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聚四氟乙烯的特性

聚四氟乙烯的特性

聚四氟乙烯PTFE ),一种特殊塑料材料,属于含氟聚合物化合物组。最初创建于 1930 年代,由于其独特的机械和化学性能,它已被用于广泛的应用。PTFE熔点高,在较低温度下也能保持稳定。它还具有很强的耐腐蚀性,除非暴露在极端温度或某些熔融材料中,否则不会劣化。光滑可能是其最著名的特性,并使 PTFE 有利于众多消费品和工业产品。

除了在炊具中的突出用途外,PTFE还常被用作机械涂层,以提高耐热性和降低摩擦。它可用于医疗和实验室设备,以保护它们免受腐蚀性化学品的影响,并为地毯、织物和户外标志提供防风雨和防污功能。其导电性能使其成为数据电缆和半导体的合适电绝缘体。PTFE 生产中涉及的制造工艺揭示了这种材料的一些关键特性。

成型材料

PTFE 本质上是聚合四氟乙烯 (TFE) 的一种形式,它是一种可以通过氯仿、盐酸和萤石组合产生的化合物。这些化学品被放置在加热到 1000 至 1700 华氏度的反应室中,然后冷却并纯化以去除污染物。在初始阶段,TFE 是一种无味无毒气体,通常在开始生产 PTFE 之前加压并以液态储存。TFE 高度易燃,尤其是气态形式时,因此一些 PTFE 制造商会在现场生产,以避免将其运输到单独设施的潜在风险。某些引发剂,例如过氧化酸或过硫酸铵,通常用于帮助聚合过程,该过程也包含水。

悬浮聚合

特定应用所需的属性通常决定了用于制造 PTFE 的方法。悬浮聚合是最常见的工艺之一,因为它可以有效地生产高度可成型的 PTFE 材料。标准悬浮聚合程序的阶段包括:

聚合:将 水和引发剂放入反应室中,然后将 TFE 泵入。引发剂催化聚合,形成固体 PTFE 颗粒并漂浮到表面。随着化合物的形成,机械装置会振动反应室,并且通常会使用冷却剂来调节化学反应释放的热量。一旦室内达到特定重量,TFE 的供应就会被切断,水被排出,留下 PTFE。

造粒:然后将 PTFE 颗粒干燥并通过磨机进行加工,在磨机中用一系列刀片对其进行精细切割,从而生产出粉末状材料。这种粉末由于其流动特性而具有低成型性,并且可能包含缺陷,例如气穴。为了缓解这个问题,制造商使用丙酮等溶剂,并在转鼓中搅拌混合物,使粉末颗粒积聚并形成颗粒。然后将这些颗粒通过烘箱进行凝固。

成型: PTFE 通常以实心圆柱坯料的形式出售,以便于运输和加工。为了制造这些钢坯,将 PTFE 颗粒送入钢模中,该钢模连接到带有加重推杆的液压机上。压头压入模具直到颗粒成型,然后工件被顶出并凝固。

烧结:将 PTFE 模塑成坯料后,将它们放入烧结炉中,以大约 680 华氏度的温度加热。升高的温度导致颗粒失去一些刚性并形成凝胶,然后将其冷却。所得坯料具有更好的可成形性,并且可以成形为更小的块以供进一步制造。

分散聚合

分散聚合通常会产生 PTFE 粉末或糊状物,更适合用于涂覆其他产品或进行表面处理。与悬浮聚合一样,TFE 与引发剂一起被引入充满水的反应室中。然而,随着聚合反应的发生,反应室只是轻微搅拌而不是摇动。这导致形成小的 PTFE 珠,然后通过过滤或添加沉淀化学品将其与水分离。从此过程中提取的 PTFE 可用作精加工应用的液体或用作金属部件的粉末涂料。

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