聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，简称 PTFE），是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，英文缩写为 PTFE，分子式为 (C₂F₄) n。PTFE是一种具有独特理化性能的高分子材料，这些性能与其微观结构密切相关，以下是具体介绍：

图：聚四氟乙烯

一、独特理化性能

1. 良好的化学稳定性：几乎不与任何化学物质发生反应，除了某些特定的高温、高压下的强氧化剂等，能抵抗王水、硫酸、硝酸等强酸以及强碱、有机溶剂等的腐蚀。

2. 极低的表面能：表面张力非常低，使得水和油等液体在其表面的接触角很大，具有良好的不粘性和自清洁性，不易被其他物质附着和污染。

3. 良好的电绝缘性能：具有高的体积电阻率和介电强度，低介电常数和低介质损耗因数，且这些电性能在很宽的温度和频率范围内保持稳定，是一种优秀的电绝缘材料。

4. 突出的热稳定性：可在-200℃至 260℃的温度范围内长期使用，短期使用温度甚至可以更高，在高温下不会发生明显的变形、分解或性能下降，具有良好的热稳定性和热绝缘性。

5. 低摩擦系数：摩擦系数通常在 0.04 左右，是固体材料中摩擦系数较低的一种，具有良好的滑动性和耐磨性。

二、微观结构基础

1. 分子结构

全氟碳链主链：PTFE 的分子主链由碳-碳键（C-C）构成，每个碳原子都与两个氟原子相连，形成-CF₂- 重复单元。碳-碳键具有较高的键能，使其分子主链具有良好的稳定性，难以被一般的化学反应所破坏。同时，碳-氟键（C-F）是一种强共价键，键能高、键长短，使得 PTFE 分子中的氟原子与碳原子结合紧密，不易被其他原子或基团取代，这是 PTFE 具有高度化学稳定性的重要原因。

规整的线性结构：PTFE 分子呈线性结构，分子链上没有支链或其他大的取代基，分子链之间可以紧密排列，这种规整的结构有利于分子链之间的相互作用，使其具有较高的结晶度，进而提高了材料的力学性能和热稳定性。   

2. 晶体结构

结晶形态：PTFE 通常以正交晶系的形式结晶，在结晶过程中，分子链会按照一定的规则排列形成晶体结构。这种晶体结构具有高度的对称性和稳定性，使得 PTFE 在宏观上表现出良好的物理性能。

结晶度：PTFE 的结晶度较高，一般在 50%-95% 之间。高结晶度使得分子链之间的相互作用力增强，材料的硬度、强度、耐热性等性能得到提高。同时，结晶区域可以阻碍小分子物质的渗透，进一步增强了 PTFE 的化学稳定性和耐腐蚀性。  

3. 分子间作用力

范德华力：PTFE 分子之间存在着较弱的范德华力。由于氟原子的电负性很大，使得 PTFE 分子中的电子云分布不均匀，分子之间会产生诱导偶极-诱导偶极相互作用，即范德华力。虽然这种力相对较弱，但由于 PTFE 分子链很长，大量分子链之间的范德华力累积起来，对 PTFE 的性能也产生了重要影响，如影响材料的熔点、硬度等。

氟原子的空间位阻效应：PTFE 分子中氟原子的半径较大，且均匀地分布在碳链周围，形成了一种类似于“圆柱状”的空间结构。这种结构使得其他分子或离子很难接近 PTFE 分子链，从而产生了很强的空间位阻效应，进一步增强了 PTFE 的化学稳定性和表面不粘性。