1.4　固体润滑剂聚四氟乙烯

聚四氟乙烯（PTFE或F4）CAS登记号9002-84-0，EINECS 号204-126-9，分子式（C2F4）n，相对分子质量100.01，熔点327℃，沸点400℃，折射率1.35。外观为白色粉末、颗粒或乳白色乳状液体，不透明，几乎不溶于水，固体相对密度2.1～2.3，玻璃化温度327℃，热分解温度415℃，耐高低温性能好。

技术指标

①中华人民共和国国家标准———《通用型模压用聚四氟乙烯树脂》（GB 7136—86）。

②PTFE（聚四氟乙烯）

生产技术

生产实例一和生产实例二是单体TFE的生产技术，生产实例三到生产实例十一介绍聚四氟乙烯的生产技术与工艺。

生产实例一　以氟石（萤石）为原料

TFE是以氟石（萤石）为原料，氟石主成分为氟化钙。氟石在我国储存量丰富，其他储存量较大的地区和国家有南非、墨西哥、英国和俄罗斯。

萤石所含杂质较多，必须加以富集才能得到符合要求品位的精矿。国内萤石矿资源品位较高，使用CaF2含量超过30%的贫矿可直接进行浮选。对于单纯萤石型和石英-萤石型富矿等简单易选的矿石可采用一次粗选、一次扫选和精选以获得合格的精矿石。

生产实例二　氟甲烷的裂解反应

目前普遍采用的生产方法是含氟甲烷的热裂解反应，用二氟一氯甲烷或三氟甲烷为原料。经气化、预热后，通入裂解炉、热裂解产生含TFE单体的裂化气，经水洗、碱洗、压缩、冷冻脱水、干燥、分馏等工序，最后精馏得成品。

用铂、银或石墨制成的裂解管，在800℃下，常压通入原料气，接触时间不超过1s，TFE收率达95%。

为得到最佳裂解工艺条件，需对反应温度、压力和接触时间等因素及反应管材质作必要的研究。

TFE在常温下是无色、无臭的气体。在空气或氧中，TFE会燃烧，自燃极限为11%～66%（体积分数），且引燃温度很低，只有180℃。有氧存在时，即使低温条件，TFE也会形成不稳定易爆炸的过氧化物。即使不存在氧，TFE在加压条件下也会爆炸分解成碳和四氟化碳，并放出大量热，威力与黑火药相当。此外，TFE聚合放热量较高，如果失控也有发生爆炸的危险。TFE自聚生成的白色固体聚合物，会堵塞设备管道。从安全方面考虑，蒸馏或储存液态TFE，常添加少量阻聚剂，如二戊烯或三乙胺等。还需注意TFE的临界温度与室温接近，在搬运和存放液态TFE压力容器时，要有妥善的冷冻措施，一般禁止长途运输。

TFE作为中间体，通过各种反应转变成其他重要的含氟中间体，如六氟丙烯、六氟环氧丙烷、六氟丙酮和全氟一碘烷调聚物等，并进一步制造出各种有机氟产品。以TFE五聚体可制备含氟表面活性剂等。

生产实例三　PTFE树脂

原料二氟一氯甲烷进入裂解炉，产生的裂解气经冷却器急冷到150℃以下，进入洗涤塔，用水洗除去氯化氢，经干燥器干燥，然后进入第一分馏塔，塔顶馏分为CHF3、CClF3、C3F6等，被连续冷却，进入储槽中，同时输入装有拉西环的第一吸收塔的底部，在塔内，输入的甲醇可选择性地吸附低沸点物，溶剂温度为0～-20℃，不被甲醇吸收的TFE从塔上部逸出进入汽提塔，汽提脱除夹带的甲醇后，装入C2F4储槽内，与第一分馏塔底物一起加入第二分馏塔，在第二分馏塔塔顶获得大于99%纯度的TFE。

TFE从储槽直接进入聚合塔内聚合。聚合结束后，将聚合物放入收集过滤器，将水溶液滤掉，然后将聚合物经胶体磨研磨成粉，粉末进入搅拌洗涤器洗涤，洗好的树脂送入烘箱进行干燥后称重包装成袋出厂。

生产实例四　悬浮聚合制PTFE

以水为介质，过硫酸铵作引发剂，稀酸为活化剂，使TFE于 0.5～2MPa和40～45℃下引发聚合制得白色粒料。分散聚合时需加入少量分散剂（全氟辛酸铵）和稳定剂（氟碳化合物），以氧化还原催化剂进行引发聚合。聚合有高压和低压之分，高压为2MPa 和25℃，低压为0.7MPa和38℃。聚合所得分散液用水稀释至一定浓度后，于15～20℃进行机械搅拌，再经凝聚、洗涤、干燥即得白色松散粉状产品分散PTFE。将分散聚合制得的含PTFE 20%的分散液。加入乳化剂，制得固体含量约为60%的乳白色乳状体的PTFE浓缩分散液。

生产实例五　PTFE乳胶

向一个4L的反应器内直接投入1500g去离子水、300g 20%（质量分数）的APFO水溶液和16g CNVE后，再加入190g TFE 和300g PMVE。将反应液加热至70℃，在70℃、2285kPa下，在2min内加入过硫酸铵（APS）溶液202g（200g去离子水溶解2g APS）引发聚合，随着反应压力降低到1800kPa时，用3min时间向反应器内加入120g去离子水和20g TFE，再用1min时间加入50.5g APS溶液（150g离子水溶解0.5g APS），随着反应压力降低到1600kPa，用1min时间加入45g原液A与150g去离子水和20g TFE，然后，用1min时间加入150.5g APS溶液（150g去离子水溶解0.5g APS）。221min后内压降至518kPa时聚合反应停止。将所获得的产物冷却和清除残余气体。获得含16.9%（质量分数）的乳胶固体。

生产实例六　PTFE分散树脂

卧式聚合釜经清洗（新开车需活化处理后）加入定量的去离子水，按配方量加入分散剂全氟辛酸铵、引发剂过硫酸铵、稳定剂石蜡、pH值调节剂（有减黏作用）冰醋酸。加入量要依反应器的大小，互成比例，并经过精确计量后加入。上好釜盖，进行抽空升温。温度达到60℃时，开搅拌。抽空达到规定时间后，内温达70℃时，停止搅拌、抽空，此时真空度应达到0.07MPa。向釜内加入TFE单体至正压（小于0.1MPa）。分析氧含量，合格后（氧含量小于30X10-6），开启搅拌，向釜内加入单体至釜内压力升至1.0～1.3MPa之间。当温度升至76℃时，减少蒸汽量，当釜内压力下降至0.1MPa时即停止升温，开启冷却水，同时补加单体使压力稳定在一定值（根据反应器的设计情况而定）。反应降压后启动泵，将定量的全氟辛酸铵溶液连续均匀加入聚合釜内，反应温度控制在80～105℃。降压（根据反应器的生产能力而定）达到规定值后停止搅拌，回收单体并进行抽空处理，降温后开釜盖出料，送至后处理车间凝聚、烘干，即得PTFE分散树脂。

生产实例七　改性PTFE的水分散乳液

向配备有不锈钢（采SUS316）锚式搅拌器和一个用于温度控制仪的一个6L不锈钢（采SUS316）高压锅内加入2960g去离子水、120g石蜡和4.4g全氟辛酸铵分散剂。上好釜盖，进行抽空升温。然后，将高压锅加热到70℃，向高压锅内通入氧气与氮气（3倍）后通入TFE气体（2次）。此后，用TFE气体在搅拌（280r/min）下将内部压力提高到0.73MPa，内部温度保持在70℃。

然后，将0.8g六氟丙烯（HFP）作为改性剂投入高压锅内，随后加入溶解在20g去离子水中的150mg过氧化二琥珀酸（DSP）和溶解在20g去离子水中的11.1mg过硫酸铵（APS），将高压锅内压力提高至0.78MPa。

在一定时间内滴加聚合引发剂在80g（20%转换），进行TFE聚合反应到达一定时间后，对TFE料液停止搅拌。然后，高压锅内的气体逐渐排出装置（TFE排出），直到内压恢复至常压，此后，直到TFE压力达到0.78MPa时，开动搅拌在280r/min下继续进行反应。在此时间内消耗TFE 1264g（转换率为90%），向高压锅内分别滴入5g的HFP改性剂与1000mL甲烷气体作为链转移剂，反应随后持续进行。随后，由于反应过程中，高压釜内压力降低，在整个反应过程中可以通过连续加入TFE，使反应持续进行。始终控制内压为0.78MPa、温度70℃，并在280r/min下进行反应。反应持续一定时间后反应消耗1400g的TFE时停止搅拌，直到高压锅内排放的气体压力达到常压，反应完成。最终获得31.3%的改性PTFE的水分散乳液，固体平均粒径为0.29μm。

将获得的改性PTFE的水分散乳液用15%去离子水稀释，搅拌，直至凝固，在搅拌下将温度升至145℃，在此温度下干燥18h。直至进行测定PTFE中的HFP含量小于0.072%。此时获得PTFE的标准密度为2.168g/cm3。

生产实例八　由乳化剂提取PTFE

采用根据ASTM D1457-91a和ASTM D4895-91a方法测量的标准密度的聚四氟乙烯。将含有表面活性剂的PTFE分散乳液10g样品分散在一个铝盘上，于120℃下干燥35min后，再在380℃下进行热分解。计算表面活性剂浓度，包括非离子表面活性剂、乳化剂及其他氟化热分解产物。

pH值测量采用玻璃电极法，黏度的测量使用布鲁克菲尔德黏度计，表面张力的测量采用DuNoüy铂丝-环法。

生产实例九　亚微米PTFE粉末的制备

通常情况下，将亚微米颗粒的PTFE分散在水中并通过搅拌、聚合在分散剂作用下及在升高温度和压力下制成水性PTFE乳液。然而，许多这种亚微米PTFE乳液具有典型的不稳定性和随着时间和温度变化而变化。因此，有必要对存在于水和有机介质中的PTFE分散亚微米级乳液进行改性。

亚微米PTFE粉末的制备按照下列程序进行：首先，将亚微米级PTFE粒子分散在异丙醇溶剂中。具体来说，用25%（质量分数）F4细粉与75%（质量分数）的IPA（异丙醇）溶液混合。这种“预分散的起始原料辐照PTFE和异丙醇溶剂”经过混合研磨，直到第一阶段已经完成。PTFE反应乳胶经辐照后，用布氏漏斗过滤后收集固体，在50℃下干燥获得非常细的粉末，平均粒径为0.200μm，88.0%的PTFE颗粒粒径小于1.00μm。

分散混合也可使用3500r/min高速搅拌机。高速搅拌10min后，经过滤和在60℃的烤箱内烘干。这种干PTFE粉末为“次微米”的超细粉PTFE，是由PTFE固体凝结的产品。通过乳液聚合形成的PTFE产品通常为PTFE松散颗粒。其中，粒径小于1.00μm，主要为0.1～0.5μm。主要PTFE颗粒凝固通过碳酸铵盐盐析，调整pH值，加入表面活性剂等，具体来说，在乳液聚合PTFE中使用润湿剂，以避免大颗粒PTFE结晶粒子的形成。

PTFE辐照乳胶稳定，可能导致少量的聚集，从而增加了平均粒径的分布。

改进的PTFE可提供高耐磨损性、耐化学性、耐候性、耐水性。

亚微米粒子PTFE具有的特点是干燥后容易回收，分析表明，平均粒径为0.4～0.25μm，亚微米颗粒PTFE本身可通过过滤、离心、蒸发、浮选、超临界气体萃取等方法制取。以便从溶剂中分出亚微米粒子的PTFE。再经过滤或离心，由此产生的PTFE/溶剂通常可先与水混合，以消除溶剂。再经过滤，离心，倾析，然后烘干。

干燥后，由此产生的干PTFE材料为5～75μm。

在某些条件下，例如高压、高温或过度振动，可能会出现大量的集聚。在这种情况下，可加入抗结块剂，如硅藻土、淀粉、无定形硅等，加量为PTFE粉末的1%～25%（质量分数）。

杜邦公司利用超临界二氧化碳产PTFE和其他氟聚合物，此技术是杜邦公司的化学教授约瑟夫·德西蒙合作研究成的，是向超临界CO2加入单体，再加入自由基引发剂，混合物在35℃和138～34.5MPa压力下反应。反应结束放空CO2后只剩下聚合物粉末。

氟聚合物通常是在水中或氯氟烃溶剂中合成的，超临界CO2是多种单体的良溶剂。此法的效率比常法高。

辐照PTFE，可以混合到树脂、聚合物或单体中，通过单螺杆熔融挤出机、双螺杆熔融与高强度挤出机设备，熔融直到PTFE颗粒被分散和减少到亚微米级颗粒。例如，辐照PTFE可与聚乙烯（PE）颗粒混合和随后送入双螺杆挤出机内熔融，通过挤出机得到粒径为1.00μm以下。

稳定的亚微米颗粒PTFE乳液的形成，应首选的是辐照PTFE为起始原料。

改性处理可通过加入表面活性剂、润湿剂、流变剂或改性剂和pH调节剂。

填充PTFE是指在树脂中加入一定比例的填充剂，从而克服了PTFE的缺点，开拓了各方面新的用途。填充剂的品种和含量的选择决定了填充PTFE的各项物理性能。用的填充剂大体可分为三类：无机材料、金属材料和有机材料。商品化的填充剂主要是玻璃纤维、二硫化铝、石墨、碳纤维、铜粉、聚酰亚胺、聚苯酯及聚苯硫醚等。

生产实例十　微乳液合成纳米PTFE

微乳液合成法属自由基聚合反应，此法中使用的气体为四氟乙烯，具体方式如下：先向压力容器中加入一定量的水，然后将自由基引发剂、乳化剂、pH值调节剂以及一些其他必要试剂以一定顺序加入其中，再将气体四氟乙烯单体压入反应器发生反应，生成聚四氟乙烯颗粒。所用的表面活性剂一般为氯化型，引发剂一般用水溶性过硫酸盐，但应注意反应温度高于50℃时，只单独使用此引发剂；当温度在5～50℃之间时，需再加入一些还原剂，如铁盐、硝酸盐和亚硫酸钠等。此聚合反应具有高转化率、高反应速率以及产生高分子量聚四氟乙烯颗粒的优点。

微乳化聚合反应的反应机理不同于乳化聚合反应。因为此反应涉及的是液体四氟乙烯单体而不是气体单体的聚合，微乳液中由于液体四氟乙烯单体以较小的粒径分散在水中，因此得到的聚合物粒子是很小的纳米聚四氟乙烯粒子，直径一般在10～80nm之间，适当改变反应条件可获得10～60nm的粒子。

生产实例十一　Ausimont合成法

此法也属于在水溶液中合成纳米聚四氟乙烯粒子的方法，和微乳合成法相比，它无需采用液化四氟乙烯单体，而采用气体单体就可以了，也不需要那么高的表面活性剂浓度，并且有着更高的转化率。此法的主要特点在于向反应溶液中多添加了含有氟聚酯的表面活性剂乳化液，此乳化液的添加增加了聚合反应速率，增加了反应过程的可重复性，同时也大大降低了表面活性剂的用量。

应用技术

应用实例一　固体润滑剂

作为液体或半固体基润滑剂的添加剂，通常适用于固体润滑剂，以形成持久耐用的薄膜，表现出相对低的摩擦系数。作为固体润滑剂可提供足够的润滑，在边界润滑期间，足以防止或减少磨损。

目前固体润滑剂有：聚四氟乙烯（PTFE）、全氟聚醚、氧化乙烯聚合物、丙烯聚合物、全氟聚醚、多元醇的脂肪酸单酯、脂肪酸酰胺、硫化脂肪和酯、钼硫化合物、脂肪酸的金属皂、石墨、氟化碳、氟化碳酰氯、氟化钡、氟化钙、氟化锂。事实上，固体润滑剂可以方便地分为两组：无黏结固体润滑剂和黏结固体润滑剂。

最流行的固体润滑剂添加剂之一是PTFE，已被确认是黏合的固体润滑剂，具有优异的润滑性能，主要是因为异常低的摩擦系数，另外PTFE还具有很强的耐化学侵蚀性。

固体润滑剂是由分散溶剂和固体润滑剂添加剂组成，溶剂有精制矿物油、合成油（聚烯烃、硅油等）、醇和水；固体润滑剂添加剂有以上叙述的三类。一般是将固体润滑剂添加剂微粒分散在溶剂中。对石油系矿物油来说，添加固体润滑剂添加剂来改善摩擦。对于合成油来说，添加固体润滑剂添加剂多半是改善耐热性，在水分散体系中使用固体润滑剂添加剂是作为金属塑性加工用润滑脱模剂的添加剂。

固体润滑剂作为润滑油的添加剂，其制备方法因润滑剂的种类、用途、分散溶剂不同而异。但是，不论哪种场合下，都是通过分散助剂的作用将固体润滑剂微粒子粉末均匀分散于溶剂中，使添加在润滑油中的固体润滑剂不产生凝集、沉淀。

固体润滑剂添加剂的粒子大小因其用途不同而异。固体润滑剂添加剂微粒子直接加入到润滑油中会产生凝集和沉淀，堵塞润滑系统细管，使供油停止。使用分散助剂时，由于分散助剂吸附于各个微粒子表面，与润滑油基础油产生了亲和性，防止了粒子间凝聚。分散剂为各种表面活性剂和高分子表面活性剂，但多数是若干个分散助剂进行复合使用。同时与润滑油基础油的混合稳定性要好，与润滑油中含有的其他添加剂间的相互作用产生不利影响应该尽可能少。

固体润滑剂添加剂的作用如下。

（1）减少边界、混合润滑领域的摩擦　在发动机、齿轮箱等的润滑条件下，不仅是流体润滑，而且还包括混合润滑和边界润滑，在滑动条件下，高温、高负荷、低速度等苛刻使用状态的情况较多。苛刻的滑动条件下摩擦急剧增加，如果此时固体润滑剂粒子存在于滑动面间，由于粒子本身容易剪切，就可以减少滑动面的摩擦。

（2）防上金属间接触，减少磨损　如果油膜变薄，滑动面间的突起部分相互接触，表面产生磨损。磨削的金属粉末再一次引起新的磨损，使磨损急剧增加。若固体润滑剂粒子存在于滑动面间，就可以减少金属间直接接触的频度，可以抑制磨损的产生。

（3）减少相对表面的粗糙度，维持油膜　由于固体润滑剂粒子附着或沉积在滑动表面的较低部位，起到了填平作用，因此相对减少了表面的粗糙度。其结果是容易维持油膜，使流体比例增大。此外，固体润滑剂所特有的效果能使滑动面的微小金属凸部分通过变形变成平滑。实际上，添加石墨与二硫化钼的工业齿轮油提高了齿面的平滑性，同时降低油温、减少电力消耗。

油品的挥发性是油品在使用过程中的一项重要性能。在使用过程中，由于温度高、挥发性大的油品不但耗油量增加和需要经常补油，而且由于轻组分的挥发会使油品变黏，造成油品基本性能发生变化。而含氟润滑油具有优良的化学稳定性。

动力锯的链条要经常润滑，但是链条在运动中由于离心作用力甩出去的油脂散落在自然环境当中，造成油脂损失和环境污染。目前德国75%的链锯油已由可生物降解润滑剂取代，而且每年以10%的速度递增。奥地利环保部门明确规定，从1992年5月1日起已禁止使用矿油基链锯油。

绿色润滑油常用作海上或内河船舶上的发动机油。

应用实例二　催化润滑油添加剂的配方

本工艺包括催化润滑油添加剂的配方和催化润滑剂系统。用于减小两相对运动表面上摩擦和磨损的固体粉末或薄膜。

常用的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、尼龙、氮化硼和氟化石墨等。固体润滑剂主要应用于要求苛刻的严峻工况下，如重载（重型机械和金属冷挤压模具等）、高温（炼钢机械、核反应堆支架等）、低速（机床导轨等）、超高真空（航天器中的机械等）、超低温（液氢和液氧输送泵等）、强辐照（核反应堆等）、强腐蚀（化工设备等）、污染（航天器的推力系统、纺织机械和造纸机械等）、安装后工作人员不便接近（核能机械和飞机的密封部件等）和要求环境非常清洁（食品、医疗和制药机械等）等场合。固体润滑剂的使用方式一般有：①整体使用，如将尼龙或聚四氟乙烯塑料制成齿轮、轴承和凸轮等；②以各种覆盖膜的形式使用，如黏结膜、转化膜、等离子喷镀膜和溅射膜等；③以复合材料或组合材料的形式使用，如以金属为基体的复合材料和将金属液浸渍到石墨孔隙中的金属石墨组合材料等；④直接使用粉末固体润滑剂，或将粉末如石墨粉和二硫化钼粉等添加到油、脂中使用等。

在润滑油、脂中加入少量添加剂，能改善润滑油、脂的使用性能，改善程度与基础油的品质有关。添加剂大致分为两类：一类是影响润滑油、脂物理性质的添加剂，如各种降凝剂、黏度指数改进剂和消泡剂等；另一类是影响润滑油、脂化学性质的添加剂，如各种抗氧化剂、抗腐剂、清净剂、油性剂和极压抗磨剂等。此外，还有乳化剂和防锈剂等。

催化润滑油添加剂组分：

①相应的润滑剂。

②一种或多种催化剂或其任意组合的催化剂，特征在于所述催化剂包括一种或多种过渡元素和/或一种或多种化合物，这类催化剂是均质的、异构的或均相和非均相催化剂的任意组合。

③任意数量的添加剂，所述添加剂中的一种或多种固体润滑剂，选自聚四氟乙烯、其他聚合物、醚、脂肪酸化合物、钼化合物、金属皂、石墨、碳卤原子、氟化钡、氟化钙、氟化锂组成的组分。

④一个或多个卤族元素或卤族元素的任意组分或其化合物。

本工艺润滑油添加剂成分包括传统的矿物油或润滑脂或合成的油或油脂或任何其他润滑剂与上述专利的催化剂的添加剂。

润滑油基础油的优选实施方案（质量分数，%）

应用实例三　催化润滑油配方（质量分数，%）

应用实例四　润滑油

聚四氟乙烯（PTFE）与石墨、MoS2、BN等无机固体润滑剂不同，PTFE是有机的高聚物，最高的使用温度可达260℃。

本工艺涉及混合粒子分散在固体润滑剂的流体润滑剂的载体。

润滑油两个最重要的特性是流体动力润滑剂的黏度和黏度指数、黏度和温度之间的关系，后者是黏度随温度变化。流体润滑剂的作用不仅是减少摩擦，而且能去除热机械和防腐蚀保护开发。

典型的固体润滑剂是软金属，如铅、石墨和二硫化钼，以及结晶性的聚合物，例如PTFE。

美国专利US3933656公开了一种改性的油润滑剂，由主要量的常规润滑油间杂有少量的PTFE颗粒的水分散体在亚微米级范围内的组合与中和剂形成稳定的分散体，以防止颗粒结块和凝固。该改性的润滑剂具有许多显著优点，它减少了磨损，从而延长发动机的使用寿命，可急剧减少污染物的排放，并同时显著改善燃油经济性，最后一个因素具有压倒性优势。

稳定的水性分散体的固体润滑剂粒子（PTFE）与油混合的润滑剂会更均匀分散。

本工艺提供一种混合的上述类型的润滑剂，其中包括一个小而有效量的卤化烃油，亚微米级聚四氟乙烯颗粒来实现整体黏结固体润滑层的超润滑。

胶体PTFE粒子的水分散体，首先必须呈现稳定，以避免这些颗粒的团聚。优选地使用氟基表面活性剂，其作用是使它们更均匀，从而防止结块。氟表面活性剂可以是阴离子型、阳离子型或非离子型的。

PTFE与胶体氧化铝可有效地形成稳定的分散体，这在某些特殊的高温应用中非常有用。

稳定化步骤中形成PTFE水性分散液，然后与液体润滑剂载体相混合。优选稳定化的PTFE水性分散液与载体混合形成乳液。

为了这个目的，可以使用谊邦SAE 10W-40润滑油、壳牌X-100或UNIFLO油。相同的油可被用作分散体的载体。

为了促进这种同质化，使用的是一种聚合物分散剂，如ACRYLOID 956罗门哈斯生产的分散剂，它通常被用作黏度指数改进剂。

用来作为添加剂的润滑脂（轮毂轴承、底盘润滑油等）可以是硬脂酸锌盐、钡盐、钙盐、铝盐。

结果是形成匀浆稳定的乳液，其中所有PTFE颗粒均匀地分散在液体润滑剂载体上。在最后一步中，在该乳液中加入一种吸附作用的表面活性剂，使摩擦面的润滑由胶体粒子的固体润滑剂完成，经浸渍的粒子易于熔合而创建超光滑和高滑层的表面。

所述表面活性剂为白色蜡状固体聚乙二醇，具有亲和性和作为润湿剂的功能，提高对金属的附着力。聚乙二醇或聚乙二醇单月桂酸酯的优点是很容易被除去水。这是有用的。

因此，这种表面活性剂的选择取决于被润滑的表面的性质。所选择的表面活性剂必须具有亲和性的表面，并润湿表面吸引PTFE粒子。

根据本工艺的一个优选的制剂：

①起始原料是前反应胶体PTFE的水性分散体（17%固体）。

②加入氟碳表面活性剂的TFE分散体（活性剂Zonyl）20滴，并轻轻地混合，以产生稳定的PTFE分散体。

③然后与100g的油混合作为载体稳定的分散体，高剪切形成乳液。

④然后在高剪切下与100g分散剂聚合物（ACRYLOID 956）乳液混合均匀。

⑤加入100g ACRYLOID 956进行同质化。

使用的有机表面活性剂可以是乙氧基化衍生物：蜡状固体或粉末状的固体或液体，不起泡、非离子型的。

配方如下：

先通过混合制备硼酸锌和硅酸钠，再将硼酸盐/硅酸盐混合物加入到166Durasyn PAO内。将二氧化硅与174Durasyn PAO混合。然后两个混合物混合，再将染料加入到合并的聚α-烯烃的混合物内。

这两种配方具有广泛的用途，是特别有用的，可作为紧急或驻车制动拉索润滑制剂。

应用实例五　发动机油污清洗剂配方

本品适用于发动机油污的清洗，产品性能温和，除油污效果优良，能在金属表面形成酯膜，具有防锈、防腐蚀、延长设备使用寿命、除油迅速、不用擦洗、方便省力等特点。

应用实例六　PTFE润滑油添加剂

PTFE因其具有很好的自润滑性能而作为固体润滑剂在许多领域得到应用。用MPX-200四球机制备超细PTFE粉末（粒径约为1μm），当PTFE粉末质量分数为1.0%时，机械油的摩擦磨损性能得到改善。

新型超细金属粉末固体润滑剂同时加入5%（质量分数）的石墨可使磨斑大大减小，摩擦系数比基础油低20%，对含混合物添加剂的石蜡油的摩擦系数可由基础油的0.17～0.18减小到0.11～0.12，磨损体积也减小了50%～70%。超细金属粉末固体润滑剂是指粒径为50～100nm的金属粉末（如Cu、Ni、Pb、Ai等有色金属及合金）。由于粒度极小，在润滑油中能使一些分散剂得到较好分散。

传统的分散剂（一般为表面活性剂）虽然在水性介质中有着很好的分散效果，但对固体颗粒在润滑油中的分散却不佳。一系列非水体系用聚合型分散剂———超分散剂，其分子量一般在1000～10000之间，分子结构一般含有性能不同的两个部分，其中一部分为锚固基团，可通过离子对、氢键、范德华力等作用以单点或多点的形式紧密结合在颗粒表面上，另一部分为具有一定长度的聚合物链，与分散介质有着良好的相溶性，称之为溶剂化链。当吸附有超分散剂的颗粒相互靠近时，溶剂化链之间的障碍而使介质稳定分散。

此外，偶联剂也是一种很好的分散剂，它一般为两性结构物质，分子中一部分基团可与粉体表面的各种官能团反应，形成强有力的化学键合；另一部分可与有机高聚物发生某些化学反应或物理缠绕，使无机填料和有机高聚物分子之间产生具有特殊功能的“分子桥”，这样纳米粒子得以很好分散。

作为固体添加剂的纳米粒子不仅可以用于无油润滑的干摩擦场合，更能广泛用于有润滑的情况，形成流体加固体的混合润滑。研究得最多的纳米油品添加剂是一些具较好的抗摩擦减磨特性的层状或鳞状结构的固体润滑剂，如石墨及FIFE。在混合润滑的条件下，石墨粒径大则摩擦系数小，而粒径小则承载能力大。当粒子质量分数为3%～5%时，润滑油的润滑性能得到有效的改善。相同体系的金刚石和石墨混合纳米粒子润滑油的摩擦学性能表明，该体系使基础油的最大的极压负荷从1.03MPa提高到2.10MPa，摩擦系数由0.08降至0.015。

综合述评

绿色润滑油的需求量在迅速增加。在一定范围内，绿色润滑油取代对环境有害的矿物基润滑油是必然的。

绿色润滑油是润滑油领域的一个新的发展方向，包括通过化学改性方法提高植物油的氧化稳定性，研究绿色润滑油的摩擦氧化机理，通过分子设计，制备适于绿色润滑油的抗氧剂，同时研究主抗氧剂和抗氧助剂之间的协同效应，研究绿色润滑油的摩擦学机理，设计适用于绿色润滑油的添加剂分子。

固体润滑剂若是在高温下也能发挥润滑作用，那么它在切削、磨削、压力加工和锻造等金属加工方面的应用也将是很活跃的。实际上，在以锻造为主的塑性加工领域已经使用了固体润滑剂，而在切削、磨削领域的应用还停留在试用阶段。

含氟润滑油的特殊性能是具有优良的化学稳定性。PTFE具有无油润滑、减震及耐高、低温腐蚀的特点，可用于汽车上的耐油、耐压、耐腐蚀的各种密封材料，如活塞环、轴承等。日本旭硝子公司应用具有柔软性基团的含氟大单体，通过聚合加工制成具有高耐候性、易洗净性的氟树脂密封材料，能赋予密封剂不可缺少的柔软性，虽然生产成本为其他密封材料的1.5～2倍，但是具有较强的价格与性能竞争优势。

PTFE润滑性能好，其动、静摩擦系数很低，与金属的摩擦系数可低至0.07。摩擦系数随负荷增加而下降，动摩擦系数随滑动速度增加而上升到平衡值。

机床制造业中，大多数机床导轨均采用铸铁-铸铁、铸铁-淬火铸铁、铸铁-淬火钢等形式搭配。但是，由于其物理性能决定了金属之间的静摩擦系数大于动摩擦系数，使两者之间的摩擦系数不相等，促使机床导轨在低速运动时易产生爬行现象。这种爬行现象对机床，尤其对精密机床来说，会影响微量进给精度与重复精度。当改用PTFE导轨之后，机床工作台的低速平稳性大大改善。由于塑料导轨具有异物埋没的特性，可以把铁屑、沙粒埋嵌在塑料内部，避免了自身的磨损，防止了拉毛和磨伤金属表面，能起到保护床身导轨的作用。含有青铜粉和其他填料的PTFE具有优异的摩擦特性，能在金属表面形成转移膜之后，使摩擦系数大幅度下降，转移膜的承载能力大大提高，有效工作寿命也得以延长。PTFE导轨在干摩擦时摩擦系数为0.05，有油润滑时为0.03；无论机床导轨有无润滑油，工作运动时都是一样平稳。

当PTFE导轨磨损后需要修复时，维修工作十分省力，可以互换，容易保持尺寸精度，便于维修与保养。

2018年全球含氟聚合物市值将由目前的72亿美元升至98亿美元，未来几年，年增长率将达5.7%。

随着中国及印度等新兴市场对含氟聚合物需求力度的不断增加，亚洲或将成为全球第二大含氟聚合物市场。