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聚四氟乙烯板的改性技术介绍
点击次数:174 发布时间:2018-09-27
   聚四氟乙烯板的改性技术介绍
  为提高聚四氟乙烯板PTFE材料的综合性能,多年来人们努力致力于PTFE的改性研究。早期,PTFE的改性主要采用复合原则,使其与其他材料相结合,形成PTFE复合材料,以弥补PTFE自身的缺陷,提高其综合性能。20世纪后期,PTFE的广泛应用推动了聚四氟乙烯改性技术的发展,许多新技术得到发展和应用。目前PTFE常用改性方法可以分为表面改性、填充改性、共混改性、化学改性、结构改性等几大类。今天我们主要来看看聚四氟乙烯的表面改性:
  PTFE分子链结构的对称性使它呈现电中性,分子无极性,成为表面张力极低的材料。PTFE表面张力仅为18-20mN/m,这限制了它与其他材料的复合,特别是PTFE薄膜与骨架材料的粘结。因此必须对PTFE材料进行一定的表面改性,以提高其表面活性。PTFE的表面改性一方面主要是通过各种预处理的方法使其表面去氟之后接枝一些极性基团或聚合物,以提高其粘接性;另一方面,核/壳型结构使PTFE表面包裹一层表面能相对较高的聚合物,致使PTFE与其他材料的粘接能力增强。
  PTFE常用的表面改性技术有钠-萘络合物化学改性、高温熔融改性、高能辐射接枝改性、离子束注入改性和低温等离子体改性等。这些方法的基本设计思路是引入极性基团、增加界面结合力或者消除弱界面层,形成强化表面层。由于钠-萘络合物化学改性法工艺简单、成本低、效果好使其成为经典且实用的改性方法,其原理为:Na将外层电子转移到萘的空轨道上,形成阴离子自由基,再与Na形成离子对,释放出大量的共振能,生成了深绿色金属化合物的混合溶液。这些化合物的反应活性很高,与PTFE接触时,钠能破坏CF键,扯掉了PTFE表面的部分氟原子,表面留下了碳化层和-CH、-CO、-COOH等极性基团,使得PTFE表面具有较高的极性和较高的表面能。
  其他常用的表面改性方法包括一些物理化学处理方法,如用离子束注入技术或低温等离子体技术对PTFE表面进行改性,然后再进行表面接枝处理。EPTFE表面经低温等离子体处理后,对薄膜表面具有刻蚀和氧化作用,使薄膜表面粗糙化,并在薄膜表面形成活性基团,这些活性基团与空气中的氧气或水蒸气作用,生成过氧基团,进而转化成羰基、羧基等活性基团,这些活性基团和含氧基团的引入,使薄膜得以能够接枝共聚物,从而在薄膜表面形成众多较稳定的含氧极性基团,提高薄膜表面的亲水性。
  通过表面改性之后的PTFE材料可以采用普通的粘结复合技术与其他材料粘合,复合制品既保持了PTFE的优点,又可以充分利用其他材料的高物理机械性能而克服自己的不足,该技术目前广泛应用于复合密封制品、摩擦润滑制品、防腐应用等领域。
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