PTFE烧结相关研究

发布时间 : 2017-03-27  浏览次数 :

从决定PTFE制品性能的3个要素-分子量、结晶度和空隙率来看,除空隙率主要受预成型压力的影响外,分子量和结晶度均随烧结条件的不同而变化。因此,烧结工艺条件对制品的最终性能如密度、硬度、透气性和力学性能起着决定性的作用。

汪萍通过实验得出PTFE材料的烧结工艺受升、降温速度,烧结温度和烧结时间的影响,其曲线呈阶梯式。制品越大,升、降温速度越慢,烧结时间越长。悬浮树脂的烧结温度高于分散树脂;纯料制品的烧结温度高于填充制品。在通常情况下,升温速度快于降温速度。同一个烧结炉中,纯料和填充制品不能混装;不同烧结条件的制品不能混装;不同原料成型的制品不能混装。以生产直径1 m、厚度20 mm、两面层为纯聚四氟乙烯、中间层为填充型聚四氟乙烯的三层模压圆板为例,用此技术生产的圆层压板的压缩强度、弯曲强度、硬度等机械性能有较大的提高。

汪萍研究了PTFE泡沫材料的成型工艺。以悬浮聚四氟乙烯为原料,选用稠环芳烃作为成孔剂,混合后进行预成型,将预成型产品进行烧结,在烧结的起始阶段为干燥过程,使成孔剂逸出,然后进入再烧结阶段。可按不同配比制出不同介电常数的泡沫材料以满足各种使用要求。

刘先兰研究PTFE的成型工艺特性、成型方法及其模具设计特点,对冷压烧结成型聚四氟乙烯制品的缺陷及其产生的原因进行了分析,并提出处理方法。PTFE可采用模压成型挤压成型、液压成型、推压成型及二次加工等多种预成型工艺而得制品模型,然后经过烧结得到最终的制品。PTFE 模压成型大多采用悬浮树脂,当制造厚度小于1. 5mm薄板时,则要用分散树脂。其工艺过程:树脂-过筛(悬浮树脂经捣碎、松动,并经20目筛孔过筛) -压机(装入模具内的PTFE粉在20~35 MPa压力下,经压机压实成型)-烧结(在370~380 “C温度下在烧结炉中烧结) -模压成品(在模具内或自由状态下冷却定型后成为所需要的板、垫圈及填料制品等)。 液压法又称均衡法或橡皮成型法,其操作过程为:把橡皮袋置于外模内-接上水泵,充入自来水使橡皮袋胀成圆筒形-树脂均匀地加入袋与外模之间-闭模-继续充水逐步增加水压,达12~13MPa时保压30min:后放水-减压,拆模,烧结,冷却即为外表光洁的预制品。推压又称糊状挤出成型,把20~30目过筛的分散树脂与有机液体(甲苯、石油醚、溶剂油等)配制成1:5的糊状混合物,预压成厚壁圆筒状坯料,放进推压机料筒内,加热,用柱塞推压成型, 经干燥后在360~380 °C温度下烧结,冷却后得到强韧的推压管、棒等制品。挤压成型可分螺杆挤压和柱塞挤压两种,把粉碎过筛后的预烧结树脂加到料筒中,通过螺杆的转动或柱塞的往复推动,把原料边压实边输送到挤出机中,在360~ 400 “C 温度下连续挤出、烧结、冷却而成各种管、棒制品。

陈旭等对PTFE进行了压制试验和烧结试验,讨论的致密度、压缩强度以及压缩模量之间的关系,且对不同烧结工艺下试件的压缩强度进行了分析,得到较合适的成型压力和烧结工艺。结果表明,PTFE 材料的压缩强度随压制压力的升高而减小,压缩模量随压制压力的升高而增加,成型压力为27.5 MPa、烧结温度380 C、保温时间4h时制品性能较好。

雷声研究了在聚四氟乙烯中填充青铜粒子以克服纯聚四氟乙烯的耐磨性差、热膨胀系数大等缺点,扩大了聚四氟乙烯的应用范围。填充聚四氟乙烯常规温压模塑成型的周期长、性能差、尺寸精度和光洁度不高,而该研究的温压成型I艺工序少、周期短、机械性能得到明显提高。