隨著社會文明的進步和科學技術(shù)的發(fā)展,材料化學也在日新月異地發(fā)展,許多新型的無機材料越來越多地被使用在日常生活中。聚四氟乙烯(PTFE)作為一種新型的無機非金屬材料,在人們的生活和生產(chǎn)實踐中起著舉足輕重的作用。 四氟乙烯(TFE)的發(fā)現(xiàn)首先是被用于冰箱的制冷劑。1938年4月6日,杜邦公司(Do Pont)的研究員Plunkett和他的助手從裝有TFE的鋼瓶中得到了粉末狀的聚四氟乙烯(PTFE),引起杜邦公司的重視,并探索其聚合條件及材料的性能和應用前景。在第二次世界大戰(zhàn)中,PTFE以其優(yōu)異的性能被列為軍需品,同時其也被保護起來。直到1946年JAC才報導了杜邦公司在聚四氟乙烯的研究工作,同時美國局批準了多項。 聚四氟乙烯的性能特點主要有耐高低溫性、耐化學腐蝕和耐候性、摩擦系數(shù)低、優(yōu)異的電氣絕緣性、自潤滑性和非粘附性等眾多優(yōu)良品質(zhì),因此聚四氟乙烯被用于防腐材料、無油潤滑材料、電子設(shè)備的介質(zhì)材料、醫(yī)學材料、防粘材料等。雖然PTFE材料具有其它材料無法替代的優(yōu)異性能,但是本身也存在著一定的缺點,例如:難熔融加工性、難焊接性和冷流性。隨著材料應用技術(shù)的不斷發(fā)展,這些缺點正在逐漸被克服,從而使它在石油化工、電子、醫(yī)學、光學等多種領(lǐng)域的應用前景更加廣闊。聚四氟乙烯的制備 聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。工業(yè)上的聚合反應是在大量水存在下攪拌進行的,用以分散反應熱,并便于控制溫度。聚合一般在40~80℃,0.3~2.6MPa壓力下進行,可用無機的過硫酸鹽、有機過氧化物為引發(fā)劑,也可以用氧化還原引發(fā)體系。每摩爾四氟乙烯聚合時放熱171.38kJ。分散聚合須添加全氟型的表面活性劑,例如全氟辛酸或其鹽類。聚四氟乙烯的聚合方法包括本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合( 亦稱分散聚合) 等,工業(yè)生產(chǎn)中主要采用懸浮聚合和乳液聚合。懸浮聚合 懸浮聚合PTFE的加工方法基本步驟包括預成型、燒結(jié)和冷卻三部分。預成型是將粉末狀PTFE樹脂壓成具有一定形狀的預成品;燒結(jié)是將預成品加熱至樹脂熔點使樹脂粒子密集為均相結(jié)構(gòu);冷卻是在一定的冷卻速度下降溫以獲取一定形狀的聚四氟乙烯材料。 (1)PTFE擠壓成型工藝。擠壓成型是將聚四氟乙烯樹脂加入擠壓機的料腔中加壓,擠入口模使它形成密實的管材、棒材等制品,然后經(jīng)燒結(jié)、冷卻制成具有一定規(guī)格的產(chǎn)品,擠壓成型的特點在于可連續(xù)成型,是模壓成型工藝的連續(xù)化。 (2)PTFE等壓成型。等壓成型又稱為液壓成型,用于制造體積較大的PTFE的套筒、貯槽、半球殼體、大圓板、塔柱、圓管和用于切削大張薄板的大毛坯、方坯等,也可制造整體的內(nèi)襯PTFE復合結(jié)構(gòu)的三通彎頭、導流管等形狀復雜的制品。PTFE等壓成型具有設(shè)備簡單、投產(chǎn)快、模具結(jié)構(gòu)簡單操作方便、制品受壓均勻、質(zhì)量好、節(jié)約樹脂等特點。 (3)PTFE模壓成型。模壓成型是PTFE常用的方法,一些形狀簡單的制品如板、棒、套管、薄膜毛坯、墊板等都可用模壓成型。模壓成型方法基本上包括混料、預成型、燒結(jié)、冷卻四步組成。即在室溫下使聚四氟乙烯成型成密實的預成型品,加熱到熔點以上,使其由結(jié)晶相轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形相,形成密集、連續(xù)、透明的彈性體,在通過降溫轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶相的過程。 聚四氟乙烯的燒結(jié)過程由升溫、保溫、降溫三個階段組成。升溫是將預成型品由室溫加熱到燒結(jié)溫度的過程,是從結(jié)晶相轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形相的過程。聚四氟乙烯受熱后體積膨脹,在熔點時體積膨脹25%左右。保溫是將達到燒結(jié)溫度的預成型品在此溫度下保持一段時間,使整個制件達到*透明的過程。在保溫過程中,聚四氟乙烯的分子運動加劇,顆粒間的界面消失,成為密實的連續(xù)的整體。聚四氟乙烯的燒結(jié)溫度一般為375℃。降溫是將以燒結(jié)的預成型品從保溫溫度降至室溫的過程。在此過程中,樹脂由無定形轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶相,降溫速度的快慢受到制品大小的限制。降溫時在其結(jié)晶速度快的溫度范圍中保溫一段時間,使預成型品的內(nèi)外溫度趨于平衡,這種制品稱為不淬火制品。采取快速冷卻方式的制品稱為淬火制品。
相關(guān)產(chǎn)品
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負版權(quán)等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。