是目前生物組織替代品最理想的材料之一。

 

在鼻部整形手術(shù)中，ePTFE被制作成所需形狀，用于構(gòu)建鼻部假體支架，從而改善鼻部形態(tài)。由于人體自身組織細(xì)胞可以長(zhǎng)入ePTFE微孔內(nèi)部，因此材料不會(huì)移動(dòng)、破潰或排異，同時(shí)還可防止對(duì)光的反射作用，整形后面部形態(tài)更自然，更逼真。

 

航空航天領(lǐng)域

 

受經(jīng)濟(jì)效益影響的推動(dòng)，現(xiàn)代飛行器在研發(fā)時(shí)對(duì)重量指標(biāo)的要求愈加嚴(yán)苛，對(duì)維護(hù)時(shí)間與維護(hù)便利性的需求也越來(lái)越高。

 

在航空航天設(shè)備中，常常需要用到特定的密封劑或密封墊片，而傳統(tǒng)的材料如：各類橡膠、聚碳酸酯、硫化膠等自身性能存在諸多不足，比如重量大、適溫區(qū)間窄、易老化、耐油性差、阻燃性差、機(jī)械性能差等等。

 

ePTFE特有的微型定向纖維結(jié)構(gòu)能顯著提升抗拉強(qiáng)度和耐高溫性能，且其無(wú)需固化或硫化，預(yù)成形體能直接用于一些形狀奇異的口蓋或面板，大大縮短了安裝周期。此外，ePTFE具有寬闊的適溫區(qū)間，良好的耐老化性能，優(yōu)異的耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，最重要的是，它的密度比較低，極大節(jié)省了重量，降低了成本。這一特性使得其在航空航天領(lǐng)域非常受歡迎，尤其是競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的民用飛機(jī)領(lǐng)域。

 

值得注意的是：目前國(guó)內(nèi)對(duì)ePTFE的研究落后于國(guó)外，一些產(chǎn)品難以滿足航空航天的要求；而這類產(chǎn)品又涉及軍事用途，西方國(guó)家對(duì)我國(guó)出口設(shè)限，因此這類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)存在缺口，屬于市場(chǎng)中的藍(lán)海。

 

環(huán)保領(lǐng)域

 

近年我國(guó)的霧霾來(lái)勢(shì)洶洶，嚴(yán)重影響了民眾的正常生產(chǎn)生活和身體健康，而不規(guī)范的工業(yè)粉塵排放會(huì)產(chǎn)生大量PM2.5，從而加重霧霾。

 

作為治理粉塵污染的主要設(shè)備，袋式除塵器是一種傳統(tǒng)的過(guò)濾式除塵設(shè)備，而將ePTFE應(yīng)用于袋式除塵器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型、高效的空氣過(guò)濾除塵技術(shù)，在防治煙塵和超細(xì)粉塵方面效果顯著。含有ePTFE的新型濾料與傳統(tǒng)濾料相比微孔孔徑更加均勻、穩(wěn)定性更好、運(yùn)行阻力更低、過(guò)濾效率更高，即使對(duì)于亞微米級(jí)粉塵，過(guò)濾效率仍超過(guò)99.9%。

 

ePTFE濾料能在高濕條件下長(zhǎng)期工作，清灰處理也很容易，在建材水泥行業(yè)爐窯、電站燃煤鍋爐、垃圾焚燒爐、除塵凈化、空氣過(guò)濾等的煙氣除塵，特別是需要過(guò)濾PM2.5的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

 

此外，改性后的ePTFE微孔膜可用于過(guò)濾水中的微粒子懸浮物等，在水處理方面亦有不俗表現(xiàn)。

 

紡織服裝領(lǐng)域

 

ePTFE在紡織服裝方面，有一個(gè)非常著名的產(chǎn)品——Gore Tex（戳此復(fù)習(xí)），該產(chǎn)品集防水、防風(fēng)、透氣等優(yōu)異性能于一體，在全球戶外服裝品牌中頗受歡迎。

 

而ePTFE由于具有強(qiáng)度高、耐久性好、防火難燃、不受紫外線影響、自潔性好等特點(diǎn)，在功能性服裝中同樣運(yùn)用廣泛。

 

2003年我國(guó)非典病毒爆發(fā)，國(guó)家緊急出臺(tái)了“GB19082-2003醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求”等標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)了對(duì)醫(yī)用防護(hù)服的質(zhì)量監(jiān)管問(wèn)題。ePTFE層壓織物作為防護(hù)服材料中的佼佼者，被廣泛運(yùn)用于國(guó)內(nèi)醫(yī)用多功能防護(hù)服的開發(fā)中。

 

對(duì)于核環(huán)境工作人員來(lái)講，放射性塵埃防護(hù)服為他們的身體健康提供了一層保護(hù)。ePTFE由于具有良好的透濕舒適性、良好的阻隔性，而常被制成多層復(fù)合膜，用于制作放射性塵埃防護(hù)服，保護(hù)核環(huán)境工作人員盡量不受放射性塵?；驓馊苣z的傷害。

 

此外，ePTFE制成的功能性服裝還包括消防服、宇航員的太空服等等，為特殊環(huán)境的工作人員提供保護(hù)。

 

ePTFE的制作原理看似簡(jiǎn)單，實(shí)則工藝非常復(fù)雜，但它帶來(lái)性能優(yōu)化也極具誘惑力，應(yīng)用前景十分廣闊。本文列舉的只是其中的一小部分應(yīng)用案例，但這其中的每一種產(chǎn)品，附加值都非常高。目前我國(guó)的ePTFE生產(chǎn)和研發(fā)都還相對(duì)落后，工藝單一、設(shè)備較簡(jiǎn)陋、孔徑尺寸不夠均勻等問(wèn)題還普遍存在，而進(jìn)口產(chǎn)品的成本很高，并且特殊領(lǐng)域進(jìn)口還受限制。綜合來(lái)看，我國(guó)ePTFE的生產(chǎn)和應(yīng)用還有非常廣闊的發(fā)展空間。