燒結(jié)工藝對PTFE燒結(jié)程度影響
發(fā)布時間 : 2020-09-30 瀏覽次數(shù) : 次聚四氟乙烯（PTFE）是一種應(yīng)用極為廣泛的工程塑料，具有優(yōu)異的耐介質(zhì)、低摩擦系數(shù)、使用溫度范圍寬等優(yōu)良特性，在密封潤滑等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。由于PTFE熔融溫度和熔體黏度高，不易加工，所以常見的一種加工手段是通過類似金屬粉末冶金的冷壓燒結(jié)方式進(jìn)行加工。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，燒結(jié)是PTFE成型加工的一個重要環(huán)節(jié)，燒結(jié)溫度、保溫時間、升溫／冷卻速率等工藝條件直接影響坯料的燒結(jié)程度，進(jìn)而影響制品的最終性能。
PTFE燒結(jié)過程中冷卻速率對填充PTFE結(jié)晶度和性能的影響，發(fā)現(xiàn)驟冷可以降低PTFE復(fù)合材料的結(jié)晶度和硬度，提高拉伸強(qiáng)度。PTFE原料和冷壓成型所得坯料在燒結(jié)前后以及不同燒結(jié)時間下材料表面微觀形貌的差別。不同燒結(jié)工藝和冷卻條件對PTFE復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。但是，對于生產(chǎn)中常見的坯料燒結(jié)程度過低或者過高的情況，因此，實(shí)現(xiàn)對PTFE坯料燒結(jié)程度相關(guān)指標(biāo)的有效監(jiān)控，對于批量生產(chǎn)中最終制品的質(zhì)量控制至關(guān)重要。
使用差示掃描量熱（DSC）法，研究不同燒結(jié)工藝條件下，坯料的熔融和結(jié)晶曲線，利用結(jié)晶度和分子量降低率兩個參數(shù)，作為衡量PTFE燒結(jié)程度的依據(jù)，研究燒結(jié)溫度、保溫時間和升溫速率對坯料燒結(jié)程度的影響。
PTFE坯料的DSC分析表明，不同的燒結(jié)工藝對坯料的燒結(jié)程度有較大的影響。燒結(jié)溫度過低，坯料表面區(qū)域的熔融曲線出現(xiàn)低溫和高溫雙重熔融峰且結(jié)晶度較高，此時坯料燒結(jié)程度不足。坯料燒結(jié)溫度過高或者保溫時間過長，坯料表面區(qū)域的結(jié)晶熱焓增大，數(shù)均分子量顯著降低，此時坯料出現(xiàn)過度燒結(jié)。升溫速率過高，在熔融曲線上出現(xiàn)高溫熔融峰且結(jié)晶度較高，此時坯料內(nèi)部的燒結(jié)程度不足。同時，升溫速率過高時坯料各區(qū)域燒結(jié)程度有顯著差別，從坯料中心到表面區(qū)域沿徑向方向，結(jié)晶度逐漸降低，燒結(jié)程度逐漸提高。
燒結(jié)程度對于PTFE材料性能具有較大影響，燒結(jié)程度過低或過高，均會導(dǎo)致坯料結(jié)晶度和數(shù)均分子量的異常變化，造成坯料拉伸性能的下降。DSC分析表明，較理想的PTFE燒結(jié)工藝參數(shù)為：燒結(jié)溫度370℃，保溫時間20～140?min，升溫速率50～100℃／h。此時，材料的結(jié)晶度和數(shù)均分子量降低率均保持在較低水平，坯料燒結(jié)程度較理想，不會出現(xiàn)“欠燒”或“過燒”現(xiàn)象。
