聚四氟乙烯加工技术、填充改性及应用进展
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• 28 •有机氟工业Organo- Fluorine Industry2021年第1期乙燔-四氟乙烯共聚物的制备、加工及应用进展孟庆文王京辉胡帅捷路迪(浙江巨化股份有限公司氣聚合物事业部,浙江衢州324004)摘要:乙烯和四氟乙烯共聚物(E T FE)为交替共聚物,它在保持了PTFE(聚四氟乙烯)良好的耐热、耐化学性能及电绝缘性能的同时,耐辐射和力学性能有很大程度的改善。
主要介绍了E T F E的制备、加工及相关应用。
展望了E T F E树脂的应用前景。
关键词:E T F E;制备;加工;应用〇刖目ETFE( ethylene - tetrafluoroethylene)为乙稀(E)和四氟乙烯(T F E)的交替共聚物,于1945年由杜邦 公司率先开发[1],1974年、1976年分别在美国和日 本投产。
其具有非常平衡的物理、化学和电学性能,且易熔融加工,但其二元共聚物不耐开裂使其鲜有 合适用途。
直至1970年,杜邦公司[2]将第三单体 PPVE(全氟正丙基乙烯基醚)引入E T F E分子链中 后才大大改善了 E T F E的韧性,使其实现商业化生 产。
尽管E T F E含有氢元素,使其作为含氟聚合物 在性能方面有所下降,但E T F E树脂分子链呈锯齿 状构相[3],一CF2—与邻近分子链上的一C H2—相互 作用,赋予其突出的力学强度、抗蠕变性和耐切割 性,能够满足市场对氟聚物高力学强度的需求。
辐 射交联后其力学性能更优。
E T F E树脂能够耐受众 多化学品,常温下不溶于所有溶剂,耐酸碱和有机溶 剂,但是对氧化剂、含氯溶剂、酮和酯的耐受性稍差。
ETFE树脂还具有优良的光学性能、耐核辐射性能 和耐候性。
E T F E树脂熔体剪切敏感性低,易于加 工,可以制成气枕、管、线、膜和衬里等制品,广泛应 用于建筑、电子、汽车、空天、能源和化工等领域[4]。
1ETFE的制备1.1乙烯-四氟乙烯共聚乙烯和四氟乙烯的共聚按自由基聚合机理进行,由于乙烯、T F E的竞聚率都很小,共聚反应以形 成交替结构的分子链为主。
殷小明·聚四氟乙烯垫片的密封性能研究现状及展望2023年 第49卷·13·作者简介:殷小明(1992-),男,助理工程师,硕士研究生,从事压力容器的检验及性能优化研究。
收稿日期:2022-07-200 引言螺栓法兰接头作为生产运输中最常见的一种静态密封形式,尤其在化工、制药、石油及机械行业中被广泛的使用,其主要有螺栓、法兰和垫片组成。
根据GB150.3—2011《压力容器》中螺栓法兰接头使用定义,螺栓法兰接头是通过螺栓提供足够的预紧力压缩垫片,在垫片的密封接触面上产生足够的压缩应力,使结构获得有效的密封。
垫片作为其基本的组成部分,对其要求也很高,需要从不同的角度去合理选择相应的垫片,以满足密封性能。
由于材料的制造工艺及有机合成的新技术不断地发展,产生了许多新型的材料和密封垫片,目前垫片根据材料特性可分为非金属垫片、金属垫片及金属+非金属复合型垫片三大类,只有了解其材料性能,才能在生产过程中选择需要的垫片以满足工业需要,降低企业的安全事故率,增加生产效率。
聚四氟乙烯作为一种有机聚合物,因其高耐腐蚀、物理性能稳定及耐高低温,而被选作密封材料[1],相关学者对其密封性能进行了相关的研究,并提出了优化的方向。
1 聚四氟乙烯材料特性聚四氟乙烯(PTFE )是由单体四氟乙烯聚合而成的一种白色、无毒无味高结晶聚合物,聚合物分子由—CF 2—CF 2—结构单元重复连接而成,其结构和聚聚四氟乙烯垫片的密封性能研究现状及展望殷小明(上海市特种设备监督检验技术研究院,上海 200062)摘要:聚四氟乙烯垫片作为一种非金属密封元件,因其耐高低温、抗腐蚀性及抗老化等特性,被用于工业设备中机件之间的密封连接,其本身的属性决定了PTFE 垫片的使用场合。
本文基于聚四氟乙烯垫片的密封性能,从聚四氟乙烯材料特性及PTFE 垫片技术要求的角度对其介绍,重点对优化PTFE 垫片的密封性能方法进行论述,为提高聚四氟乙烯垫片的密封性能及减少安全事故提供思路。
科学技术学院毕业设计(论文)开题报告题目:聚四氟乙烯的表面接枝改性研究学科部:专业:班级:学号:姓名:指导教师:填表日期:年月日一、选题的依据及意义:1.1聚四氟乙烯(PTFE)的概述聚四氟乙烯(PTFE)被誉为“塑料王”。
1938年Du Pont公司研究氟烷制冷剂时发现了PTFE,并于1949年实现了工业化生产。
由于其优异的性能,几十年间, PTFE已成为氟树脂中产量最大的一支,并在化工、机械、电气、建筑、医疗等众多领域成为不可缺少的特种材料。
但是由于其蠕变和耐磨性差,有极高的熔体粘度,使它的应用受到一定限制。
为了弥补PTFE 性能上的不足,对PTFE进行改性,开发新型PTFE复合材料,已成为目前PTFE的主要研究和发展方向。
聚四氟乙烯结构式为(CF2CF2)n,在聚四氟乙烯分子中, CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子的范德瓦尔斯半径比氢原子稍大,原子之间范德瓦尔斯作用力较大,产生较强的排斥力,所以相邻的单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的构象,由于氟原子具有合适的原子半径,使每一个氟原子恰好能与间隔的碳原子上的氟原子紧靠,这样的构象使氟原子能包围在碳-碳主链周围,形成一个低表面能的保护层。
氟原子保护着易受侵蚀的碳原子链,使聚四氟乙烯具有各种优异的性能:宽广使用温度,高度的化学稳定性,卓越的电绝缘性,理想的防粘性,优秀的自润滑性,长期的耐大气老化性,良好的不燃性和适中的机械强度等。
目前,聚四氟乙烯材料已广泛应用于航空航天、国防军备、石油化工、电子电器、交通运输、机械、能源、建筑、纺织、食品、医药等诸多领域。
聚四氟乙烯(PTFE)有很多优点:(1)摩擦系数小。
(2)优异的耐老化性能和抗辐射性能。
(3)极佳的化学稳定性。
(4)极小的吸水率(0.001% ~0.005% )。
(5)良好的电性能。
(6)宽广的使用温度。
(7)突出的表面不粘性和良好的自润滑性。
(8)极好的热稳定性。
1.2研究的意义虽然PTFE有诸多的优点,但是由于该材料分子结构高度对称,结晶度高且不含活性基团,导致其表面能很低(19 dyns/cm),表面疏水性极高(与水接触角超过100℃)。
聚四氟乙烯的改性及应用聚四氟乙烯,又称特氟龙,是一种具有优异性能的工程材料。
其具有高耐腐蚀、高绝缘、低摩擦系数等特性,在许多领域都有广泛的应用。
然而,聚四氟乙烯也存在一些局限性,如加工难度大、耐热性差等,因此需要通过改性等方法进行优化。
本文将重点探讨聚四氟乙烯的改性方法、应用领域以及未来发展趋势。
改性聚四氟乙烯的方法主要包括:化学改性、填充改性、共混改性、表面改性等。
化学改性是通过改变聚四氟乙烯的分子结构来实现的,常见的方法包括:磺化、氧化、氢化等。
这些方法可以增加聚四氟乙烯的极性,提高其溶解性和粘结性能。
然而,化学改性往往会引起材料性能的损失,同时工艺难度较大。
填充改性是在聚四氟乙烯中加入一些无机或有机填料,以改善其性能。
常见的填料有:玻璃纤维、碳纤维、无机盐等。
这些填料可以显著提高聚四氟乙烯的耐热性、强度和耐磨性。
然而,填充改性会增大材料的密度,降低其绝缘性能。
共混改性是将聚四氟乙烯与其他塑料或橡胶共混,以获得综合性能。
常见的共混材料有:聚酰胺、聚碳酸酯、丁腈橡胶等。
这些共混材料可以改善聚四氟乙烯的加工性能、耐热性和韧性。
然而,共混改性可能会导致材料的不相容性和界面结合力的减弱。
表面改性是通过改变聚四氟乙烯的表面性质来实现的,常见的方法包括:等离子处理、射线处理、化学浸渍等。
这些方法可以增加聚四氟乙烯表面的粗糙度、极性和粘结性能。
表面改性对材料性能的影响较小,但会影响表面的光滑度和均匀性。
聚四氟乙烯被广泛应用于以下领域:管道和阀门:由于聚四氟乙烯具有出色的耐腐蚀和低摩擦系数,常用于制造管道和阀门。
特别是在强酸强碱等腐蚀性环境中,聚四氟乙烯管道和阀门可以显著提高设备的寿命和安全性。
防腐涂层:聚四氟乙烯涂层是一种常见的防腐材料,可用于各类金属和塑料表面。
它具有优异的耐腐蚀性和高绝缘性,可以长期有效保护基材不受腐蚀和电化学损伤。
高压电器:聚四氟乙烯在高压电器领域也有广泛应用,如高压绝缘子、高压电缆等。
聚四氟乙烯的改性及应用研究摘要:聚四氟乙烯为高分子化合物,化学性能稳定,耐腐蚀效果强,密封性好,且有较高的润滑不粘性,同时在电绝缘性和抗老化能力方面表现优异,也正因如此聚四氟乙烯在工程塑料领域中被广泛应用。
本文深入探索与分析聚四氟乙烯的改性及应用,希望能够对当前聚四氟乙烯的应用领域拓展提供必要的参考。
关键词:聚四氟乙烯;改性;应用引言:聚四氟乙烯(PTFE)于1936年发明,随后被投入到工业化生产之中,聚四氟乙烯性质优良,被广泛应用于航空、化工、电子、机械、医药等工业领域中,同时也逐渐深入到人民群众的日常生活中。
为了进一步提高聚四氟乙烯复合改性技术的研究水平,本文针对聚四氟乙烯的改性及应用进行深入的研究与分析,希望能够有效推动聚四氟乙烯改性技术的发展和进步。
1 聚四氟乙烯改性分析1.1 表面改性分析由于聚四氟乙烯的分子链结构呈现对称性,同时也体现出电中性,使得材料的表面张力较低,仅仅为19mN/m左右,表面低张力也限制了聚四氟乙烯与其它材料之间的复合性应用,特别是聚四氟乙烯薄膜与其它骨架材料的粘结效果相对较差,因此需要对基于四氟乙烯材料进行表面改性,以进一步焕发材料表面活性。
在实施表面改性时可以提前做好预处理,让聚四氟乙烯材料表面进行去氟处理之后接枝聚合物,以进一步提高表面的粘接性。
此外也可以在聚四氟乙烯材料表面包裹张力较高、粘接性更好的聚合物,让聚四氟乙烯材料与其他材料之间的粘接效果更强。
在实施表面改性技术时,可以综合应用钠-萘络合物化学改性、高温熔融改性技术等方法,此种方法最基本的思路在于对聚四氟乙烯材料引入极性基团,以进一步增加材料的结合力或单纯消除聚四氟乙烯相对年轻向角落的界面层已形成,粘接效果更强的表面层,在不同类型的表面改性技术中钠-萘络合物化合物改性方法,操作水平和操作工艺更加简单,投入成本较低,但是改性效果更好,也正如此,该技术成为了对聚四氟乙烯材料进行改性的经典方法之一。
除了此类化学方法以外,也可以应用物理化处理方法对聚四氟乙烯材料表面进行改性,例如可以应用离子束注入技术等对聚四氟乙烯表面进行改性,随后开展接枝处理。
聚四氟乙烯滤膜的发展及应用郭玉海;朱海霖;王峰;唐红艳;张华鹏【摘要】为了进一步开发聚四氟乙烯(PTFE)材料,介绍了PTFE滤膜的应用、微孔特点、关键加工技术及最新发展,指出滤膜孔径的精准控制以及在新风系统和膜蒸馏等领域的应用是滤膜发展的趋势.认为采用调整制膜参数、双层共拉伸、后整理和包缠等技术在孔径控制上有优势,后整理含有羧基、羟基、磺酸基等基团的亲水材料是赋予亲水性能的主要方法.我国在服装膜、除尘膜上尚可满足国内要求,但泡点膜、亲水膜还存在一些急需解决的问题.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2015(036)009【总页数】5页(P149-153)【关键词】聚四氟乙烯;平板膜;中空纤维膜;拉伸【作者】郭玉海;朱海霖;王峰;唐红艳;张华鹏【作者单位】浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8聚四氟乙烯(PTFE)膜材一般采用压延、车削和拉伸等方法加工,其中采用分散PTFE原料和拉伸法制备的膜材具备良好的微孔结构,才能用于过滤领域。
拉伸法加工的PTFE滤膜分为平板膜、中空纤维膜和管式膜,依据制品形状和微孔结构,PTFE滤膜可用于空气和水净化等领域。