聚四氟乙烯的表面改性及結(jié)構(gòu)改性方法

發(fā)布日期：2022-01-18      瀏覽次數(shù)：2436

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(shí)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(dòng)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(guò)各種預(yù)處理的方法使其表面去氟的同時(shí)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(duì)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(guò)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(lái)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(jiǎn)單、效果好、成本低使其成為經(jīng)典且實(shí)用的改性方法。

通過(guò)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(diǎn)，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(rùn)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(duì)聚四氟乙烯最終的耐介質(zhì)性能和潤(rùn)滑性能都會(huì)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(méi)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(méi)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(shù)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(diǎn)，纖維與節(jié)點(diǎn)之間的孔隙就是微孔。這種通過(guò)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(dú)立的或貫穿的微孔， 通過(guò)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(guò)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(wú)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?chǎng)合。