全氟聚醚油的基礎知識（定義、特性及應用）

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．現在人們對其物理、化學性質和摩擦學特性已有所認識。PFPE潤滑劑與烴類潤滑劑的分子結構基本相似，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具有較高的熱穩定性和氧化穩定性以及良好的化學惰性和絕緣性質。分子量較大的PFPE還具有低揮發性、較寬的液體溫度范圍及優異的粘枯度—溫度特性。此外，PFPE聚合物的主要物理化學性質還包括：剪切穩定性、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而使聚合物不顯醚的性能，所以具有很好的耐熱性，化學穩定性、氧化安定性和完全不燃性。

     然而，這種物質缺乏吸濕性，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。這種性質使它對塑料及橡膠幾乎不會產生有害的影響。

   據報道，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。對小鼠進行口服急性毒性試驗的LD56值非常高，且在生物體內無積聚性，因此幾乎無毒。然而在發生分解時，則會產生極毒的物質。對于預計會發生分解的環境下使用時，必需安裝換氣設備，切不可因為這種氟油具有一定的穩定性而掉以輕心。

    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，分解后產生極高的發熱溫度，這一點完全不具備醚的性質。

     化學穩定性

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定。對有機堿及路易斯酸表現以輕度的不穩定傾向，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，對其它所有化學品都比較穩定。

     粘—溫特性

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

     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

     據報道，全氟聚醚油呈現低的摩擦系數與高的耐荷重性和良好的潤滑性。從法萊克斯(Fal ex)試驗機的試驗結果說明，S—20在1200磅時出現燒結現象，略優于一般礦油。S—65以上的高分子型潤沿油，在3000磅壓力下也沒有出現燒結。根據潤滑理論分析，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—壓力關系

     從摩擦學的觀點出發，潤滑劑的粘度—壓力關系非常重要。高速鈾承的連續運轉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。絕對粘度受分子質量和結構的影響，而對于高分子量的PFPE流體而言，粘壓系數值只與PFY2的分子結構有關.

     熱—氧化穩定性

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

全氟聚醚潤滑油的應用

      PEPF潤滑劑能夠滿足機械上業和汽車工業中高溫和高負荷的應用要求，高度的穩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中也得到了廣泛的應用，主要沙及列如下一些領域。

(1)    化學工業：PFPE被作為工作流體應用于各種真空泵〔旋轉泵、渦輪分子泵和蒸汽擴散泵)上；操作環境中有腐蝕性氣體(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：利用等離子刻蝕、LPCVD和等離子培植等技術來生產半導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：PFPE常常作為高溫和化學穩定的多孔金屬軸承、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，當一些機電設備(像電流接觸器、開關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：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：由于PFPE具有較寬的液體溫度范圍、低蒸發性、高靜態粘度、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中得到了廣泛的應用。

磁介質工業：低摩擦系數、低揮發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的潤滑劑。