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简单介绍表面改性聚四氟乙烯(PTFE)——无锡市祥健四氟制品有限公司

编辑: 祥健四氟 阅读数: 发布日期: 2020/9/22 15:11:04
信息摘要:
在PTFE中,氟原子取代聚乙烯中的氢原子。由于氟原子的半径(0.064nm)大于氢原子的半径(0.028nm),因此碳 - 碳链由聚乙烯的平坦,完全延伸的曲折构象,该构象逐渐逆转为PTFE的螺旋构象。 螺旋构象位于PTFE的碳链骨架之外,易受化学侵蚀,形成紧密的完全“氟化”保护层,因此PTFE骨架不受任何外部试剂的影响,使PTFE与其他材料无法匹敌。耐溶剂性,化学稳定性和低内聚能密度; 同时,碳 - 氟键极强,其键能高达460.2kJ / mol,远远超过碳 - 氢键(410 kJ / mol)和碳 - 碳键(372 kJ / mol) 高,使PTFE具有更好的热稳定性和化学惰性。 此外,氟原子的电负性非常大,四氟乙烯单体具有完美的对称性,因此PTFE分子与表面能之间的吸引力低,因此PTFE具有非常低的表面摩擦系数和良好的性能。温度低。可扩展性; 同时,PTFE的抗蠕变性差,容易发生冷流。PTFE的非支化对称主链结构也使其高度结晶,因此加工困难。
1. PTFE性能的结构分析:
    在PTFE中,氟原子取代聚乙烯中的氢原子。由于氟原子的半径(0.064nm)大于氢原子的半径(0.028nm),因此碳 - 碳链由聚乙烯的平坦,完全延伸的曲折构象,该构象逐渐逆转为PTFE的螺旋构象。 螺旋构象位于PTFE的碳链骨架之外,易受化学侵蚀,形成紧密的完全“氟化”保护层,因此PTFE骨架不受任何外部试剂的影响,使PTFE与其他材料无法匹敌。耐溶剂性,化学稳定性和低内聚能密度; 同时,碳 - 氟键极强,其键能高达460.2kJ / mol,远远超过碳 - 氢键(410 kJ / mol)和碳 - 碳键(372 kJ / mol) 高,使PTFE具有更好的热稳定性和化学惰性。 此外,氟原子的电负性非常大,四氟乙烯单体具有完美的对称性,因此PTFE分子与表面能之间的吸引力低,因此PTFE具有非常低的表面摩擦系数和良好的性能。温度低。可扩展性; 同时,PTFE的抗蠕变性差,容易发生冷流。PTFE的非支化对称主链结构也使其高度结晶,因此加工困难。
2.聚四氟乙烯表面改性方法:
   2.1还原剂法(钠 - 萘溶液置换法)
   在各种已知的改性方法中,钠 - 萘溶液置换方法是有效且广泛使用的。
   原理如下:Na将最外层的电子转移到萘的空轨道,形成阴离子基团; 然后与Na形成离子对,释放出大量的共振能,并形成深绿色金属有机化合物的混合溶液。 这些化合物具有高反应性。 当与PTFE接触时,钠可以破坏CF键,撕掉PTFE表面上的一些氟原子,在表面上留下碳化层和-CH,-CO,C = C,-COOH和其他基团。 极地组; 碳化层深度约为0.05~1μm,PTFE表面张力为18.5×10-3N / m,表面能量高。
   除了钠 - 萘四氢呋喃蚀刻溶液之外,诸如钠 - 联苯二恶烷和钠 - 萘二甲醇二甲醚的处理液也具有良好的效果。
2.2高温熔化法
   该方法的优点是与其他方法相比,耐候性和耐湿热性显着,适合长期户外使用; 缺点是PTFE在高温烧结过程中会释放出有毒物质,并且PTFE膜的形状难以保持。
2.3等离子处理
   Badey J P等使用微波等离子体处理下游的PTFE并对其进行表面改性。  PTFE用O2 / N2或O2处理,表面未改性; 当用NN3等离子体处理时,PTFE表面的极性组分增加并且亲水性增加。
2.4激光辐射法
   它在材料加工方面具有许多优势,是其他表面处理技术所无法比拟的:
1、能量传递方便,可选择待加工工件表面的局部加固;
2、能量效应集中,加工时间短,热影响区小,激光加工后工件变形小;
3、加工工件表面形状复杂,易于实现自动化生产;
4、改性效果更加显着:速度快,效率高,成本低;
5、通常只处理一些薄金属,不适合处理较厚的板材;
6、由于激光对人眼的损害会影响工作人员的安全,因此致力于安全设施的开发。
   该方法包括以下步骤:将PTFE膜置于可聚合单体如苯乙烯,富马酸或甲基丙烯酸酯中,并用Co60照射以在PTFE膜的表面上形成易粘附层。 接枝聚合物。 接枝的PTFE在三维方向上均匀生长并保持其形状,但失去其原有的光泽和润滑性。 表面粗糙度随着接枝量的增加而增加,但表面不变色,湿润环境下的表面电阻也没有变化。
2.5硅酸活化方法
   在用SiX4处理多孔PTFE然后水解之后,可以活化PTFE的表面。 这是“硅酸改性方法”。优点:传统的改性方法改变了PTFE的化学结构,不同程度地影响了PTFE的固有结构; 这种改性方法不改变PTFE的化学结构,但也达到了表面活化的目的。
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