聚四氟乙烯(英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]),被美譽(yù)為/俗稱“塑料王”,中文商品名“鐵氟龍”、“特氟隆”、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”等。
燒結(jié)成型是一種特殊形式的模壓方法,即先將粉狀塑料壓實(shí),然后從模中取出料坯,放在爐中加熱至熔點(diǎn),使塑料顆粒熔化成一個(gè)整體,冷卻后得制品或半成品。這種方法主要用于聚四氟乙烯的成型。
工藝過程
某實(shí)際工藝:樹脂-過篩(懸浮樹脂經(jīng)搗碎、松動(dòng),并經(jīng)20目篩孔過篩)-壓機(jī)(裝入模具的PTFE粉在20-235Mpa壓力下,經(jīng)壓機(jī)壓實(shí)成型)-燒結(jié)(在370℃-380℃溫度下燒結(jié)爐中燒結(jié))-模壓成品(在模具內(nèi)或自由狀態(tài)下冷卻定型后成為所需要的板、棒、管、墊圈及填料制品等)。
聚四氟乙烯的燒結(jié)工藝由升溫、保溫、降溫三個(gè)階段組成。升溫是將預(yù)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(diǎn)時(shí)體積膨脹25%左右。保溫是將達(dá)到燒結(jié)溫度的預(yù)成型品在此溫度下保持一段時(shí)間,使整個(gè)制件達(dá)到完全透明的過程。在保溫過程中,聚四氟乙烯的分子運(yùn)動(dòng)加劇,顆粒間的界面消失,成為密實(shí)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(yù)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(shí)在其結(jié)晶速度最快的溫度范圍中保溫一段時(shí)間,使預(yù)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。
應(yīng)用領(lǐng)域
PTFE獨(dú)特的性能使其在化工、石油、紡織、食品、造紙、醫(yī)學(xué)、電子和機(jī)械等工業(yè)和海洋作業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
1.在建筑上的應(yīng)用
由于它的高強(qiáng)度、柔韌性、低重量在一些大型公共設(shè)施廣泛應(yīng)用,例如體育館的屋頂系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)大廳、展覽中心、站臺(tái)等。比如PTFE建筑膜材。
2.在防腐性能上的應(yīng)用
由于橡膠、玻璃、金屬合金等材料在耐腐蝕方面存在缺陷,難以滿足條件苛刻的溫度、壓力和化學(xué)介質(zhì)共存的環(huán)境,由此造成的損失相當(dāng)驚人。而PTFE材料以其卓越的耐腐蝕性能,業(yè)已成為石油、化工、紡織等行業(yè)的主要耐腐蝕材料。比如法蘭PTFE防腐蝶閥。
3.在電子電器上的應(yīng)用
PTFE材料固有的低損耗與小介電常數(shù)使其可做成漆包線,以用于微型電機(jī)、熱電偶、控制裝置等;PTFE薄膜是制造電容器、無線電絕緣襯墊、絕緣電纜、馬達(dá)及變壓器的理想絕緣材料。比如PTFE絕緣薄膜。
4.在醫(yī)療醫(yī)藥上的應(yīng)用
膨體PTFE材料是純惰性的,具有非常強(qiáng)的生物適應(yīng)性,不會(huì)引起機(jī)體的排斥,對(duì)人體無生理副作用,可用任何方法消毒,且具有多微孔結(jié)構(gòu),從而可用于多種康復(fù)解決方案。比如PTFE板。
5.在防粘性能上的應(yīng)用
PTFE材料具有固體材料中最小的表面張力,不粘附任何物質(zhì),同時(shí)還具有耐高低溫優(yōu)良的特性,從而使其在諸如制造不粘鍋的防粘方面的應(yīng)用非常廣泛。其防粘工藝主要包括兩種:把PTFE部件或薄片安裝在基體上,以及把PTFE涂層或與玻璃復(fù)合的漆布經(jīng)過熱收縮而套在基材上。比如PTFE不粘鍋。
總結(jié)
隨著材料應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,PTFE材料的三大缺點(diǎn):冷流性、難焊接性、難熔融加工性正在逐漸被克服,從而使它在光學(xué)、電子、醫(yī)學(xué)、石油化工輸油防滲等多種領(lǐng)域的應(yīng)用前景更加廣闊。