聚四氟乙烯的表面改性及結構改性方法

發布日期：2022-01-18      瀏覽次數：6481

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復合材料，在彌補PTFE自身的缺陷的同時提高某些特定性能。

20世紀后期，PTFE的廣泛應用進一步推動了聚四氟乙烯改性技術的發展，許多新技術得到發展和應用。目前PTFE常用改性方法可以分為表面改性、結構改性、填充改性、化學改性等幾大類。




表面改性

通過各種預處理的方法使其表面去氟的同時接枝一些極性基團或聚合物，以提高其粘接性，利用核/殼型結構使PTFE表面包裹一層表面能相對較高的聚合物，以使PTFE與其它材料的粘接能力增強。

聚四氟乙烯的表面改性方法主要是利用一些物理化學處理方法，如鈉-萘絡合物化學改性、低溫等離術子技術、離子束注入技術等，通過引入極性基團形成強化表面層、增加界面結合力或者消除弱界面層來提高表面活性，再進行接枝處理。

其中，由于鈉-萘絡合物化學改性法工藝簡單、效果好、成本低使其成為經典且實用的改性方法。

通過表面改性之后的PTFE材料可以采用普通的粘結復合技術與其他材料粘合，復合制品既保持了PTFE的優點，又可以充分利用其他材料的高物理機械性能而克服自身的不足，該技術目前廣泛應用于摩擦、潤滑、密封、防腐等領域。




結構改性

表面改性、填充改性、化學改性等改性方法盡管可以一定程度上提高PTFE的物理化學性能， 但由于其他基團或填料的引入，對聚四氟乙烯最終的耐介質性能和潤滑性能都會造成不利的影響。

結構改性技術的核心是在聚四氟乙烯成型工藝的改變，在材料組成成分沒有變化的情況下使PTFE呈現出與傳統PTFE不同的微觀結構，這些微孔結構使其表現出與傳統聚四氟乙烯差異較大的宏觀性能，主要是使其物理機械性能得到提升。

由于材料基本組成沒有改變，因此其耐介質性能等不受任何影響。

結構改性主要包括膨體PTFE和微孔PTFE兩類。




PTFE分散樹脂的結晶呈折疊鏈排列， 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構，纖維狀分子鏈相交成為纖維節點，纖維與節點之間的孔隙就是微孔。這種通過拉伸成型工藝使制品內含有大量微孔而膨化的制品就是膨體PTFE 。

微孔改性PTFE是結構改性的另一種形式， 它采用特殊工藝和方法在PTFE材料內部形成獨立的或貫穿的微孔， 通過不同的成型工藝控制微孔的孔徑和形狀，這類產品主要用于過濾、密封等行業。

作為密封材料， 微孔PTFE以其較低的密封比壓、較好的柔軟性和優異的密封性能，在非金屬設備和管道的密封中起到了其它材料無法取代的密封效果，十分適合應用于要求較低螺栓載荷或較高變形補償的密封場合。