PTFE 樹脂根據聚合方法的不同可分為懸浮樹脂、分散樹脂和分散液。分別介紹 PTFE 懸浮樹脂、分散樹脂和分散液的加工技術及制品。
PTFE 懸浮樹脂加工
PTFE 懸浮樹脂是由 TFE 單體、水、引發劑及其他添加劑在一定溫度、壓力和強烈攪拌條件下聚合而成。懸浮樹脂具有極高的熔體黏度( 107 ~ 108kPa·s) ,其在熔融時仍保持原來的形態不流動,且對剪切很敏感,容易產生熔體破裂。因此,PTFE 懸浮樹脂只能采用類似粉末冶金的方法成型,成型過程由 3 個主要步驟組成,即預成型、燒結和冷卻。常用的預成型方法有模壓成型、液壓成型、自動模壓成型和柱塞擠壓成型等。
模壓成型是通過壓機施加壓力成型、脫模、燒結、冷卻得到制品,PTFE 模壓制品有板、棒、套管、薄膜毛坯、墊片和密封圈等。目前普遍使用的為一般模壓工藝,其工藝和設備簡單、投資少,但自動化程度低、生產能力小,經濟效益不大。自動模壓成型是將自由流動的 PTFE 懸浮樹脂自動加入熱模腔中進行壓縮成型,其成型周期短,僅為 10 ~ 15 s,成型壓力大,具有自動化程度高、經濟效益好和環境友好等優勢,已成為未來新工藝研究開發的方向。
液壓成型是采用高壓流體向彈性模具施加壓力,使得模具中的樹脂均勻受壓而被壓縮成所需形狀的預成型品。液壓法是通過高壓泵提供動力,相較于模壓用大型壓機,其對大面積制品更為經濟有效。液壓成型制品有大型構件如半球形殼體、貯槽及形狀復雜的內襯結構件如三通、彎頭及異徑管等。
PTFE 分散樹脂加工
PTFE 分散樹脂是 TFE 在加有分散劑的水中,經過分散聚合反應首先生成 0. 1 ~ 0. 4 μm 的初級粒子,再凝聚成幾百 μm 的細粉顆粒。這種細粉顆粒是由纖維線團組成,在機械力作用下可拉伸成極細的絲,這一過程被稱為纖維化。由于這樣的成纖性,在剪切力作用下,分散樹脂顆粒之間可形成具有相當強度的絲網結構,這一特性賦予了聚四氟乙烯分散樹脂獨特的加工方式和制品用途。分散樹脂所使用的加工方法既要保證有一定的剪切力使其形成纖維結構,又不能破壞其纖維結構。
推壓成型是指將樹脂中混入助擠劑后預壓成型坯,再用機械方法通過具有一定錐角的模具制得纖維狀物,再除去助擠劑,經燒結得具有一定力學強度的制品,其中助擠劑可以起到潤滑作用,保護樹脂的纖維結構,該法是分散樹脂常用的加工方法。推壓成型生產的產品有小口徑棒、電線、薄壁管和生料帶等。
推壓半成品通過拉伸成型可使制品內含有大量的微孔而膨化,膨體加工技術的發展,使得 PTFE 制品更加多樣化,且擁有更多新的性能,膨體制品主要有彈性帶、膨體管、膨體生料帶和膨體纖維等。
PTFE 分散液加工
PTFE 分散液又稱 PTFE 乳液,是 TFE 單體在水、引發劑、穩定劑和分散劑等助劑存在下經聚合反應得到原液后,再加入乳化劑濃縮得到的水分散液。PTFE 乳液具有流動性,這使得其可用浸漬的方式直接加工玻璃纖維、纖維紙等多孔材料得到浸漬玻璃紗、浸漬玻璃布和覆銅板等制品。此外,PTFE 乳液可比 PTFE 粉狀樹脂添加更多的填充料,使得 PTFE樹脂中能夠均勻分布更多的無機填充料,可制作特殊用途的軸承和燃料電池膜等。
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