聚四氟乙烯即在室溫下使聚四氟乙烯成型成密實(shí)的隨著社會(huì)文明的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,材料化學(xué)也在日新月異地發(fā)展,許多新型的無機(jī)材料越來越多地被使用在日常生活中。聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)作為一種新型的無機(jī)非金屬材料,在人們的生活和生產(chǎn)實(shí)踐中起著舉足輕重的作用。四氟乙烯(TFE)的發(fā)現(xiàn)首先是被用于冰箱的制冷劑。1938年4月6日,杜邦公司(Do Pont)的研究員Plunkett和他的助手首次從裝有TFE的鋼瓶中得到了粉末狀的聚四氟乙烯(聚四氟乙烯),引起杜邦公司的重視,并探索其聚合條件及材料的性能和應(yīng)用前景。在第二次世界大戰(zhàn)中,聚四氟乙烯以其優(yōu)異的性能被列為軍需品,同時(shí)其專利也被保護(hù)起來。直到1946年JAC才報(bào)導(dǎo)了杜邦公司在聚四氟乙烯的研究工作,同時(shí)美國(guó)專利局批準(zhǔn)了多項(xiàng)專利。
聚四氟乙烯的性能特點(diǎn)主要有耐高低溫性、耐化學(xué)腐蝕和耐候性、摩擦系數(shù)低、優(yōu)異的電氣絕緣性、自潤(rùn)滑性和非粘附性等眾多優(yōu)良品質(zhì),因此聚四氟乙烯被用于防腐材料、無油潤(rùn)滑材料、電子設(shè)備的高級(jí)介質(zhì)材料、醫(yī)學(xué)材料、防粘材料等。雖然聚四氟乙烯材料具有其它材料無法替代的優(yōu)異性能,但是本身也存在著一定的缺點(diǎn),例如:難熔融加工性、難焊接性和冷流性。隨著材料應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,這些缺點(diǎn)正在逐漸被克服,從而使它在石油化工、電子、醫(yī)學(xué)、光學(xué)等多種領(lǐng)域的應(yīng)用前景更加廣闊。
聚四氟乙烯的制備 聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。工業(yè)上的聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進(jìn)行的,用以分散反應(yīng)熱,并便于控制溫度。聚合一般在40~80℃,0.3~2.6MPa壓力下進(jìn)行,可用無機(jī)的過硫酸鹽、有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑,也可以用氧化還原引發(fā)體系。每摩爾四氟乙烯聚合時(shí)放熱171.38kJ。分散聚合須添加全氟型的表面活性劑,例如全氟辛酸或其鹽類。聚四氟乙烯的聚合方法包括本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合( 亦稱分散聚合) 等,工業(yè)生產(chǎn)中主要采用懸浮聚合和乳液聚合。
懸浮聚合懸浮聚合聚四氟乙烯的加工方法基本步驟包括預(yù)成型、燒結(jié)和冷卻三部分。預(yù)成型是將粉末狀聚四氟乙烯樹脂壓成具有一定形狀的預(yù)成品;燒結(jié)是將預(yù)成品加熱至樹脂熔點(diǎn)使樹脂粒子密集為均相結(jié)構(gòu);冷卻是在一定的冷卻速度下降溫以獲取一定形狀的聚四氟乙烯材料。
(1)聚四氟乙烯擠壓成型工藝。擠壓成型是將聚四氟乙烯樹脂加入擠壓機(jī)的料腔中加壓,擠入口模使它形成密實(shí)的管材、棒材等制品,然后經(jīng)燒結(jié)、冷卻制成具有一定規(guī)格的產(chǎn)品,擠壓成型的特點(diǎn)在于可連續(xù)成型,是模壓成型工藝的連續(xù)化。
(2)聚四氟乙烯等壓成型。等壓成型又稱為液壓成型,用于制造體積較大的聚四氟乙烯的套筒、貯槽、半球殼體、大圓板、塔柱、圓管和用于切削大張薄板的大毛坯、方坯等,也可制造整體的內(nèi)襯聚四氟乙烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的三通彎頭、導(dǎo)流管等形狀復(fù)雜的制品。聚四氟乙烯等壓成型具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投產(chǎn)快、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便、制品受壓均勻、質(zhì)量好、節(jié)約樹脂等特點(diǎn)。
(3)聚四氟乙烯模壓成型。模壓成型是聚四氟乙烯最常用的方法,一些形狀簡(jiǎn)單的制品如板、棒、套管、薄膜毛坯、墊板等都可用模壓成型。模壓成型方法基本上包括混料、預(yù)成型、燒結(jié)、冷卻四步組成。