全氟聚醚油的基礎(chǔ)知識（定義、特性及應(yīng)用）

全氟聚醚(Perfluoropolyethers,縮寫為PFPE)是一種常溫下為液體的合成聚合物．作為太空機械元器件的潤滑劑已有幾十年的歷史．現(xiàn)在人們對其物理、化學(xué)性質(zhì)和摩擦學(xué)特性已有所認識。PFPE潤滑劑與烴類潤滑劑的分子結(jié)構(gòu)基本相似，但在PFPE分子中氟原子代替了氫原子，從而以更強的c—F鍵代替了烴類中的c—H鍵．并且c—o及c—c強共價鍵的存在，以及PFPE分子中性的特點，使得PFPE具有較高的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性以及良好的化學(xué)惰性和絕緣性質(zhì)。分子量較大的PFPE還具有低揮發(fā)性、較寬的液體溫度范圍及優(yōu)異的粘枯度—溫度特性。此外，PFPE聚合物的主要物理化學(xué)性質(zhì)還包括：剪切穩(wěn)定性、生物惰性、低表面能，良好的潤滑性及與塑料、金屬和人造橡膠的相容性等。

全氟聚酸油的特性

     全氟聚醚的主鏈是由—CF2—O—CF 2—這樣的醚鏈構(gòu)成，與—CF2CF2CF2—的全氟烯烴鏈不同，它具有可撓曲性，玻璃化溫度低，共液體溫度范圍(凝固點到沸點)極寬。另一方面由于氟元素具有較強吸電子效應(yīng)而使聚合物不顯醚的性能，所以具有很好的耐熱性，化學(xué)穩(wěn)定性、氧化安定性和完全不燃性。

     然而，這種物質(zhì)缺乏吸濕性，且在有機溶劑中也不溶解，僅在全氟油或氟隆113(三氛三氟乙烷)中具有互溶性。這種性質(zhì)使它對塑料及橡膠幾乎不會產(chǎn)生有害的影響。

   據(jù)報道，全氟聚醚的比重較大，表面張力和折光率卻很低，具備全氟化合物的特征，是一種透明度很高的油類物質(zhì)。對小鼠進行口服急性毒性試驗的LD56值非常高，且在生物體內(nèi)無積聚性，因此幾乎無毒。然而在發(fā)生分解時，則會產(chǎn)生極毒的物質(zhì)。對于預(yù)計會發(fā)生分解的環(huán)境下使用時，必需安裝換氣設(shè)備，切不可因為這種氟油具有一定的穩(wěn)定性而掉以輕心。

    下面將具體說明全氟聚醚油的特性。

     耐熱性和氧化安定性

     全氟聚醚油雖然具有不燃性，但是暴露在空氣中使用時，超過400℃就開始慢慢分解。在氧化安定性試驗中，分解后產(chǎn)生極高的發(fā)熱溫度，這一點完全不具備醚的性質(zhì)。

     化學(xué)穩(wěn)定性

全氟聚醚油對腐蝕性極強的酸、堿、氧化劑等即使在高溫條件下仍然很穩(wěn)定。對有機堿及路易斯酸表現(xiàn)以輕度的不穩(wěn)定傾向，這是全氟聚醚所特有的通性，也是醚鍵位的不足之處。但在常溫下，只有用金屬鈉和液氨才促使其分解，除此之外，對其它所有化學(xué)品都比較穩(wěn)定。

     粘—溫特性

    全氟聚醚油的粘度指數(shù)為150----400(分子量越大的油，其粘度指數(shù)也越大)，與礦物油相比有較大的優(yōu)越性

     蒸汽壓—溫度特性

     全氟聚醚油的分子量大且流動點低，潤滑油從低溫到高溫都顯示出了很低的蒸汽壓。

     潤滑特性

     據(jù)報道，全氟聚醚油呈現(xiàn)低的摩擦系數(shù)與高的耐荷重性和良好的潤滑性。從法萊克斯(Fal ex)試驗機的試驗結(jié)果說明，S—20在1200磅時出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，略優(yōu)于一般礦油。S—65以上的高分子型潤沿油，在3000磅壓力下也沒有出現(xiàn)燒結(jié)。根據(jù)潤滑理論分析，這可能是由于全氟聚醚也具有極性，能吸附于金屬表面之故。

     粘度—壓力關(guān)系

     從摩擦學(xué)的觀點出發(fā)，潤滑劑的粘度—壓力關(guān)系非常重要。高速鈾承的連續(xù)運轉(zhuǎn)依賴于其上形成的彈流潤滑(EHD)膜，影響EHD膜形成的兩個物理因素為：絕對粘度和粘壓系數(shù)。絕對粘度受分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的影響，而對于高分子量的PFPE流體而言，粘壓系數(shù)值只與PFY2的分子結(jié)構(gòu)有關(guān).

     熱—氧化穩(wěn)定性

     在無有效催化劑的情況下，即使有氧存在，PFPE在270—300℃的范圍內(nèi)仍很穩(wěn)定，而某些催化劑或抑制劑的存在則會改變PFPE的熱穩(wěn)定極限和降解速率。

全氟聚醚潤滑油的應(yīng)用

      PEPF潤滑劑能夠滿足機械上業(yè)和汽車工業(yè)中高溫和高負荷的應(yīng)用要求，高度的穩(wěn)定性和良好的抗磨損能力使得PEPF油和脂可作為長使用周期、苛刻操作工況下的潤滑劑。因此盡管PEPF的價格比較高，仍作為潤滑劑在工程和工業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用，主要沙及列如下一些領(lǐng)域。

(1)    化學(xué)工業(yè)：PFPE被作為工作流體應(yīng)用于各種真空泵〔旋轉(zhuǎn)泵、渦輪分子泵和蒸汽擴散泵)上；操作環(huán)境中有腐蝕性氣體(如：液氧和氣氧、鹵素、硫酐等)存在時，PFPE被作為壓縮機和閥門的潤油。

(2)    電子工業(yè)：利用等離子刻蝕、LPCVD和等離子培植等技術(shù)來生產(chǎn)半導(dǎo)體時要用到一些真空機械泵，而將PFPE作為真空機械泵的潤滑油取得廠滿意的效果o

(3)    機械工業(yè)：PFPE常常作為高溫和化學(xué)穩(wěn)定的多孔金屬軸承、傳送帶、造紙和紡織機械的潤滑油，當用作塑料軸承潤滑油時，它的抗磨損能力大大提高，當一些機電設(shè)備(像電流接觸器、開關(guān)按鈕和滑動電接觸器等)中需要良好的潤滑和抗電弧時也常常要用到PFPE潤滑油。

(4)    核丁業(yè)：在UF6 的濃縮車間，當溫度高于130℃時要求潤滑劑能抵抗UF6的化學(xué)沖擊，而且還要求絕對干燥、無塵和低蒸汽壓，PEPE是此種工況條件中唯一被允許可作為超離心軸承潤滑肪潤滑油。

(5)    航天工業(yè)：由于PFPE具有較寬的液體溫度范圍、低蒸發(fā)性、高靜態(tài)粘度、非常低的蒸汽壓、低流動溫度和良好的高壓潤滑性使其在航天工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

磁介質(zhì)工業(yè)：低摩擦系數(shù)、低揮發(fā)性和良好的絕緣性使得PFPE可作為汁算機、錄像、自動記錄裝置等儀器上硬盤、磁帶及其它磁記錄介質(zhì)的潤滑劑。