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體材料與填料混合,形成PTFE復(fù)合材料,在彌補(bǔ)PTFE自身的缺陷的同時提高某些特定性能。
20世紀(jì)后期,PTFE的廣泛應(yīng)用進(jìn)一步推動了聚四氟乙烯改性技術(shù)的發(fā)展,許多新技術(shù)得到發(fā)展和應(yīng)用。目前PTFE常用改性方法可以分為表面改性、結(jié)構(gòu)改性、填充改性、化學(xué)改性等幾大類。
表面改性
通過各種預(yù)處理的方法使其表面去氟的同時接枝一些極性基團(tuán)或聚合物,以提高其粘接性,利用核/殼型結(jié)構(gòu)使PTFE表面包裹一層表面能相對較高的聚合物,以使PTFE與其它材料的粘接能力增強(qiáng)。
聚四氟乙烯的表面改性方法主要是利用一些物理化學(xué)處理方法,如鈉-萘絡(luò)合物化學(xué)改性、低溫等離術(shù)子技術(shù)、離子束注入技術(shù)等,通過引入極性基團(tuán)形成強(qiáng)化表面層、增加界面結(jié)合力或者消除弱界面層來提高表面活性,再進(jìn)行接枝處理。
其中,由于鈉-萘絡(luò)合物化學(xué)改性法工藝簡單、效果好、成本低使其成為經(jīng)典且實用的改性方法。
通過表面改性之后的PTFE材料可以采用普通的粘結(jié)復(fù)合技術(shù)與其他材料粘合,復(fù)合制品既保持了PTFE的優(yōu)點,又可以充分利用其他材料的高物理機(jī)械性能而克服自身的不足,該技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于摩擦、潤滑、密封、防腐等領(lǐng)域。
結(jié)構(gòu)改性
表面改性、填充改性、化學(xué)改性等改性方法盡管可以一定程度上提高PTFE的物理化學(xué)性能, 但由于其他基團(tuán)或填料的引入,對聚四氟乙烯最終的耐介質(zhì)性能和潤滑性能都會造成不利的影響。
結(jié)構(gòu)改性技術(shù)的核心是在聚四氟乙烯成型工藝的改變,在材料組成成分沒有變化的情況下使PTFE呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)PTFE不同的微觀結(jié)構(gòu),這些微孔結(jié)構(gòu)使其表現(xiàn)出與傳統(tǒng)聚四氟乙烯差異較大的宏觀性能,主要是使其物理機(jī)械性能得到提升。
由于材料基本組成沒有改變,因此其耐介質(zhì)性能等不受任何影響。
結(jié)構(gòu)改性主要包括膨體PTFE和微孔PTFE兩類。
PTFE分散樹脂的結(jié)晶呈折疊鏈排列, 在一定溫度(小于327°C)和拉伸速率作用下折疊著的分子鏈可被拉成纖維狀結(jié)構(gòu),纖維狀分子鏈相交成為纖維節(jié)點,纖維與節(jié)點之間的孔隙就是微孔。這種通過拉伸成型工藝使制品內(nèi)含有大量微孔而膨化的制品就是膨體PTFE 。
微孔改性PTFE是結(jié)構(gòu)改性的另一種形式, 它采用特殊工藝和方法在PTFE材料內(nèi)部形成獨立的或貫穿的微孔, 通過不同的成型工藝控制微孔的孔徑和形狀,這類產(chǎn)品主要用于過濾、密封等行業(yè)。
作為密封材料, 微孔PTFE以其較低的密封比壓、較好的柔軟性和優(yōu)異的密封性能,在非金屬設(shè)備和管道的密封中起到了其它材料無法取代的密封效果,十分適合應(yīng)用于要求較低螺栓載荷或較高變形補(bǔ)償?shù)拿芊鈭龊稀?/span>
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