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簡單介紹表面改性聚四氟乙烯(PTFE)——無錫市祥健四氟制品有限公司

編輯: 祥健四氟 閱讀數(shù): 發(fā)布日期: 2020/9/22 15:11:04
信息摘要:
在PTFE中,氟原子取代聚乙烯中的氫原子。由于氟原子的半徑(0.064nm)大于氫原子的半徑(0.028nm),因此碳 - 碳鏈由聚乙烯的平坦,完全延伸的曲折構象,該構象逐漸逆轉為PTFE的螺旋構象。 螺旋構象位于PTFE的碳鏈骨架之外,易受化學侵蝕,形成緊密的完全“氟化”保護層,因此PTFE骨架不受任何外部試劑的影響,使PTFE與其他材料無法匹敵。耐溶劑性,化學穩(wěn)定性和低內(nèi)聚能密度; 同時,碳 - 氟鍵極強,其鍵能高達460.2kJ / mol,遠遠超過碳 - 氫鍵(410 kJ / mol)和碳 - 碳鍵(372 kJ / mol) 高,使PTFE具有更好的熱穩(wěn)定性和化學惰性。 此外,氟原子的電負性非常大,四氟乙烯單體具有完美的對稱性,因此PTFE分子與表面能之間的吸引力低,因此PTFE具有非常低的表面摩擦系數(shù)和良好的性能。溫度低??蓴U展性; 同時,PTFE的抗蠕變性差,容易發(fā)生冷流。PTFE的非支化對稱主鏈結構也使其高度結晶,因此加工困難。
1. PTFE性能的結構分析:
    在PTFE中,氟原子取代聚乙烯中的氫原子。由于氟原子的半徑(0.064nm)大于氫原子的半徑(0.028nm),因此碳 - 碳鏈由聚乙烯的平坦,完全延伸的曲折構象,該構象逐漸逆轉為PTFE的螺旋構象。 螺旋構象位于PTFE的碳鏈骨架之外,易受化學侵蝕,形成緊密的完全“氟化”保護層,因此PTFE骨架不受任何外部試劑的影響,使PTFE與其他材料無法匹敵。耐溶劑性,化學穩(wěn)定性和低內(nèi)聚能密度; 同時,碳 - 氟鍵極強,其鍵能高達460.2kJ / mol,遠遠超過碳 - 氫鍵(410 kJ / mol)和碳 - 碳鍵(372 kJ / mol) 高,使PTFE具有更好的熱穩(wěn)定性和化學惰性。 此外,氟原子的電負性非常大,四氟乙烯單體具有完美的對稱性,因此PTFE分子與表面能之間的吸引力低,因此PTFE具有非常低的表面摩擦系數(shù)和良好的性能。溫度低??蓴U展性; 同時,PTFE的抗蠕變性差,容易發(fā)生冷流。PTFE的非支化對稱主鏈結構也使其高度結晶,因此加工困難。
2.聚四氟乙烯表面改性方法:
   2.1還原劑法(鈉 - 萘溶液置換法)
   在各種已知的改性方法中,鈉 - 萘溶液置換方法是有效且廣泛使用的。
   原理如下:Na將最外層的電子轉移到萘的空軌道,形成陰離子基團; 然后與Na形成離子對,釋放出大量的共振能,并形成深綠色金屬有機化合物的混合溶液。 這些化合物具有高反應性。 當與PTFE接觸時,鈉可以破壞CF鍵,撕掉PTFE表面上的一些氟原子,在表面上留下碳化層和-CH,-CO,C = C,-COOH和其他基團。 極地組; 碳化層深度約為0.05~1μm,PTFE表面張力為18.5×10-3N / m,表面能量高。
   除了鈉 - 萘四氫呋喃蝕刻溶液之外,諸如鈉 - 聯(lián)苯二惡烷和鈉 - 萘二甲醇二甲醚的處理液也具有良好的效果。
2.2高溫熔化法
   該方法的優(yōu)點是與其他方法相比,耐候性和耐濕熱性顯著,適合長期戶外使用; 缺點是PTFE在高溫燒結過程中會釋放出有毒物質,并且PTFE膜的形狀難以保持。
2.3等離子處理
   Badey J P等使用微波等離子體處理下游的PTFE并對其進行表面改性。  PTFE用O2 / N2或O2處理,表面未改性; 當用NN3等離子體處理時,PTFE表面的極性組分增加并且親水性增加。
2.4激光輻射法
   它在材料加工方面具有許多優(yōu)勢,是其他表面處理技術所無法比擬的:
1、能量傳遞方便,可選擇待加工工件表面的局部加固;
2、能量效應集中,加工時間短,熱影響區(qū)小,激光加工后工件變形小;
3、加工工件表面形狀復雜,易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn);
4、改性效果更加顯著:速度快,效率高,成本低;
5、通常只處理一些薄金屬,不適合處理較厚的板材;
6、由于激光對人眼的損害會影響工作人員的安全,因此致力于安全設施的開發(fā)。
   該方法包括以下步驟:將PTFE膜置于可聚合單體如苯乙烯,富馬酸或甲基丙烯酸酯中,并用Co60照射以在PTFE膜的表面上形成易粘附層。 接枝聚合物。 接枝的PTFE在三維方向上均勻生長并保持其形狀,但失去其原有的光澤和潤滑性。 表面粗糙度隨著接枝量的增加而增加,但表面不變色,濕潤環(huán)境下的表面電阻也沒有變化。
2.5硅酸活化方法
   在用SiX4處理多孔PTFE然后水解之后,可以活化PTFE的表面。 這是“硅酸改性方法”。優(yōu)點:傳統(tǒng)的改性方法改變了PTFE的化學結構,不同程度地影響了PTFE的固有結構; 這種改性方法不改變PTFE的化學結構,但也達到了表面活化的目的。
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