聚四氟乙烯合成方法及成型工艺汇总

——乳液合成法

此法属自由基聚合反应。 在此法中. 使用的单体为气体四氟乙烯。 具体方式如下:先向一个压力容器中加入一定量的水, 然后将自由基 引发剂、乳化剂、 pH 值调节剂以及一些其它必要试剂以一定的顺序 加入其中, 再将气体四氟乙烯单体通入反应器发生反应, 生成聚四氟 乙烯颗粒。 所用的表面活性剂一般为氟化型, 而引发剂一般使用水溶 性过硫酸盐:但使用水溶性过硫酸盐作为引发剂时应注意一个原则:反应温度高于 50℃ 时,只单独使用此引发剂可以了;当温度在 5~ 50℃ 之间时, 需再加入一些还原剂, 如铁盐、 盐和二硫酸钠等。 此法所得的聚四氟乙烯颗粒尺寸一般较大。如 Bladel[3】合成的聚四 氟乙烯颗粒尺寸在 50~150 nm 范围内, 平均粒子直径为 100 nm。 因 乳液合成法所获得的粒子一般是悬浮在溶液中, 此聚合过程并不是一 个真正意义上的液相聚合反应, 有时把它称作悬浮聚合反应。 乳化聚 合反应具有高转化率、 高反应速率以及可获得高分子量的聚四氟乙烯 颗粒的优点。

膨胀聚四氟乙烯成型工艺

膨胀聚四氟乙烯的成型分两个阶段。第一阶段将 PTFE 散树脂与润滑 助剂按一定比例混合。 放置一定时间后预成型, 然后将糊膏挤压成纵 向排列纤维状的预成型品经干燥去除助剂; 第二阶段在低于聚四氟乙 烯熔点的温度下进行高速拉伸, 再在高于熔点的温度下对处于拉伸状 态的聚四氟乙烯半成品进行热定形,即可得到膨胀聚四氟乙烯制品。 其工艺流程如下:

(1混料将聚四氟乙烯树脂与助挤剂按一定质量比例, 混合均 匀。选用分散树脂,它有良好的成纤性,粒子问的凝聚力低,分子链 受到很小的剪切作用就会沿粒子长轴方向排列, 形成线形结晶。 加入 助挤剂可以增加颗粒问的粘连, 降低树脂颗粒间及树脂与容器间的摩 擦力,提高加工性能。助挤剂通常可用石油醚、甲苯、丙酮、煤油、 石蜡等。

(2预成型将混合料压制成与推压机膜腔相同形状的坯体。

(3推压将坯体放人推压机的膜腔内进行推压, 在推口得到棒 材。

(4压延用辊筒将棒材压延,制得所需宽度和厚度的带材。

(5干燥对带材加热干燥, 除去带材上的助挤剂, 得到聚四氟 乙烯基膜。

(6膨化将聚四氟乙烯基膜快速拉伸, 拉伸温度应控制在聚四 氟乙烯的玻璃化温度 (115℃ 和熔点 (327℃ 之间。因为高分子链在高 于玻璃化温度时才具有足够的活力, 才能被从无规则团状拉开, 拉直,

进而彼此产生移动,当温度高于熔点,聚四氟乙烯颗粒已熔融, 成为 一个密实的整体, 破坏了颗粒原有的纤维束折叠形态, 就很难被拉开。 (7定型将膨胀后的聚四氟乙烯基膜放在模板上, 然后放入模 具巾, 经加温加压融为一体, 定型过程需在一定升温速度下加热至熔 点 (327℃ 以上, 然后在一定温度、 一定应力下保温一段时问使拉伸后 形成的网状结构同定下来。 此过程需在一定的应力下进行, 甭则在热 处理过程巾纤维将发生收缩。

简单的工艺流程图:(分散聚四氟乙烯树脂 +润滑助挤剂 一混合一 预成型。推压一压延一干燥一膨化一定型。

在上述工艺中, PTFE 树脂品级、拉伸倍率、升温速度、热 定型温度、都是影响制品性能的主要因素。