聚四氟乙烯熱處理工藝
發(fā)布時間 : 2019-05-22 瀏覽次數(shù) : 次選擇適宜的熱處理方法和條件是改進聚四氟乙烯板材性能的主要途徑。試樣拉伸后都要經(jīng)過熱處理，其目的是加速聚合物的二次結(jié)晶或結(jié)晶過程，使分子鏈取向轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶取向，消除內(nèi)應(yīng)力，提高結(jié)晶度，使晶體結(jié)構(gòu)趨于完善，使尺寸穩(wěn)定化等。但是，在高溫處理時，溫度越高，材料的機械性能下降越明顯。因此，必須根據(jù)試樣的性能要求來選擇合適的熱處理條件。
1、熱定型
板材拉伸后必須采用熱定型處理。高分子拉伸后，受熱會引起分子鏈回復拉伸前狀況，宏觀即引起板材的翹曲。所以熱定型時，在材料拉伸方向上要保持一定拉力，以免影響材料的性能和外觀。如完全無拉力下加熱，會使板材發(fā)生嚴重的變形。本研究采用夾具夾緊，以保持拉力，使板材在加熱時，在拉伸方向上保持一定拉力。
當被拉伸的預成型加熱到熔點以上時，結(jié)晶相漸漸轉(zhuǎn)變成無定型相，結(jié)晶結(jié)構(gòu)中的無定型部分沿著結(jié)晶軸做較大的滑動，由于纖維和節(jié)點的阻礙，在應(yīng)力下阻止了這種滑動。因此，熱定型過程可看作是無定型部分的固定過程。聚四氟乙烯的微觀結(jié)構(gòu)在無定型相固定階段沒有發(fā)生本質(zhì)的變化，但是，如果無定型部分長時間處于過高的溫度下，微觀結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，節(jié)點增加，纖維破壞，導致制品強度降低。熱處理溫度高于390℃時，一分鐘內(nèi)就可能引起分解、失強。
2、冷卻
冷卻過程是一個由無定型相轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶相的過程，是大分子鏈段重新排入晶格并由無序變?yōu)橛行虻乃沙谶^程。冷卻速度決定著制品的結(jié)晶度，影響到制品的各種物理機械性能。聚四氟乙烯的最大結(jié)晶度出現(xiàn)在比熔點低10~20℃的溫度下，即是在310~315℃的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)。冷卻方法包括兩種：緩慢冷卻(不淬火);快速冷卻(淬火)。
緩慢冷去即在空氣中按合適的速度直接冷卻，所得制品的結(jié)晶度較大，收縮率較大，制品收縮率較大。
快速冷卻即把拉伸后的試樣置于水中或空氣中以最快的速度通過結(jié)晶速度最大的溫度區(qū)域進行冷卻，使制品內(nèi)保存有大量非晶區(qū)，這種方法所獲得的制品結(jié)晶度低、韌性好、硬度低、拉伸強度大、制品收縮率較小;但容易出現(xiàn)裂紋，造成廢品，此外，由于聚四氟乙烯的導熱性查，在淬火過程中會產(chǎn)生較大的應(yīng)力而使制品撓曲或變形，但如果在快速冷卻時加壓冷卻，即把拉伸后的試樣壓入冷模腔，在1/3的預成型壓力下冷卻，所得制品將不會出現(xiàn)快速冷去給制品造成的缺陷且質(zhì)量接近緩慢冷卻所得到的制品。
