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聚四氟乙烯的表面改性及结构改性方法

  • 发布日期:2022-01-18      浏览次数:702
    • 聚四氟乙烯的改性

      早期,PTFE的改性主要采用填充改性使聚四氟乙烯基体材料与填料混合,形成PTFE复合材料,在弥补PTFE自身的缺陷的同时提高某些特定性能。

      20世纪后期,PTFE的广泛应用进一步推动了聚四氟乙烯改性技术的发展,许多新技术得到发展和应用。目前PTFE常用改性方法可以分为表面改性、结构改性、填充改性、化学改性等几大类。


      表面改性

      通过各种预处理的方法使其表面去氟的同时接枝一些极性基团或聚合物,以提高其粘接性,利用核/壳型结构使PTFE表面包裹一层表面能相对较高的聚合物,以使PTFE与其它材料的粘接能力增强。

      聚四氟乙烯的表面改性方法主要是利用一些物理化学处理方法,如钠-萘络合物化学改性、低温等离术子技术、离子束注入技术等,通过引入极性基团形成强化表面层、增加界面结合力或者消除弱界面层来提高表面活性,再进行接枝处理。

      其中,由于钠-萘络合物化学改性法工艺简单、效果好、成本低使其成为经典且实用的改性方法。

      通过表面改性之后的PTFE材料可以采用普通的粘结复合技术与其他材料粘合,复合制品既保持了PTFE的优点,又可以充分利用其他材料的高物理机械性能而克服自身的不足,该技术目前广泛应用于摩擦、润滑、密封、防腐等领域。


      结构改性

      表面改性、填充改性、化学改性等改性方法尽管可以一定程度上提高PTFE的物理化学性能, 但由于其他基团或填料的引入,对聚四氟乙烯最终的耐介质性能和润滑性能都会造成不利的影响。

      结构改性技术的核心是在聚四氟乙烯成型工艺的改变,在材料组成成分没有变化的情况下使PTFE呈现出与传统PTFE不同的微观结构,这些微孔结构使其表现出与传统聚四氟乙烯差异较大的宏观性能,主要是使其物理机械性能得到提升。

      由于材料基本组成没有改变,因此其耐介质性能等不受任何影响。

      结构改性主要包括膨体PTFE和微孔PTFE两类。


      PTFE分散树脂的结晶呈折叠链排列, 在一定温度(小于327°C)和拉伸速率作用下折叠着的分子链可被拉成纤维状结构,纤维状分子链相交成为纤维节点,纤维与节点之间的孔隙就是微孔。这种通过拉伸成型工艺使制品内含有大量微孔而膨化的制品就是膨体PTFE 。

      微孔改性PTFE是结构改性的另一种形式, 它采用特殊工艺和方法在PTFE材料内部形成独立的或贯穿的微孔, 通过不同的成型工艺控制微孔的孔径和形状,这类产品主要用于过滤、密封等行业。

      作为密封材料, 微孔PTFE以其较低的密封比压、较好的柔软性和优异的密封性能,在非金属设备和管道的密封中起到了其它材料无法取代的密封效果,十分适合应用于要求较低螺栓载荷或较高变形补偿的密封场合。

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