什么是特氟龍PTFE:
聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,簡寫為PTFE),俗稱“塑料王”,是一種以四氟乙烯作為單體聚合制得的高分子聚合物。 白色蠟狀、半透明、耐熱、耐寒性優良,可在-180~260C長期使用。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點,幾乎不溶物所有的溶劑。同時,聚四氟乙烯具有耐高溫的特點,它的摩擦系數極低,所以可作潤滑作用之余,亦成為了易清潔水管內層的理想涂料。一般稱作“不粘涂層”或“易潔鑊物料”.
特氟龍PTFE的優點:
1. 常溫常壓下穩定,避免濕,熱,高溫 3]
無真正熔點,450℃以上慢慢分解,直接變為氣體。在327℃時,機械強度突然消失。不溶物任何溶劑。除了能與熔融的堿金屬起反應外,不受任何物質的侵蝕,即使在氫氟酸、王水或發煙硫酸、氫氧化鈉中煮沸,也不起任何變化。 3]
2. 白色、無臭、無味、無毒的粉狀物,俗稱“塑料王”。具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。耐高溫,使用工作溫度達250℃。耐低溫,低溫下具有良好的機械韌性,即使溫度下降到-196℃,也可保持的伸長率。耐腐蝕,對大多數化學藥品和溶劑表現出惰性,能耐強酸強堿、水和各種有機溶劑。耐候性好,有塑料中最佳的老化壽命。高潤滑,是固體材料中摩擦系數最低者。不黏附,是固體材料中表面張力最小者,不黏附任何物質。無毒害,具有生理惰性,作為人工血管和臟器長期植入體內無不良反應。
特氟龍PTFE的應用:
PTFE的應用非常廣泛,用于電氣工業,在航天、航空、電子、儀表、計算機等工業。可制薄膜、管板棒、軸承、墊圈、閥門及化工管道、管件、設備容器襯里等,
可制成高絕緣性電器零件、耐高頻電線電纜包皮、耐腐蝕化學器皿、耐高寒輸油管、人工器官等,
特氟龍PTFE的缺點:
1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長時間連續載荷作用下發生的塑性變形%5(蠕變),這給它的應用帶來一定的限制。如當PTFE用作密封墊時,為密封嚴密而把螺栓擰得很緊,以致超過特定的壓縮應力時,會使墊圈產生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點可通過加入適當的填料及改進零件結構等方法來克服。
2、PTFE具有突出的不黏性,限制了其工業上的應用。它是極好的防粘材料,這種性能又使它與其他物件的表面粘合極為困難。
3、PTFE的線膨脹系數為鋼的10~20倍,比多數塑料大,其線膨脹系數隨著溫度的變化而發生很不規律的變化。在應用PTFE時,如果對這方面性能注意不夠,很容易造成損失。PTFE的優缺點都很明顯, 由于該材料分子結構高度對稱, 結晶度高且不含活性基團, 導致其表面能很低 (19 dyns/cm) , 表面疏水性極高 (與水接觸角超過100 °) 。這種極低的表面活性嚴重影響了PTFE在粘接、印染、生物相容等方面的應用, 特別是限制了PTFE薄膜與其他材料的復合。
怎么改變特氟龍PTFE的缺點呢?
為了提高PTFE的表面活性, 使之可與其他材料粘接、復合, 需要對其進行表面改性。目前, 特氟龍PTFE表面處理常用的方法是濕化學處理法, 即萘-鈉、氨-鈉溶液處理法, 該法是利用腐蝕液除去PTFE表面的氟原子來提高材料表面活性。
化學法處理特氟龍PTFE怎么樣呢:
目前化學法處理PTFE有以下幾個缺點.
(1) 處理后PTFE表面明顯變暗、變黑, 影響材料外觀;
(2) 處理后PTFE在高溫時的表面電阻率下降, 長期暴露在陽光下, 材料粘接性能會嚴重降低;
(3) 處理過程會產生大量的有害廢液, 既嚴重污染環境, 又增加企業的處理成本, 不符合環保政策。
還有沒有辦法避免法學處理法的缺點,又能改變PTFE的缺點呢?
答案是“有的”。
隨著社會的發展, 各地的環保法規政策日趨嚴厲, 在這一背景下, 低溫等離子表面改性技術受到了越來越多的關注。
金徠科技在等離子體研究持續發力。使得PTFE材料改性低溫等離體技術得以實現。
低溫等離子表面改性機理是什么呢?
給物質施加高溫或通過加速電子、加速離子等方式給物質提供能量, 中性的物質被電離成大量帶電粒子 (電子、離子) 和中性粒子組成的混合狀態稱為等離子體。等離子體整體呈電中性, 它是除固態、液態、氣態外的物質第四種狀態。在所產生的等離子體中, 當電子溫度與離子溫度及氣體溫度相等時, 該等離子體稱為平衡等離子體或高溫等離子體;當電子溫度遠高于離子溫度和氣體溫度時, 該等離子體為非平衡等離子體或低溫等離子體。目前, 用于材料表面改性的主要是低溫等離子體。
在材料表面改性中, 主要是利用低溫等離子體轟擊材料表面, 使材料表面分子的化學鍵被打開, 并與等離子體中的自由基結合, 在材料表面形成極性基團。由于表面增加了大量的極性基團, 從而能顯著地提高材料表面的粘接性能、印刷性能、染色性能等。低溫等離子體的能量一般為幾到幾十電子伏特 (電子0~20 eV, 離子0~2 eV, 亞穩態離子0~20 eV, 紫外光/可見光3~40 eV) , 而PTFE中C-F鍵鍵能為4.4 eV, C-C鍵鍵能為3.4 eV。由此可見, 低溫等離子體的能量高于這些化學鍵的能量, 足以使PTFE表面的分子鍵斷裂, 發生刻蝕、交聯、接枝等一系列物理化學反應。
金徠的低溫等離子機對PTFE改性的效果怎么樣呢?
不同的特氟龍PTFE制品的初始達因值都不相同,但大體上PTFE薄膜的初始達因值在10~15之間。PTFE支架等圓形制品在12~16之間。經金徠等離子處理后,達因值一般在50到60之間。極大的提高了PTFE的表面附著力。
等離子處理PTFE對產品有損害嗎?
真空等離子處理產生的離子體濺射現象一般比較微弱,對于一般產品或材料來說,這種微弱的濺射現象不會對基材的性能產生影響,但如果所處理的產品對處理要求比較嚴格,如醫用相關產品,則會對基材的濺射現象有程度要求,一般為濺射越少越弱則越好。
等離子處理特氟龍PTFE對產品的時效有多長呢?
多次實驗及實際應用證明,等離子處理PTFE的時效比其它材料的短。PTFE改性后的效果會隨著時間推移大幅下降。因此金徠的專家建議客戶盡可能在12小時內完成下一工序的作業。
PTFE等離子清洗機表面處理后的親水性(hydrophilic),對水具有親合力的性能。如·:金屬版材如鉻、鋁、鋅及其生成的氫氧化物以及具有毛細現象的物質都有良好的親水效果。在有機物中表現為qiang基和qiang基等的親水性,即它們使該有機物易溶于水。疏水性(hydrophobic),對水具有排斥能力的性能。如:印版圖文的親油成分和印刷油墨都具有良好的疏水性。在有機物中表現為烷基和苯環等的疏水性,即它們使該有機物難溶于水。
對常規的疏水PTFE膜進行改性,得到親水PTFE膜,可以適用于過濾水溶液。疏水PTFE本身是疏水的,改性之后,既可以過濾水溶液,也可以過濾有機溶液,比較方便。化學耐受性也好。我們一般購買時就是要PTFE濾膜,因為有時要過濾有機溶劑,有時要過濾水溶液,商家也沒有特別詢問是要親水性和疏水性的區分。目前能夠提供親水性特氟龍PTFE的還比較少,所以一般來說,如果客戶是要PTFE的話,默認是疏水性PTFE,現在的話,兩種都可以提供了。