首条“跨海高铁”来了！万吨斜拉桥轻松转体，背后竟是PTFE“四两拨千斤”？

中国首条跨海高铁 –

福州至厦门高铁要来啦！

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近日，福厦高铁

全线桥梁主体工程全线贯通 

预计明年下半年运行

建成通车后

福州、厦门两地将实现“1小时生活圈”！

橡橡已经跃跃欲试了！

这一路的风景想必是绝美！

“基建狂魔”上新

自然是少不了塑料的力量

今天就来扒一扒，聚四氟乙烯（PTFE） 

在默默助力国家轨道交通发展中的 

一个鲜为人知的用途

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去年8月23日，经过40度顺时针旋转，福厦高铁太城溪特大桥顺利实现合龙！

太城溪特大桥是福厦高铁全线桥梁之一，大桥设计为不平衡转体斜拉桥，总重量达3.8万吨。转体部分全长221.3米，是国内吨位最大的高铁不平衡转体斜拉桥。

▲图源：南昌铁路

大桥索塔两侧梁体设计长度不同，一侧长95.5米，另一侧长125.7米，两侧桥梁悬臂重量相差近600吨。为保障沈海高速正常通行，同时受地理条件制约，因此施工难度极大。

如此吨位的庞然大物

如何完成“华丽转身”？

这离不开一种高性能的含氟聚合物

聚四氟乙烯滑片

为什么小小的聚四氟乙烯滑块

竟然能使万吨重的桥梁转动自如？

▲转体桥

转体的基本原理，是在转体上下结构间设置耐高压、摩擦系数小的球铰滑动层。

球铰由上球铰、改性四氟乙烯滑片和下球铰组成，上下球铰分别位于上下转盘内，转体时起动连续千斤顶，牵引埋设在上转盘的牵引索，克服上下球铰之间及撑脚与下滑道之间的动摩擦力矩，使桥体转动到位，达到跨越障碍的目的。

▲来源：桥梁转体施工接触面应力分析及优化方法

简单来说，这个原理类似于石磨盘，底座不动，上部绕着磨心旋转。所以牵引转动过程中需克服球铰之间的摩擦力。如何减小摩擦阻力是转体施工的关键技术问题。

由于聚四氟乙烯滑块具有优异的自润滑性，动、静摩擦系数是塑料中最低的，且具有耐磨、耐压等特性，故能做到“四两拨千斤”~

聚四氟乙烯滑动片安装完成后，上下球铰和中心轴上都涂上聚四氟乙烯粉黄油润滑介质，能够最大限度减少摩擦。此外，转轴有四氟管，可减少转体过程中产生的摩擦力。

再来欣赏这些庞然大物的“优美芭蕾”时

橡橡不禁感叹

小小的聚四氟乙烯滑块

居然有这么神奇的能量！

这就是传说中的基建魔法吗！

请收下我的膝盖！

继续往下看，聚四氟乙烯是什么？

聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，简写为PTFE），俗称“塑料王”，别名：特富龙、特氟龙、铁氟龙、陶氟隆、德氟隆，是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。

▲拍摄于CHINAPLAS 2021 国际橡塑展

它↓↓↓

✅耐高温，使用工作温度达250℃。

✅耐低温，低温下具有良好的机械韧性，即使温度下降到－196℃，也可保持5%的伸长率。

✅耐腐蚀，对大多数化学药品和溶剂表现出惰性，能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。

✅耐候性好，有塑料中最佳的老化寿命。

✅高润滑，是固体材料中摩擦系数最低者。

✅不黏附，是固体材料中表面张力最小者，不黏附任何物质。

✅无毒害，具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。

这么优秀的材料，应用在哪些领域？

PTFE根据制品分类，可制成板材、管材、棒材、薄膜、纤维及涂层，广泛应用在化工、石油、纺织、电子电气、医疗、机械以及航空航天等各个领域。

▲聚四氟乙烯制成的板材和棒材

图源：浙江科赛

医疗

PTFE具有耐水性、生理惰性以及不粘性，因此在许多组织修复材料和人工脏器材料中用到，比如人工血管、心脏修补膜等。

▲PTFE制成的人工血管

PTFE能用任何方法消毒，用高压加热或各种消毒剂处理均不会变性，因此在缝合线、消毒垫、注射针等医疗器械中广泛运用。

电子电气

PTFE具有卓越介电性质和极高的热稳定性，是一种无法替代的电绝缘材料，在电子电气绝缘领域内发挥了重要作用。例如：

✅PTFE玻璃漆布与玻璃布用于制作高温高频的绝缘材料，可用在卫星通讯及计算机等方面；

✅PTFE薄膜用于制作电容器，作为仪器间的绝缘层、衬垫、电缆等；

✅不同口径的PTFE薄壁管，可用于引出线套管、热收缩管及螺旋管、发电机的绝缘引水管等。

▲PTFE用作线缆的填充材料和包材，有良好的绝缘作用

在5G通信领域，PTFE还广泛应用于基站滤波器、高频高速PCB/FPC、5G芯片制程以及高频连接器、线缆等方面。

目前，各大通信设备商所用的5G滤波器还是以金属腔体滤波器为主，金属腔体滤波器中采用了很多PTFE部件，起到支撑、绝缘、隔热的作用。

▲金属腔体滤波器PTFE部件

在5G芯片制程中，也少不了PTFE材料，它被应用于酸碱液存储运输容器内衬和芯片的蚀刻清洗熔接槽。芯片需要用到导热硅胶进行散热，温度过高时，导热硅胶会变软变粘，利用PTFE的不粘性可作为导热硅胶的承载膜，便于运输及安装，离型不粘。

▲PTFE 芯片蚀刻清洗熔接槽

▲PTFE内衬、承载膜

机械

无论何种机械设备，在运转时互相滑动面都需要润滑来降低摩擦因数，减少机件的磨损和发热，以保证机械设备的正常运转能力、精度和动力消耗。

▲PTFE轴承，摩擦系数低，且具有自清洁性

PTFE的低摩擦系数和自润滑性，使它大量用于制造轴承、活塞环、机床导轨和密封材料，但由于其造价较为昂贵，通常被用在精密仪器或者需要耐酸碱的环境中。

纺织

膨体PTFE薄膜与普通织物复合，可制成防水透湿层压织物。由于e-PTFE纤维呈现的高强度、低收缩、不粘性及抗紫外老化等优良特性，使其成为了户外运动服装的首选面料。此外，它还常被制成消防服、宇航服、医用防护服、军用作战服、睡袋和轻便帐篷等。

冬奥会的滑雪服，就采用了高性能聚四氟乙烯（PTFE）成分的微孔薄膜（e-PTFE）。其具有优异的耐化学腐蚀、抗老化、绝缘和阻燃性能，能够有效阻挡液态水和固体粉尘穿过，具有优异的防水防尘功能，而且高孔隙又能让空气和水蒸气分子顺利通过，具有良好的“防水透气”功能。

汽车及运输

在汽车油封材料中，能够将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，防止润滑油渗漏。

▲聚四氟乙烯汽车唇片油封丨图源：PLAUX等离子清洗机

PTFE透气膜用于汽车车灯，可平衡灯内外压力，防止水、灰尘、汽车液体等带来的污染。

化工

PTFE凭借其耐腐蚀性，用作防腐材料，可制造各种防腐蚀零部件，如管子、阀门、泵及管件接头等。化工设备方面，可制作反应器、蒸馏塔及防腐设备的衬里和涂层。

建筑

PTFE建筑膜材具有重量轻、强度高、防火难燃、自洁性好，不受紫外线影响、抗疲劳、耐扭曲、耐老化、使用寿命长等特点。

▲曲棍球场屋面膜选用的是PTFE膜

厨具

大家最熟悉的，就是“不粘锅”了。PTFE耐高低温、不粘附任何物质，并且其表面张力最小、无毒害等，主要用于微波炉和不粘锅的内胆。

PTFE应用如此广泛

真不愧是“塑料之王”！

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END

（素材源自：央视财经、氟化工、百度百科、中国氟硅有机材料工业协会、新材料在线、未来智库、新材料研习社、华经产业研究院、5G材料论坛、前瞻经济学人、新华社等，由CHINAPLAS国际橡塑展综合整理，转载请注明。）

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