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聚四氟乙烯板的改性技術(shù)介紹

更新時間:2018-09-27  |  點(diǎn)擊率:1587
   聚四氟乙烯板的改性技術(shù)介紹
  為提高聚四氟乙烯板PTFE材料的綜合性能,多年來人們努力致力于PTFE的改性研究。早期,PTFE的改性主要采用復(fù)合原則,使其與其他材料相結(jié)合,形成PTFE復(fù)合材料,以彌補(bǔ)PTFE自身的缺陷,提高其綜合性能。20世紀(jì)后期,PTFE的廣泛應(yīng)用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、填充改性、共混改性、化學(xué)改性、結(jié)構(gòu)改性等幾大類。今天我們主要來看看聚四氟乙烯的表面改性:
  PTFE分子鏈結(jié)構(gòu)的對稱性使它呈現(xiàn)電中性,分子無極性,成為表面張力極低的材料。PTFE表面張力僅為18-20mN/m,這限制了它與其他材料的復(fù)合,特別是PTFE薄膜與骨架材料的粘結(jié)。因此必須對PTFE材料進(jìn)行一定的表面改性,以提高其表面活性。PTFE的表面改性一方面主要是通過各種預(yù)處理的方法使其表面去氟之后接枝一些極性基團(tuán)或聚合物,以提高其粘接性;另一方面,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,致使PTFE與其他材料的粘接能力增強(qiáng)。
  PTFE常用的表面改性技術(shù)有鈉-萘絡(luò)合物化學(xué)改性、高溫熔融改性、高能輻射接枝改性、離子束注入改性和低溫等離子體改性等。這些方法的基本設(shè)計思路是引入極性基團(tuán)、增加界面結(jié)合力或者消除弱界面層,形成強(qiáng)化表面層。由于鈉-萘絡(luò)合物化學(xué)改性法工藝簡單、成本低、效果好使其成為經(jīng)典且實(shí)用的改性方法,其原理為:Na將外層電子轉(zhuǎn)移到萘的空軌道上,形成陰離子自由基,再與Na形成離子對,釋放出大量的共振能,生成了深綠色金屬化合物的混合溶液。這些化合物的反應(yīng)活性很高,與PTFE接觸時,鈉能破壞CF鍵,扯掉了PTFE表面的部分氟原子,表面留下了碳化層和-CH、-CO、-COOH等極性基團(tuán),使得PTFE表面具有較高的極性和較高的表面能。
  其他常用的表面改性方法包括一些物理化學(xué)處理方法,如用離子束注入技術(shù)或低溫等離子體技術(shù)對PTFE表面進(jìn)行改性,然后再進(jìn)行表面接枝處理。EPTFE表面經(jīng)低溫等離子體處理后,對薄膜表面具有刻蝕和氧化作用,使薄膜表面粗糙化,并在薄膜表面形成活性基團(tuán),這些活性基團(tuán)與空氣中的氧氣或水蒸氣作用,生成過氧基團(tuán),進(jìn)而轉(zhuǎn)化成羰基、羧基等活性基團(tuán),這些活性基團(tuán)和含氧基團(tuán)的引入,使薄膜得以能夠接枝共聚物,從而在薄膜表面形成眾多較穩(wěn)定的含氧極性基團(tuán),提高薄膜表面的親水性。
  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(diǎn),又可以充分利用其他材料的高物理機(jī)械性能而克服自己的不足,該技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于復(fù)合密封制品、摩擦潤滑制品、防腐應(yīng)用等領(lǐng)域。
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