聚四氟乙烯的的加工方法
發(fā)布時(shí)間 : 2020-07-20 瀏覽次數(shù) : 次PTFE的結(jié)晶熔點(diǎn)為327℃,但樹(shù)脂要在380℃以上才能處于熔融狀態(tài),。另外,，PTFE又具有極強(qiáng)的耐溶劑性。因此,，它既不能用熔融加工法，也不能用溶解加工法,，通常其制品的制作只能象金屬和陶瓷的加工一樣，先將粉末壓實(shí)，然后再燒結(jié)和機(jī)械加工,，或者通過(guò)擠壓成型、等壓成型,、涂覆成型和壓延成型等方式加工,。
一、模壓成型
模壓成型是PTFE目前采用最多成型加工方法,。模壓成型工藝是將一定的模壓用原料(粉料,、粒料、纖維狀料等)放入金屬模具中,，在一定溫度,、壓力下成型的一種方法。模壓成型所加工的聚合物不受其分子量的限制,，幾乎所有的塑料都可以用模壓法來(lái)加工,。模壓成型的主要特點(diǎn)是:成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單,、投資少,、不受所加工的塑料的分子量的限制;缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大,、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等,。PTFE相對(duì)分子質(zhì)量太高，流動(dòng)性極差,在其他加工方法不成熟的情況下,，世界各國(guó)主要采用模壓成型來(lái)加工PTFE產(chǎn)品,。
模壓成型具體工藝分為:①壓制一燒結(jié)一壓制法;②燒結(jié)-壓制法;③快速加熱-壓制法;④壓制、燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行法,。
二,、液壓成型法
液壓法又稱均衡法，等壓法,是把PTFE樹(shù)脂均勻地加入橡皮袋與模壁之間,，再向橡皮袋中注入液體(常用水),產(chǎn)生壓力的橡皮袋向模壁擴(kuò)展,，壓實(shí)樹(shù)脂而成為預(yù)成型品的一種方法。這種方法可用來(lái)制造體積較大的套簡(jiǎn),、有底貯槽,、半球殼體、塔柱,、大塊板坯等,，也可制造整體內(nèi)襯PTFE復(fù)合結(jié)構(gòu)的三通、彎頭、異型材等形狀復(fù)雜的制品,。液壓成型的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，一臺(tái)普通水泵即代替了高噸位的壓機(jī)，制品受壓均勻,、密度一致,、可制造大型構(gòu)件、形狀復(fù)雜和內(nèi)襯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,。
三、推壓成型
推壓又稱糊狀擠出成型,，把20-30目過(guò)篩的分散樹(shù)脂與有機(jī)助劑(甲苯,、石油醚、溶劑油等,，配比樹(shù)脂重量為1/5)混合制成糊狀物,，預(yù)壓成厚壁圓簡(jiǎn)狀坯料,然后放進(jìn)推壓機(jī)料簡(jiǎn)內(nèi)，在加熱下用柱塞推壓成型,。經(jīng)干燥后在360~380C溫度下燒結(jié),，冷卻后得到強(qiáng)韌的推壓管、棒等制品,。推壓制品只限于直徑為16mm 以下的棒及壁厚在3mm以下的管子等,。
四、螺旋擠出成型
PTFE粉料的螺桿擠出機(jī)不同于其它熱塑性塑料用的擠出機(jī),，曾通熱塑性塑料的擠出成型是借助于螺桿旋轉(zhuǎn)作用將物料向前推進(jìn)的同時(shí)還起到壓縮,、剪切、混合作用,，物料還受到剪切力作用產(chǎn)生的熱量和料簡(jiǎn)外部加熱使其熔融,。而PTFE的螺桿擠出機(jī)的螺桿只起到輸送和推壓的作用，使物料通過(guò)一個(gè)帶有雙頭螺紋,，等螺距等深度的單螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭,，再進(jìn)入口模內(nèi)燒結(jié)、冷卻,，并借助反壓力裝置提供的壓力成型,，達(dá)到連續(xù)的目的。用單螺桿擠出機(jī)加工PTFE時(shí),，常常遇到很大困難,。由于PTFE粉料的摩擦系數(shù)很低，在進(jìn)料過(guò)程中造成打滑,，大大降低螺桿的輸送能力,。并且由于摩擦生熱，還可能使粉料黏附在螺桿或機(jī)筒上，使進(jìn)料更加困難和不穩(wěn)定,。
近年來(lái),，雙螺桿在加工這種特殊性質(zhì)的物料方面也得到應(yīng)用，其進(jìn)料原理和單螺桿擠出機(jī)不同,其具有正向輸送作用,，它能克服UHMWPE粉料在螺桿中的打滑問(wèn)題,，大大提高螺桿進(jìn)料能力。其中反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)比同向雙螺桿擠出機(jī)的混煉均化效果要好,，但由于其分離力較大,，在螺桿的間隙處剪切作用較大，使物料出現(xiàn)過(guò)熱,，擠出物料的分子量可下降40%左右,。若使間院較大,螺桿不在嚙合，物料將粘到較熱的金屬上,。然而使用同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī),，就不存在上述問(wèn)題。物料在擠出機(jī)中受到的剪切作用比較小,，塑化所需的熱量,，全來(lái)自外加熱源，因而可精確控制,，這樣可使物料在擠出過(guò)程中的過(guò)熱降解減至最小,，同時(shí)為了維持物料在機(jī)頭中流動(dòng)的正常和穩(wěn)定,機(jī)頭截面大小的設(shè)計(jì)要與螺桿輸送物料的體積相適應(yīng)。螺桿的轉(zhuǎn)速也不能快,，一般在每分鐘 10轉(zhuǎn)左右,。為了避免材料突然粘到金屬表面上，必須嚴(yán)格控制擠出溫度,。
五,、柱塞擠出成型
柱塞擠出成型加工塑料，在塑料加工上算是比較古老的方法了,，自從塑料這種材料出現(xiàn)開(kāi)始,，人們就開(kāi)始用該方法來(lái)加工塑料。用柱塞擠出機(jī)加工PTFE的就是將定量樹(shù)脂壓入口模,，使柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),將其壓制成為預(yù)成型品,。如此不斷往返，在口模中形成多段的預(yù)成型品,。由于PTFE樹(shù)脂間的相互摩擦,，以及PTFE樹(shù)脂與口模壁的摩擦均產(chǎn)生了阻力，同時(shí)預(yù)成型品在口模中燒結(jié)時(shí)的體積膨脹也產(chǎn)生了阻力,，這樣就是一-段一段的預(yù)成型品在壓力下燒結(jié)與冷卻成連續(xù)的整體,。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于:成型過(guò)程中不出現(xiàn)剪切，相對(duì)分子量降低少，制品的質(zhì)量好,，且不受相對(duì)分子量高低的限制,，同時(shí)可以加工直徑最大可達(dá)500mm，壁厚僅為3mm的大口徑管材,。但是由于在寄出過(guò)程中,，原料與加熱部件接觸面積小，加熱的效率低,，限制了其擠出的速度,。
六、幾種PTFE主要加工方法的比較
| 加工方法 | 是否需要改性或添加填充劑 | 原料類型 | 加工溫度 | 連續(xù)性 | 效率 |
| 模壓成型 | 否 | 分散樹(shù)脂或粉碎的懸浮樹(shù)脂 | 370~380℃ | 否 | 低 |
| 液壓成型 | 否 | 較小壓縮比的懸浮樹(shù)脂 | 否 | 低 | |
| 推壓成型 | 有機(jī)助劑 | 分散樹(shù)脂 | 360~380℃ | 連續(xù) | 較高 |
| 螺旋擠出成型 | 改性或者填充劑 | 預(yù)燒結(jié)料 | 360~410℃ | 連續(xù) | 較高 |
| 柱塞擠出成型 | 否 | 懸浮樹(shù)脂或預(yù)燒結(jié)料 | 360~400℃ | 連續(xù) | 高 |
