聚四氟乙烯的的加工方法
發(fā)布時間 : 2020-07-20 瀏覽次數(shù) : 次PTFE的結(jié)晶熔點為327℃,但樹脂要在380℃以上才能處于熔融狀態(tài)。另外，PTFE又具有極強的耐溶劑性。因此，它既不能用熔融加工法，也不能用溶解加工法，通常其制品的制作只能象金屬和陶瓷的加工一樣，先將粉末壓實，然后再燒結(jié)和機械加工，或者通過擠壓成型、等壓成型、涂覆成型和壓延成型等方式加工。
一、模壓成型
模壓成型是PTFE目前采用最多成型加工方法。模壓成型工藝是將一定的模壓用原料(粉料、粒料、纖維狀料等)放入金屬模具中，在一定溫度、壓力下成型的一種方法。模壓成型所加工的聚合物不受其分子量的限制，幾乎所有的塑料都可以用模壓法來加工。模壓成型的主要特點是:成本低、設(shè)備簡單、投資少、不受所加工的塑料的分子量的限制;缺點是生產(chǎn)效率低、勞動強度大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等。PTFE相對分子質(zhì)量太高，流動性極差,在其他加工方法不成熟的情況下，世界各國主要采用模壓成型來加工PTFE產(chǎn)品。
模壓成型具體工藝分為:①壓制一燒結(jié)一壓制法;②燒結(jié)-壓制法;③快速加熱-壓制法;④壓制、燒結(jié)同時進行法。
二、液壓成型法
液壓法又稱均衡法，等壓法,是把PTFE樹脂均勻地加入橡皮袋與模壁之間，再向橡皮袋中注入液體(常用水),產(chǎn)生壓力的橡皮袋向模壁擴展，壓實樹脂而成為預成型品的一種方法。這種方法可用來制造體積較大的套簡、有底貯槽、半球殼體、塔柱、大塊板坯等，也可制造整體內(nèi)襯PTFE復合結(jié)構(gòu)的三通、彎頭、異型材等形狀復雜的制品。液壓成型的主要優(yōu)點是設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)簡單，一臺普通水泵即代替了高噸位的壓機，制品受壓均勻、密度一致、可制造大型構(gòu)件、形狀復雜和內(nèi)襯結(jié)構(gòu)簡單。
三、推壓成型
推壓又稱糊狀擠出成型，把20-30目過篩的分散樹脂與有機助劑(甲苯、石油醚、溶劑油等，配比樹脂重量為1/5)混合制成糊狀物，預壓成厚壁圓簡狀坯料,然后放進推壓機料簡內(nèi)，在加熱下用柱塞推壓成型。經(jīng)干燥后在360~380C溫度下燒結(jié)，冷卻后得到強韌的推壓管、棒等制品。推壓制品只限于直徑為16mm 以下的棒及壁厚在3mm以下的管子等。
四、螺旋擠出成型
PTFE粉料的螺桿擠出機不同于其它熱塑性塑料用的擠出機，曾通熱塑性塑料的擠出成型是借助于螺桿旋轉(zhuǎn)作用將物料向前推進的同時還起到壓縮、剪切、混合作用，物料還受到剪切力作用產(chǎn)生的熱量和料簡外部加熱使其熔融。而PTFE的螺桿擠出機的螺桿只起到輸送和推壓的作用，使物料通過一個帶有雙頭螺紋，等螺距等深度的單螺桿擠出機的機頭，再進入口模內(nèi)燒結(jié)、冷卻，并借助反壓力裝置提供的壓力成型，達到連續(xù)的目的。用單螺桿擠出機加工PTFE時，常常遇到很大困難。由于PTFE粉料的摩擦系數(shù)很低，在進料過程中造成打滑，大大降低螺桿的輸送能力。并且由于摩擦生熱，還可能使粉料黏附在螺桿或機筒上，使進料更加困難和不穩(wěn)定。
近年來，雙螺桿在加工這種特殊性質(zhì)的物料方面也得到應用，其進料原理和單螺桿擠出機不同,其具有正向輸送作用，它能克服UHMWPE粉料在螺桿中的打滑問題，大大提高螺桿進料能力。其中反向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機比同向雙螺桿擠出機的混煉均化效果要好，但由于其分離力較大，在螺桿的間隙處剪切作用較大，使物料出現(xiàn)過熱，擠出物料的分子量可下降40%左右。若使間院較大,螺桿不在嚙合，物料將粘到較熱的金屬上。然而使用同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機，就不存在上述問題。物料在擠出機中受到的剪切作用比較小，塑化所需的熱量，全來自外加熱源，因而可精確控制，這樣可使物料在擠出過程中的過熱降解減至最小，同時為了維持物料在機頭中流動的正常和穩(wěn)定,機頭截面大小的設(shè)計要與螺桿輸送物料的體積相適應。螺桿的轉(zhuǎn)速也不能快，一般在每分鐘 10轉(zhuǎn)左右。為了避免材料突然粘到金屬表面上，必須嚴格控制擠出溫度。
五、柱塞擠出成型
柱塞擠出成型加工塑料，在塑料加工上算是比較古老的方法了，自從塑料這種材料出現(xiàn)開始，人們就開始用該方法來加工塑料。用柱塞擠出機加工PTFE的就是將定量樹脂壓入口模，使柱塞往復運動,將其壓制成為預成型品。如此不斷往返，在口模中形成多段的預成型品。由于PTFE樹脂間的相互摩擦，以及PTFE樹脂與口模壁的摩擦均產(chǎn)生了阻力，同時預成型品在口模中燒結(jié)時的體積膨脹也產(chǎn)生了阻力，這樣就是一-段一段的預成型品在壓力下燒結(jié)與冷卻成連續(xù)的整體。該方法的優(yōu)點在于:成型過程中不出現(xiàn)剪切，相對分子量降低少，制品的質(zhì)量好，且不受相對分子量高低的限制，同時可以加工直徑最大可達500mm，壁厚僅為3mm的大口徑管材。但是由于在寄出過程中，原料與加熱部件接觸面積小，加熱的效率低，限制了其擠出的速度。
六、幾種PTFE主要加工方法的比較
| 加工方法 | 是否需要改性或添加填充劑 | 原料類型 | 加工溫度 | 連續(xù)性 | 效率 |
| 模壓成型 | 否 | 分散樹脂或粉碎的懸浮樹脂 | 370~380℃ | 否 | 低 |
| 液壓成型 | 否 | 較小壓縮比的懸浮樹脂 | 否 | 低 | |
| 推壓成型 | 有機助劑 | 分散樹脂 | 360~380℃ | 連續(xù) | 較高 |
| 螺旋擠出成型 | 改性或者填充劑 | 預燒結(jié)料 | 360~410℃ | 連續(xù) | 較高 |
| 柱塞擠出成型 | 否 | 懸浮樹脂或預燒結(jié)料 | 360~400℃ | 連續(xù) | 高 |
