2.6 PTFE分散液浸漬制品
PTFE分散液是平均粒徑為012μm～013μm,PTFE樹脂懸浮在液態水中形成的膠體溶液粘度010.5Pa·s～01020Pa·s,濃度為60%左右,PH值9～10。用PTFE分散液浸漬石棉、玻璃纖維、玻璃布、多孔金屬材料所制得的制品具有優良的性能,不吸水,具有良好的不粘性、潤滑性與氣密性,在高溫時仍具有優良的耐化學腐蝕性且比未浸漬的坯料具有更高的機械強度。
(1)PTFE浸漬石棉 一般采用45%左右的PTFE分散液,浸漬后在100℃左右干燥,用來編織圓形或方形的動密封件。
(2)PTFE浸漬玻璃纖維 玻璃纖維必須清洗后才浸漬在PTFE分散液中,100℃下干燥,然后在280℃～290℃烘焙再燒結。
(3)PTFE浸漬多孔金屬 由多孔金屬浸漬PTFE所形成的產品稱氟塑料金屬,可加工成軸承、活塞環、導向套、導軌、球型支承座等部件,廣泛應用于化工、機械、汽車、交通、紡織,電機等行業中。
所有多孔金屬必須具有30%～40%孔隙率。PTFE分散液濃度60%,采用真空浸漬,真空度98.5KPa,在100℃±10℃干燥4小時。然后在370℃±10℃燒結爐中用惰性氣體保護燒結。
2.7 聚四氟乙烯填充制品
在PTFE制品中,填充PTFE制品是產量最大的一種,在國外填充PTFE一般由PTFE樹脂生產廠來完成,如德國Hoechst公司的HosTaflonTF4000系列,HosTaflonTF3000系列以及HosTaflon2000系列。而我國由于PTFE樹脂生產技術落后于加工技術,PTFE填充技術都是在制品加工廠來完成。通過在PTFE樹脂中添加無機類、金屬類及高聚物類等不同填料來改善PTFE的耐壓性、耐磨性、抗冷流性、耐熱性、尺寸穩定性等。填充后的制品與純PTFE相比,耐壓性提高5～10倍,耐磨性提高1000倍,線膨脹系數降低80%,導熱性提高5倍,并且降低了體積電阻與表面電阻,主要應用于機械工業中作無油潤滑軸承,軸承墊襯,活塞環,機床導軌等,近年來,國外在化工防腐方面,以填充PTFE作為管道,閥門,泵等的襯里的應用發展迅速,這是填充PTFE新的應用領域。根據這些要求常用的填料有:玻璃纖維、碳纖維、石墨、石砂、二硫化鉬、無定形炭、氟化鈣、青銅粉、陶瓷、聚酰亞胺、聚苯、聚對羥基甲酸酯等。
填充PTFE制品一般采用模壓成型工藝:影響填充PTFE制品質量的好壞主要取決于樹脂填充劑的選擇,配方的設計,物料混合均勻程度等因素。目前用于填充PTFE的混合方法有三種:(1)干法混合工藝要求混料裝置快速,均勻無死角,適用于一般要求的制品。(2)溶劑混合,溶劑為丙酮或甲醇,適用玻璃纖維填充PTFE。(3)濕法混合:采用這種工藝成型的制品機械強度高,磨耗低,耐腐蝕性好。填充PTFE制品的成型壓力取決于填料在PTFE中的體積比,如:含5%填料成型壓力250巴;含6%～10%填料成型壓力350巴;含12%～25%填料成型壓力500巴;含大于25%填料成型壓力700巴。填充制品的燒結工藝與純PTFE相同。但對含有MoS2的填充制品要求360℃時在空氣介質中燒結,或380℃時在氮氣介質中燒結。含玻璃纖維的填充制品適宜在氮氣介質中燒結。
填充PTFE制品的組分根據填充制品的應用環境來決定,有單一填料填充,也有幾種填料復合填充。如:20%SiO2填充PTFE用作氧氣壓縮機活塞環,10%聚酰亞胺、15%玻璃纖維、5%石墨復合填充的PTFE用作氫增壓機活塞環等。由于單一填料能改善PTFE一些性能但對其它一些性能帶來不利影響,如玻璃纖維填充PTFE耐磨損壽命可增加1000～2000倍,使用極限PV值約增加10倍,但摩擦系數有所增大,負荷形變量約減少10%;再如石墨的加入改進了PTFE尺寸穩定性耐藥品性,耐壓縮蠕變性和導熱性,但耐磨性較差。因此通常采用幾種填料填充來獲得性能優異的填充PTFE制品。如應用于注塑機上的PTFE軸承是由PTFE填充玻璃纖維,石墨,炭纖維,銅粉和Fe2O3制成,其機械性能,導電性能,冷流性和耐磨損性都得到提高。用于鏜床上的導軌帶是由玻璃纖維,石墨,青銅粉,MoS2填充PTFE復合材料制作的。用于進口設備配套件高強耐磨填充PTFE密封件,由本溪市玻璃鋼廠研制成功,它是由15%玻璃纖維,10%碳纖維填充PTFE制成的,其摩擦系數為0117,磨耗量為01000.,磨痕寬度3.7,達到和超過進口設備隨機配件要求。對填充PTFE的研究國內外主要在不斷開發其新的應用領域。對已開發的產品進行系列化。不斷尋找新的填充材料,如聚苯硫醚,聚酰亞胺,聚苯酯,高分子液晶等輕質材料作填充劑在國外發展很快,是一類很有前途的填充PTFE新品種。國內應優先發展需求量大流動性好的玻璃纖維、碳纖維、石墨、青銅粉填充PTFE。充分利用我國稀土豐富的自然資源,開發稀土填充PTFE新型材料。
3 結語
綜上所述,聚四氟乙烯的成型制品種類繁多,已被廣泛的應用于工業、農業、國防、生活等各個領域。國外根據聚四氟乙烯的不同用途及制品的加工特點,開發出各種品級的聚四氟乙烯,滿足了現代人們對個性化的需求。隨著我國聚四氟乙烯應用領域的不斷開發,增加聚四氟乙烯的品種以及對現有的品種進行系列化將是今后我國科研工作者的一個重要研究方向。
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