PTFE主要有模压、液压、推压、挤压、喷涂、粘结、焊接及缠绕等较常见的成型技术。**种是用PTFE树脂直接加工成制品,后三种是用PTFE塑料板或薄带加工成各种制品。除此外还有滚压法、热成型法等成型方法。现简单介绍一下各种成型方法。
1、模压法
模压成型大多采用悬浮树脂,当制造厚度小于1.5mm薄板时,则要用分散树脂。其工艺过程:树脂-过筛(悬浮树脂经捣碎、松动,并经20目筛孔过筛)-压机(装入模具的PTFE粉在20-235Mpa压力下,经压机压实成型)-烧结(在370℃-380℃温度下烧结炉中烧结)-模压成品(在模具内或自由状态下冷却定型后成为所需要的板、棒、管、垫圈及填料制品等)。
2、液压法
液压法又称等压法或橡皮袋法,是制作PTFE产品的一种特殊方法,是对橡皮袋施加液压使橡皮袋将PTFE树脂向模具扩张,使其压实后经烧结成制品,基操作过程为:把橡皮袋置于外模内-接上水泵,充入自来水使橡皮袋胀成圆筒形-树脂均匀地加入袋与外模之间-闭模-继续充水逐步增加水压,达12-13Mpa时保压30min后放水-减压,拆模,烧结,冷却即为外表光洁的预制品。
3、推压法
推压又称糊状挤出成型,把20-30目过筛的分散树脂与**液体(甲苯、石油醚、溶剂油等)配制成1:5的糊状混合物,预压成厚壁圆筒状坯料,放进推压机料筒内,加热,用柱塞推压成型,经干燥后在360-380℃温度下烧结,冷却后得到强韧的推压管、棒等制品。
4、挤压法
挤压成型可分螺杆挤压和柱塞挤压两种,把粉碎过筛后的预烧结树脂加到料筒中,通过螺杆的转动或柱塞的往复推动,把原料边压实输送到挤出机中,在360-400℃温度下连续挤出、烧结、冷却而成各种管、棒制品。
5、喷涂法
喷涂法有PTFE乳液喷涂后烧结成膜和PTFE树脂粉末等离子直接喷涂成膜两种工艺。
6、粘接法
粘接法是利用处理液破坏PTFE表面的C—F链,让F原子分离出来,留下碳原子使表面可用粘接剂与基材粘接。
7、焊接法
焊接法有两种,一种是用PFA焊条进行热风焊接;一种是利用一定的温度和压力将两块PTFE板热熔接在一起。
8、缠绕法
缠绕法是我国多年发展的具有自己特色的一种新型的腐蚀防护技术,其特点是可以加工各种复杂的构件,在我国目前耐腐蚀衬里工艺中占重要地位。此法实际上与热压焊接法一样,都是依靠控制温度和压力两个条件而使PTFE熔接在一起,但不同的是焊接法成型是单层局部熔结,缠绕法成型则为多层整体熔结,后者的质量要求优于前者。
9、滚压法
滚压成型可分为单向滚压和多向滚压两种工艺,经过滚压处理,PTFE膜片由原来的不透明白色,变成半透明水晶色。 单向滚压是将重新加热到透明状的膜片,迅速地通过压延机的两个相同旋转着的辊进行加工的。压延倍率控制在1.5-2.5范围内,一般辊筒转速20转/分。 多向滚压是将经过烧结淬火处理的膜片,放在压延机上,进行多方向的压延,逐渐减小膜厚的成型加工方法。其中压延比为2-2.5范围。滚筒的温度应控制在150-200℃,蒸汽加热时,蒸汽压力在0.5-0.9MPa。压延比是一个重要参数,过大和过小对制品均不好。有时要反复进行多次滚压,才能压好一片产品。
10、热成型法:
热成型是利用热塑性塑料的片材作为原料来制造塑料制品的一种方法。制造时,先将裁成一定尺寸和固定形样的片材夹在框架上并将它加热到热弹态,而后凭借施加的压力使其贴近模具的型面,因而取得与型面相仿的形样。成型后的片材冷却后,即可从模具中取出,经过适当的修整,即成为制品。施加的压力主要是靠片材两面的气压差,但也可借助于机械压力或液压力。热成型的基本方法有差压成型、覆盖成型、柱塞助压成型、回吸成型、对模成型、双片热成型六种。
聚四氟乙烯(PTFE)膜
PTFE过滤膜是立体网状结构,无直通孔。开孔率及孔径分布是衡量PTFE膜的重要指标。PTFE膜的开孔率一般在80%-95%之间。开孔率高,会提高通气量;孔径分布集中,表明膜孔径大小均匀。凭借特殊的生产工艺,可针对不同物料,控制不同孔径,以达到高效过滤的目的。通常膜厚度并不是评价PTFE过滤膜的指标,如果膜的厚度偏厚则容易产生透气量小、运行压力高等问题。根据多年的研究使用观察,膜厚薄基本不影响使用寿命,关键是复合强度,这是影响使用寿命的重要因素。
膜的复合途径
为了提高使用寿命,增加膜的强度,需要把过滤膜复合到各种过滤材料商,如各种针刺毡、机织布、玻纤等。由于PTFE自身具有不黏性的特点,对膜复合技术要求很高,目前复合方法有胶复合和热复合两种方式。
①胶复合式较初级的复合方式,复合强度低,易脱膜,寿命短,由于胶渗透,导致透气性差,不宜清灰,削弱了PTFE的优越性能。
②热复合式先进的复合方式,完整地保持了PTFE过滤膜的优越性能,但对热复合技术的要求严格。
聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列优良的使用性能:耐高温—长期使用温度200~260度,耐低温—在-100度时仍柔软;耐腐蚀—能耐王水和一切**溶剂;耐气候—塑料中较佳的老化寿命;高润滑—具有塑料中较小的摩擦系数(0.04);不粘性—具有固体材料中较小的表面张力而不粘附任何物质;无毒害—具有生理惰性;优异的电气性能,是理想的C级绝缘材料,报纸厚的一层就能阻挡1500V的高压;比冰还要光滑。聚四氟乙烯材料,广泛应用在***、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。结构式为:CF3(CF2CF2)nCF3。20世纪30年代末期发现,40年代投入工业生产。性质 聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较氢稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。
虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时,聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-4.4×10-3和9×10-2。可见,聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等,所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。
PTFE的性能
(1)物理性能
PTFE是一种坚韧,柔软,没有弹性,拉伸强度适中的材料,低温性能好,当温度低至(-269℃)时,在受压力的情况,PTFE仍然具有延展性。
(2)PTFE电绝缘性能
在广阔的温度和频率范围内,聚四氟乙烯具有优异的电绝缘性能。由于聚四氟乙烯分子链中的氟原子对称,均匀分布,不存在固有的偶较距,使介质损耗角正切tgδ和相对介电常数εr在工频109HZ范围内变化很小。从室温到300℃之间,聚四氟乙烯的tgδ值实际变化很小,而εr随温度升高有所下降。
(3)PTFE的耐热性
聚四氟乙烯具有相当高的耐热性和耐低温性能。聚四氟乙烯的耐热性在现有的工程塑料中是很高的。它虽在200℃时开始有微量的分解物出现,但从200℃至熔点327℃以上温度,其分解速度仍然非常缓慢,几乎可以忽略不计;只是在400℃,才发生显着的分解,每小时的重量损失约为0.01%。经热分解的聚四氟乙烯,平均分子量有所下降,结晶度则有所增加。抗拉强度降低。当在300℃加热一个月,其抗拉强度约下降10%~20%;在260℃下长期加热,其抗拉强度基本不变。因此,从热分解的观点来看,聚四氟乙烯可以在300℃下短期的使用,在260℃下则可长时间的连续使用。若从热变形的观点看,在负荷不大的情况下,聚四氟乙烯可以在260℃下长期连续的使用;在负荷较大时,热变形显着,其使用温度就相应的降低。聚四氟乙烯在-200℃这样的较低的温度下,不硬脆仍具有令人满意的机械强度和柔软性。可见,用聚四氟乙烯做绝缘的电线,完全可以在-60~+260℃下使用。
(4)PTFE的耐化学稳定性
聚四氟乙烯具有**的耐化学稳定性,它不受强腐蚀性的化学试剂侵蚀,亦不与之发生任何作用,它也完全不受王水、氢氟酸、浓硫酸、氯磺酸、热的浓硫酸、沸腾的苛性钠溶液氯气以及过氧化氢的作用。即使在高温下, 聚四氟乙烯也能保持很好的耐化学稳定性,只有在高温下的氟元素和熔融的钾钠等碱金属与之发生作用。
(5)PTFE的力学性能
由于聚四氟乙烯大分子之间的相互吸引力较小,因此他只有中等的抗拉强度。聚四氟乙烯塑料的抗拉强度和伸率是符合电线电缆的使用要求的,在高温下,当温度不**过250℃时, 聚四氟乙烯的力学性能变化不大;当温度**过327℃时,由于聚四氟乙烯失去结晶结构,其力学性能突然变坏,如重新冷却至327℃以下,力学性又可复原。
6)PTFE的耐湿和耐水性
有很好的耐湿性和耐水性,聚四氟乙烯本身透湿性和吸水性较微,放在水中浸泡24H后,吸水性实际等于零,浸水后的绝缘电阻基本不变,是其他材料所不及的。
(7)PTFE耐气候性
耐气候性优良。在大气环境中,由于聚四氟乙烯分子中不存在光敏基团,臭氧也不能与其作用,使其在炎热高温的热带和湿热带气候条件下, 聚四氟乙烯可不加保护长期的使用,性能不变.
(8)PTFE的其他性能
聚四氟乙烯虽然有很多的优点,但作为电线电缆绝缘材料还有一些缺点,例如:聚四氟乙烯加工比较困难,工艺性能较差,不能连续挤制,生产效率低;在连续负荷作用下有冷流现象,耐切割性不良;耐电游离性能及耐辐射性能不佳,因此, 聚四氟乙烯的应用范围受到了限制.
如何清洗:
1、如果聚四氟乙烯垫片上有灰尘,用抹布擦干净就行。
2、如果是油污,那就要用**溶剂来清洗,因为油污是不溶于水、易溶于**溶剂的(比如酒精、丙酮等),不需要担心四氟垫片会被**溶剂腐蚀掉,因为垫片的耐腐蚀抗**溶剂的性能很出众。
3、四氟垫片用**溶剂清洗时,只要用牙刷擦洗干净,晾干水分就好了。
4、聚四氟乙烯--俗称:塑料王。英文名称:Polytetrafluoro ethylene,一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料。
比重:2.1-2.2克/立方厘米
成型收缩率:3.1-7.7%
成型温度:330-380℃
物料性能:
1、长期使用温度-200--260度,有**的耐化学腐蚀性,对所有化学品都耐腐蚀,摩擦系数在塑料中较低,还有很好的电性能,其电绝缘性不受温度影响,有“塑料王”之称。
2、呈透明或半透明状态,结晶度越高,透明性越差。原料多为粉状树脂或浓缩分散液,具有较高的分子量,为高结晶度的热塑性聚合物。适于制作耐腐蚀件,减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件
成型性能:
1.结晶料,吸湿小。
2.流动性差,较易分解,分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度,模具应加热,浇注系统对料流阻力应小。
3.粉状树脂常采用粉末粉末冶金法成型,使用烧结方法。烧结温度360-380度,不可**过475度。 乳液树脂通常用冷挤出再烧结的工艺加工,可在物品表面形成防腐层。如需要求制品透明性,韧性好,应采取快速冷却。也可采取挤压成型,可以挤出管、棒、型材。
4、PTFE熔体粘度很高,容体粘度随剪切应力的增大而减小,显示其非牛顿流体的特性。
5、二次加工,可以热压复合、焊接、粘结、增强、机械加工等,以制得较终产品。