氟塑料和聚四氟乙烯都是高分子材料。聚四氟乙烯是指聚乙烯中的氢原子被氟原子取代而得的一类高分子。其由于氟原子小的原子半径而使聚四氟乙烯具有很多优良特征,如很好的耐溶剂性,耐酸耐碱性,耐气候性等等。氟塑料是一类含氟原子的高分子材料。包括有聚四氟乙烯(PTFE)、全氟(乙烯丙烯)(FEP)共聚物、聚全氟烷氧基(PFA)树脂、乙烯一四氟乙烯(ETFE)共聚物、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氟乙烯(PVF)等等。很显然,氟塑料包含聚四氟乙烯产品。
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内衬氟塑料和内衬四氟塑料的区别
四氟套,也称四氟管,主要用于垫片的加工或管道的内衬,内衬聚四氟乙烯的管道具有耐腐蚀,耐酸耐碱,耐低温等优点!
所以内衬氟塑料跟内衬四氟塑料指的是把聚四氟乙烯管前任到钢管里面,氟塑料,四氟塑料均是指聚四氟乙烯。
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百度:庚泽轩
干货:
一、什么是氟塑料?
氟塑料是塑料的一个重要品类,氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物。通常人们认识氟塑料是从接触塑料王--聚四氟乙烯(PTFE)开始的。其实聚四氟乙烯只是产量和用量最大的氟塑料品种,除此之外,常用的氟塑料还有:四氟乙烯与全氟(正)丙基乙烯基醚的共聚物(PFA)、聚全氟乙丙烯(FEP,俗称F46)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE,俗称F40)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯的共聚物(THV)等等。
二、氟塑料性能
氟塑料具有优异的介电性能和耐化学腐蚀、耐高低温、防水、不粘、低摩擦系数、良好的自润滑性等性能。目前,已广泛应用于化工、电子、电气、航空、航天、半导体、机械、纺织、建筑、医药、汽车等工业领域。
三、氟塑料发展历史
我国含氟塑料成型加工行业是50年代末、60年代初开始发展的,六十、七十年代主要用于国防工业,进入八十年代以后加强了军民结合和推广应用工作,使含氟塑料成型加工行业得到迅速发展。经过40年的努力,我们的生产厂家已基本掌握了主要的成型加工方法。如模压、等压成型、挤压成型(柱塞挤出成型、螺旋挤压成型和糊膏挤压成型)、传递模塑成型、旋转成型、膨体成型、浸渍、喷涂、化学镀、吹塑、注塑成型等多种成型加工方法。其产品已广泛应用于国民经济各个领域。
四、以下氟塑料品种,作较详细介绍
1、聚全氟乙丙烯(FEP,俗称F46) 【以FEP线缆挤出加工工艺也给您详细分享了,以方便您认识氟塑料加工的认识】
2、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE,俗称F40)
3、四氟乙烯与全氟(正)丙基乙烯基醚的共聚物(PFA)
4、聚四氟乙烯(PTFE)
5、聚偏氟乙烯(PVDF)
6、聚三氟氯乙烯(PCTFE)
7、聚氟乙烯(PVF)
8、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯的共聚物(THV)
9、乙烯一三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)
1 :什么是FEP(聚全氟乙丙烯;F46)?
一、什么是FEP?
FEP的英文为:Teflon* FEP (Fluorinated ethylene propylene) FEP,中文名称为:氟化乙烯丙烯共聚物(全氟乙烯丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯),俗称F46,是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的,六氟丙烯的含量约15%左右,是聚四氟乙烯的改性材料。
根据加工需要,FEP可分为粒料、分散液和漆料三种。其中,粒料按其熔融指数的不同,可供模压、挤出和注射成型用;分散液供浸渍烧结用;漆料供喷涂等用。
聚全氟乙丙烯具有优良的耐腐蚀性介质,其衬里阀门是为石油、化工、染化、农药等行业中各种强腐蚀介质的启闭控制而研制的。聚全氟乙丙烯衬里阀门,壳体铸件采用熔模精铸,外观光洁,强度提高。与腐蚀介质接触处采用衬里或外包和外表金属的多种结合,故产品在各种酸、碱、盐类强腐蚀性介质中能完好工作。
美国市场经销的FEP有DUIPont公司的Teflon牌、Daikin公司的Neoflo牌、Hoechst Celanese公司的IHoustaflow牌。
二、FEP特性
FEP中六氟丙烯的含量对共聚体的性能是有一定的影响。目前生产的FEP树脂的六氟丙烯的含量,通常在14%-25%(质量分数)左右。
FEP树脂和聚四氟乙丙烯一样,也是完全氟化的结构,不同的是聚四氟乙烯主链的部分氟原子被三氟甲基(-CF3)所取代。F46树脂和聚四氟乙烯虽都由碳氟元素组成,碳链周围完全被氟原子包围着,但FEP其大分子的主链上有分支和侧链。这种结构上的差别对于材料在长期应力下的温度范围上限来看,无很大影响,FEP的上限温度为200℃,而聚四氟乙烯的最高使用温度是260℃。但是,这种结构上的差别,却使F46树脂具有相当确定的熔点,并可用一般的热塑性加工方法成型加工,使加工工艺大为简化。这是聚四氟乙烯所不具备的。这便是用六氟丙烯改性聚四氟乙烯的主要目的。
1、物理性能
FEP树脂的分子量测定,目前尚无可行的方法。但它在380℃时的熔融粘度要比聚四氟乙烯低,为103-104Pa.s。可见F46的分子量比聚四氟乙烯低得多。
FEP的熔点随共聚体的组分不同而有一定的差异,共聚体中六氟丙烯的含量的增加时,熔点变低。按差热分析法所测得的结果,国产F46树脂的熔点大多在250-270℃之间,比聚四氟乙烯低。
FEP树脂是一种结晶性高聚物,结晶度比聚四氟乙烯低一些,当F46熔体缓慢冷却到晶体熔点以下温度时,大分子重行结晶,结晶度在50%-60%之间;当熔体以淬火方式迅速冷却时,结晶度较小,在40%-50%之间。F46的晶体结构形态,均为球晶结构,并随树脂和加工成型温度及热处理方式的不同而有一定的差异。
2、电绝缘性能
FEP的电绝缘性能和聚四氟乙烯十分相近。它的介电系数从深冷到最高工作温度,从50Hz到1010Hz超高频的广阔范围内几乎不变,并且很低,仅2.1左右。介质损耗角正切随频率的变化则有些变化,但随温度变化不大。
FEP树脂的体积电阻率很高,一般大于1015Ω·m,且随温度变化甚微,也不受水和潮气的影响。耐电弧大于165s。
FEP的击穿场随厚度的减少而提高,当厚度大于1mm时,击穿场强在30kV/mm以上,但不随温度的变化而变化。
3、热性能
FEP树脂的耐热性能仅次于聚四氟乙烯,能在-85-+200℃的温度范围内连续使用。即使在-200℃和+260℃的极限情况下,其性能也不恶化,可以短时间使用。FEP树脂的热分解温度高于熔点温度,在400℃以上才发生显著的热分解,分解产物主要是四氟乙烯和六氟丙烯。由于FEP大分子通常带有的等端基在熔点以上温度时也会分解,因此300℃以上进行加工时也必须注意适当的通风。F46在熔点温度以下是相当稳定的,但在200℃高温下机械强度损失较大。图2是F46树脂的熔融指数在恒温下的瞬间变化情况,熔融指数表示F46在372℃,5000g重力下,10min内流过规定孔径的克数,因此,可用熔融指数的增加来分析熔体粘度的减少及共聚物发生热分解的情况。
FEP在-250℃时仍不定期完硬脆,还保持有很小的伸长率和一定的曲挠性,比聚四氟乙烯甚至更好些,是其他所有各类塑料所不及的。
4、耐化学稳定性
FEP的耐化学稳定性与聚四氟化乙烯相似,具有优异的耐化学稳定性。除与高温下的氟元素、熔融的碱金属和三氟化氯等发生反应外,与其他化学药品接触时均不被腐蚀。
5、力学性能
FEP与聚四氟乙烯相比,硬度及抗拉强度略有提高,摩擦系数也比聚四氟乙烯略大。常温下,FEP具有较好的耐蠕变性能;但当温度高于100℃时,耐蠕变性能反而不及聚四氟乙烯。
6、其他性能
FEP树脂在大气中抗氧化性能非常好,耐大气稳定性高。FEP的耐辐照性要比聚四氟乙烯好,略逊于聚乙烯。在空气中和室温下,F46开始出现性能变化的最小吸收剂量为105-106rad?既103-104Gy,故可作耐辐照材料使用。
三、FEP用途:
FEP树脂既具有与聚四氟乙丙烯相似的特性,又具有热塑性塑料的良好加工性能。因而它弥补了聚四氟乙丙烯加工困难的不足,使其成为代替聚四氟乙丙烯的材料,在电线电缆生产中广泛应用于高温高频下使用的电子设备传输电线、电子计算机内部的连接线、航空宇宙用电线及其特种用途安装线、油泵电缆和潜油电机绕组线的绝缘层。
其主要的用途是用于制作管和化学设备的内村、滚筒的面层及各种电线和电缆,如飞机挂钩线、增压电缆、报警电缆、扁形电缆和油井测井电缆。FEP膜已见用作太阳能收集器的薄涂层。主要应用于通讯电缆、电线、半导体、化工防腐、医用材料、汽车、工业涂料等领域。
四、FEP挤出工艺要点
FEP具有较好的加工工艺性能。可采用通常的挤出法包覆电线电缆的绝缘层。为了正确设计挤出机和模具,控制和掌握FEP树脂的加工条件,首先应了解FEP的流变性能。FEP在390℃温度下剪切应力与剪切速率的关系。其粘度μA随剪切速率加而下降。FEP的临界剪切速率,如果剪切速率超过此数值,就会引起塑料流动的下均匀,结果使制品表面粗糙,无光泽和起层。FEP的临界剪切速率值与聚乙烯,尼龙相比相差悬殊,因而熔融破裂问题尤为严重。FEP树脂在加工中有两个特征,即具有熔融破裂的倾向和熔融状态时有特高的可拉伸性。为了在电线电缆生产中尽量消除或改善熔融破裂和提高生产率,通常采取以下措施:第一,采用挤管式模具,扩大模子的开口,以减慢聚合物在模口的流速,使之在低于临界剪切速率的适中挤出速度下挤出树脂,并提高生产率;第二,在不致使树脂分解的前提下,尽可能提高熔融树脂的温度,以降低树脂粘度,从而提高其临界剪切速率。
(1) 挤出机螺杆的主要参数
FEP的挤出机,一般采用单头全螺纹、等距、突变压缩型螺杆。为保证FEP树脂的充分塑化,螺杆的均化区长度,通常占螺杆全长的25%左右;螺杆顶端呈圆锥形,以防止树脂的停滞和分解。
(2) FEP绝缘电线挤出工艺要点
①.供料:FEP挤出前,先在120℃下预烘3h左右为宜。
②.导电线芯预热:为保证挤出的FEP绝缘层内外温度均一,导电线芯应预热至300-350℃。
③.挤出机的温度分布:挤出机一般以280℃(进料口)至380℃(机头)直线上升的温度分布为好;机头温度波动范围不大于±5℃,并应在不致使树脂分解的前提下,尽量提高机头温度,以降低树脂的熔融粘度。挤出机机身(自进料口至机头)、机头、模套的参考温度如下:
机身 第一段 280-310℃ 第二段 315-330℃
第三段 340-360℃ 第四段 360-380℃
机头 380℃ 模套 380-410℃
④.模套的拉伸比:宜选择在50-200范围内。
⑤.螺杆的转速:协同温度将螺杆转速调好后,在FEP树脂挤出加工过程中不要变动频繁,如有必要可稍加调整。螺杆转速应随导电线芯截面的大小而有所不同,一般可取5-15r/min。
⑥.模具模口保温:保温区应布满整个拉伸区,保温温度在350-380℃,以避免FEP的锥体至成型之前,由于表面骤冷而形成应力,从而导致绝缘开裂。
⑦.绝缘电线冷却:从挤出机挤出后的电线采用水冷。模口与水槽距离以较近为宜,建议不大于20cm。
⑧.设置滤网。为改善FEP树脂的塑化和混合质量,增加反压力,挤出机螺杆端部应加2-3层滤网为宜。
⑨.每批FEP材料应力求以最佳情况挤出,保证塑化良好,锥体透亮,无气泡,表面光滑,锥体与模套间无“眼屎”。每批料要做好工艺记录,以便积累资料和工艺数据,有利于质量分析。
FEP绝缘电线在树脂质量不佳和挤出工艺不当时,绝缘层会发生开裂现象,其主要原因是:
(a)绝缘层有内应力。生产内应力的原因很多,例如加工过程中树脂组成不均所引起的塑化不良和加工工艺不当等。
(b)绝缘中大球晶、片晶交界面联系分子链少,或球晶过大、脆弱
(c)不稳定基团产生的大分子的断链
(d)树脂分子量过小或分布过宽,使材料承受强度降低。
(e)六氟丙烯含量过低,组成分布不均匀。
五、FEP在电线电缆中的应用
FEP树脂具有与聚四氟乙烯相似的特性,又有热塑塑料的良好加工工艺,因而使之成为代替聚四氟乙烯的重要材料。FEP在电线电缆生产中广泛应用于高温高频下使用的电子设备传输线(微波线),电子计算机内部的连接线,航空宇宙用电线,及其他特种用途安装线、油矿测井电缆、潜油电机绕组线、微电机引出线等等。
2 :什么是ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物,F40)?
一、什么是ETFE?
ETFE的英文为:ethylene-tetra-fluoro-ethylene,中文名称为:乙烯-四氟乙烯共聚物,俗称:聚氟乙烯,又俗称:F40。
比重:1.7克/立方厘米
成型收缩率:3.1-7.7%
成型温度:300-330℃
ETFE是最强韧的氟塑料,它在保持了PTFE 良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时,耐辐射和机械性能有很大程度的改善,拉伸强度可达到50MPa,接近聚四氟乙烯的2倍。更主要的是其加工性能得以大大提高,特别是它和金属表面的附着力表现突出,使氟塑料和钢壳的紧衬工艺真正得以实现,即氟塑料F40旋转内衬生产工艺,ETFE旋转加工产品有很好的市场前景。
ETFE还应用在电子电器制造行业中风管喷涂。
二、物料性能
1、长期使用温度-80--220度,有卓越的耐化学腐蚀性,对所有化学品都耐腐蚀,摩擦系数在塑料中最低,还有很好的电性能,其电绝缘性不受温度影响,有“塑料王”之称。
2、 ETFE耐化学药品性与聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好。
3、 ETFE抗蠕变性和压缩强度均比聚四氟乙烯好,拉伸强度高,伸长率可达100-300%。介电性好,耐辐射性能优异。
ETFE加工成型性好,物理性能均衡、机械韧性好、耐射线性能优异,该材料具有聚四氟乙烯的耐腐蚀特性,克服了聚四氟乙烯对金属的不粘和性缺陷,加之其平均线膨胀系数接近碳钢的线膨胀系数,使ETFE(F40)成为和金属的理想复合材料。
主要用于工业用电线电缆,原子反应堆电缆和车辆用电线及制件,工业用涂料等。
ETFE(F40)氟塑料来源于美国杜邦公司和日本旭硝子公司,主要应用于防腐蚀衬里。该材料具有聚四氟乙烯的耐腐蚀特性,同时又有对金属特有的较强粘着特性,克服了聚四氟乙烯对金属的不粘合性缺陷,加之其平均线膨胀系数接近碳钢的线膨胀系数,使ETFE(F40)成为和金属的理想复合材料,具有极优良的耐负压特性。
三、成型性能
1、结晶料,吸湿小。可采用通常得热塑性塑料得加工方法加工成制品。
2、流动性差,极易分解,分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度不要超过350度,模具应加热至100-150度,浇注系统对料流阻力应小。可成型0.7-0.8毫米厚的薄壁简单制品。
3、透明粒料,注塑、挤出成型。成型温度300-330度,350度以上容易引起变色或发生气泡。宜高速低压成型,并注意脱模会较困难。
四、ETFE用途
1、适于制作耐腐蚀件,减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件。
2、电线、电缆绝缘层,防腐设备、密封材料、泵阀衬套,和化学容器。
五、ETFE膜材料介绍
ETFE的中文名为乙烯-四氟乙烯共聚物。ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm,是一种透明膜材。2008年北京奥运会国家体育馆及国家游泳中心等场馆中将采用这种膜材料。
乙烯-四氟乙烯共聚物膜作为结晶性高聚物,熔点为256~280℃。烯烧时可自熄。其抗剪切机械强度高,耐低温冲击性能是现有氟塑料中最好的,从室温到-80℃都能够有较高的冲击强度,化学性能稳定,电绝缘性和耐辐照性能好。ETFE薄膜的实际使用始于上世纪90年代,主要作为农业温室的覆盖材料、各种异型建筑物的篷膜材料,如运动场看台、建筑锥型顶、娱乐场、旋转餐厅篷盖、娱乐厅篷盖、停车场、展览馆和博物馆等。英国新千年应典工程之一的“伊甸园”有“世界第八大奇观”之美誉。它由4座穹顶状建筑连接组成的全球最大温室,上面覆盖着由ETFE薄膜材料制成的透明盖板,其质量只有相同面积玻璃质量的1%,透明薄片可以回收利用,并具有良好的保温性。
ETFE膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料,多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物(ETFE)制成,其特有抗粘着表面使其具有高抗污,易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。ETFE膜使用寿命至少为25-35年,是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构,也可根据特殊工程的几何和气候条件,增大膜跨距。膜长度以易安装为标准,一般为15-30米。小跨度的单层结构也可用较小规格。
ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准,燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻,每平方米只有0.15-0.35公斤。这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有相当的优势。
根据位置和表面印刷的情况,ETFE膜的透光率可高达95%。该材料不阻挡紫外线等光的透射,以保证建筑内部自然光线。通过表面印刷,该材料的半透明度可进一步降低到50%。根据几何条件及膜的层数,其K值可高达2.0W/m2K。耗能指数以一个三层印刷的膜为例可达到0.77。
由于其优秀品质,ETFE膜几乎不需日常保养。可对其由于机械损坏的屋顶进行简单检查(一年一次为宜),并根据需要就地维修。同时也可检查通风系统,更换过滤装置。
ETFE膜完全为可再循环利用材料,可再次利用生产新的膜材料,或者分离杂质后生产其它ETFE产品。
国家奥林匹克游泳馆水立方就是用ETFE膜制成的。
五、关于国家奥林匹克游泳馆水立方膜
水立方的膜产品供应商德国VECTOR FOILTEC公司和沈阳远大企业集团从2005年1月开始膜片工程。水立方工程建设从2003年12月开始,今年年底竣工后将能容纳17000人。混凝土和钢结构工程已于2005年7月结束,并于去年8月1日开始安装膜垫。
VECTOR FOILTEC公司在其网站上介绍了“气候外被膜”系统的工作原理:“TEXLON幕墙系统采用具紫外线稳定性的聚四氟乙烯制成许多幕层,并将膜垫或膜片焊入其中。用挤压铝制品将膜垫边缘系在一起,固定后就形成了主支撑结构。注入低压空气的膜垫膨胀后能够隔热,还能挡风。TEXLON膜垫至少有两层。但可通过增加系统层次来提高幕墙的隔热性。每块膜片都能用各种方法来处理,能控制和调节屋顶的美感、视觉透明度和太阳能增益水平。”
VECTOR FOILTEC公司还表示,他们同时采用了HOECHST AG公司的HOSTAFLON和杜邦的TEFZELETFE膜材料,但没有明确说明水立方工程所用的是哪一种产品。
国家游泳中心的蓝色外衣由3000多个气枕组成,最大的9平方米,最小的不到1平方米。从外表看这些气枕组成了一个单一结构,但实际上彼此相对独立,在需要时能方便地更换单个膜垫。
3 :什么是PFA (四氟乙烯与全氟(正)丙基乙烯基醚的共聚物;可融性F4)?
一、什么是PFA?
PFA的英文名称为:Polyfluoroalkoxy,中文名称为:四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物 (又称:过氟烷基化物,可溶性聚四氟乙烯) 。PFA树脂相对来说是比较新的可熔融加工的氟塑料,PFA 、FEP、PTFE 的化学性能相似,但FEP只能在200度以下使用,PTFE不能注塑。
1、比重:2.13-2.167克/立方厘米
2、成型收缩率:3.1-7.7%
3、成型温度:350-400℃
4、PFA的熔点大约为580F,密度为2.13— 2.16g/cc(克/立方厘米)。
二、PFA的特点及主要用途
PFA俗称可熔性PTFE,各种性能是氟塑料之冠,用途与FEP类似。广泛应用于半导体行业、以及医疗、化工防腐、汽车等领域。
PFA的产品形式有用于模塑和挤塑的粒状产品,用于旋转模塑和涂料的粉状产品;其半成品有膜、板、棒和管材。美国市场经销的PFA树脂有DUPOut公司的Teflon牌、Daikin公司的Neoflon牌、Ansimont公司的Hthen牌、HOechst Celanese公司的 Hostafl牌。
1、PFA的主要用途:
①.适于制作耐腐蚀件,减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件。
②.高温电线、电缆绝缘层,防腐设备、密封材料、泵阀衬套,和化学容器。
2、成型性能
①.结晶料,吸湿小。可采用通常得热塑性塑料得加工方法加工成制品。
②.流动性差,极易分解,分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度不要超过475度,模具应加热至150-200度,浇注系统对料流阻力应小。
③.半透明粒料,注塑、挤出成型。成型温度350-400度,475度以上容易引起变色或发生气泡。并注意脱模会较困难。
④.因熔融的材料对金属有腐蚀作用,长期生产,模具需要电镀铬处理。
4:什么是PTFE(聚四氟乙烯;F4)?
一、什么是PTFE?
PTFE是polytetrafluoroethylene的英文缩写,PTFE的中文名称为聚四氟乙烯。
二、聚四氟乙烯别名
PTFE;铁氟龙;特氟龙;teflon;特氟隆;F4;塑料之王;テフロン(日语)【英文缩写为PTFE,商标名Teflon®,中文译名各地不同:大陆译为特富龙®,香港译为特氟龙®,台湾译为铁氟龙®】
氟塑料家族以PTFE应用最广泛,国内前几年PTFE的产品占氟塑料总产量的90%,在国外,PTFE 的产量也占到氟塑料总产量的60%。
PTFE 塑料具有优良的耐腐蚀性能及耐热性能,它几乎可耐任何浓度的强酸、强碱、强氧化性介质和有机溶剂,耐化学腐蚀性能超过了现有的所有塑料,耐温范围为-195℃~250℃,长期使用温度为-100℃~250℃。
由于PTFE 材料价格昂贵,强度低于钢铁,故一般将其做成衬里,外靠金属壳体保护与增强,构成一个整体。这样,衬里层既可耐蚀、耐高低温,外壳又能耐压,有足够的强度和刚度,可以降低整体成本。PTFE衬里防腐产品除了在化工、石化、炼油、制药、冶金等领域已得到广泛的应用外,在电子电器方面也经常使用。目前,这些产品有衬里管道、管配件、塔、釜、容器、泵和阀等。
三、PTFE的特点及主要用途
PTFE成型困难,但综合性能最好,占整个氟塑料产量的70%左右,应用于化工、机械、电器、建筑、电子、汽车等诸多领域。
四、PTFE乳液介绍
PTFE乳液是一种含聚氟四乙烯高分子化学材料,它广泛应用于包装、电子电气、化工能源、耐腐蚀材料。
5 :什么是PVDF(聚偏氟乙烯;F2)?
一、什么是PVDF?
PVDF的英文为:poly(vinylidene fluoride) ,中文名称为:聚偏二氟乙烯,又名:聚偏氟乙烯。 (大金公司、杜邦科慕公司,在市场上是没有PVDF的)
PVDF是氟塑料家族中用量排第二位的产品,由于PVDF具有良好的加工性能,因此近年来得到了快速的发展。PVDF 防腐产品可作为阀门、管道的衬里,也可制成全塑件,以PVDF为原料制造的大型设备直径可达到10m,且可以制成泡罩、结构复杂的填料等异型件。
PVDF是一种结晶型的高聚物,熔点较低,机械强度高,耐磨、耐切割、耐高温、耐腐蚀,介电常数高。此外,PVDF 还具有优异的耐候性、抗紫外线、抗辐射性能和加工性能,同时,PVDF加工温度低,熔融流动好,可用于制作管、板、棒、薄膜、纤维和全塑阀门。
PVDF的阻气性好、有特殊的压电性、热电性性等,用于建筑防腐、耐候涂料、化工防腐、压电材料、吊鱼线等。
二、物料性能
PVDF外观为半透明或白色粉体或颗粒,分子链间排列紧密,又有较强的氢键,含氧指数为46%,不燃,结晶度65%~78%,密度为1.17~1.79g/cm3,熔点为172℃,热变形温度112~145℃,长期使用温度为—40~150℃。
PVDF树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物,PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性,除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外,还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能,是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品,2020全球年产能超过13万吨。
三、PVDF用途
PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域,由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性,是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。其良好的化学稳定性、电绝缘性能,使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求,被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送,近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等,在锂二次电池中应用,目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一,以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代,由于PVDF树脂具有超强的耐候性,可在户外长期使用,无需保养,该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性,如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料,已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。
化学结构中以氟一碳化合键结合,这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定晟牢固的结合.因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能,不但有很强的耐磨性和抗冲击性能,而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。
6:什么是PCTFE(聚三氟氯乙烯)?
一、什么是PCTFE?
PCTFE的英文为:Polychlorotrifluoroethylene,中文名称为:聚三氟氯乙烯,又名:聚氯三氟乙烯。
PCTFE的硬度高、耐低温性、尺寸稳定性优异,主要用于低温密封、电气、防腐、防辐射元件。
美国市场上经销的PCTFE树脂有3M公司的Kel—FI牌、Daikin公司的Daiflon牌、AlliedlSignal公司的Acfon牌。(杜邦/科慕公司在市场上没有PCTFE)
二、物料性能
PCTFE是三氟氯乙烯自由基引发聚合的带有主要是重复一CF(cl)—CF单元线性主链的产物。
PCTFE是结晶性的高分子,熔点为425F,密度为2.13g/cc(克/立方厘米)。
PCTFE在室温下对大多数活泼的化学品呈惰性,而在212T以上可被少数几种溶剂溶解,也可被一些溶剂溶胀,尤其是氯化过的溶剂。PCTFE具有优异的阻隔气体的能力,其膜产品的水蒸汽透过性在所有透明塑料膜中是最低的。其电性能与其它全氟聚合物相似,但介电常数和损耗因数稍高,尤其是在高频时。PCTFE可制作厚的(1/8英寸)光学透明制件。
PCTFE虽可用熔融加工,但由于熔体粘度高,有降解趋势导致加工品的性能变坏,故加工困难。
PCTFE树脂可制成用于模塑和挤塑的粒料。膜厚度为 0.001—0.010英寸,亦可制成棒和管。
7:什么是PVF(聚氟乙烯;F1)?
一、什么是PVF?
PVF的英文为:Polyvinyl Fluoride,中文名称为:聚氟乙烯,简称F1。
PVF具有良好的耐候性和较好的耐辐射性,主要用于建筑用薄膜等。
二、PVF泡沫塑料
PVF泡沫塑料,早在1934年就开始出现,这类热塑性材料具有很好的弹力和柔韧性,与其他泡沫塑料,如PE、PS、PU等相比,此种泡沫塑料性能比较独特,干态时,比较坚硬,是一种冲击强度高、压缩弹性模量较大的硬质泡沫塑料;一旦沾附水后,就会变成一种柔软富有弹性并能防止微生物的软质泡沫塑料。然而,PVF泡沫塑料具有大部分热塑性塑料通有的问题:废弃后难于降解,会造成严重的白色污染,而解决这一问题的重要途径之一,即是降解。
8 :什么是THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯的共聚物)?
一、什么是THV?
THV的中文名称为:四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)与偏氟乙烯(PVDF)的共聚物。 THV是美国Dyneon公司在20世纪80年代开发出性能优异的氟塑料,不仅具有氟塑料耐候性、不燃性、不粘性外,还可以象常见聚合物一样容易加工,是一种极具发展前景的氟塑料。THV氟塑料是由四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯共聚而成,而且其比例不同而赋予聚合物不同性能,目前国外已经进行系列化多个品种的生产,以满足不同用户的需求。
二、THV物料特性
THV加工温度低、加工温度区间宽、加工温度远低于分解温度,可以适应于挤出、共挤出、注射模塑和吹塑模塑、层压薄膜、浸渍、涂覆和共混等多种加工方式,可生产出膜、管、容器、异型材料和模塑材料。THV氟塑料是目前商品化最柔软氟塑料,利用其特性与其他塑料或弹性体制备多层次结构制品时,柔韧性优异。THV氟塑料耐化学性能优越,对许多腐蚀性化学品有极好的防渗透功能。THV氟塑料具有极好的光透明性和低折射率,可以允许从紫外线到红外线所有频率光的穿透,由于其低折射率和高柔韧性是塑料光导纤维包覆的理想材料。THV氟塑料自身容易粘接,也容易与其他材料粘接,无需表面处理就能与其他材料很好粘合。THV比其他氟塑料更容易用辐射交联提高其高温性能,THV是典型的对电子束敏感材料,用一定辐射量,可以明显提高材料拉伸强度。THV树脂具有良好的混合性能,可以与聚乙烯的通用技术混合,交联剂很容易加入THV,同样其他类型添加剂,如染料和有机颜料,也很容易加入THV中去。另外THV氟塑料还具有良好的溶解性能,通过加入化学试剂方法可以实现化学发泡等特性。
三、THV用途
THV具有极好的耐化学介质性能和电性能。是最柔软的氟塑料,其电性能不适于作高速数据通讯网(即5类电缆)中的首选绝缘,但在那些要求柔软性的地方,有其独特的优势。另外,THV还可用于那些要求与其他材料粘合的场合。由于THV具有优异的光学性能,所以还可以用于光纤包覆层。
THV的卓越性能体现在:可低温加工,可与橡胶及塑料制品进行有效粘接,弹性佳且透光性好。出众的综合性能使其在复合软管、管道、薄膜、薄片及器皿的加工制造中得到广泛应用,例如汽车工业(低渗透性气体燃油系统)、化学处理工业、半导体制造业(太阳能板保护膜)、光电通讯行业(聚合光纤保护膜)等。由于THV氟塑料众多的优异性能,决定其具有多种用途,而且随着科技进步,许多新的用途正在源源不断的开发出来,比如燃油控制、安全玻璃、电线电缆、吹塑模塑制品、光控制…
燃油控制THV/环氧氯丙烷橡胶及THV/丁腈橡胶体系复合结构的复合管大量应用于汽车燃料输送的进料、排气和蒸汽管线。可以提高制品柔软度、耐腐蚀性、耐渗透性、阻燃性和密封性。THV树脂用于燃油控制可使汽车燃油软管内能够自动消除静电。
安全玻璃用THV制成高层建筑安全玻璃,不仅具有优异的透光性和耐冲击性、阻燃、安全,而且耐可见光和紫外线辐射,不容易老化、泛黄。该产品在日本已有生产。
电线电缆用THV氟塑料制备的特种电线电缆在航空、航天、仪表、汽车及其他领域有重要应用,而且近年来在短距离的通讯网络等特殊环境中也有采用THV氟塑料制备的电线电缆。
吹塑模塑制品THV的超强柔韧性和高伸长性,使其可以吹塑模塑复杂形状的容器,用于精细化学品、医药、食品和化妆品的包装。
光控制光控制是THV的一个新的应用领域,THV用于多种光导管和光学纤维器件的制备,由于其柔韧性、低折射率、低加工温度和耐火焰性超过目前用于该领域的其他材料,因此特别适合制作塑料光导纤维。
化学织物用THV涂覆和层压织物常用来制作防化工作服和室外覆盖物、舱盖布、遮阳篷及广告膜等。这些防护织物所用的材料或复合材料,要求有一定柔韧性、耐化学性和耐渗透性,因此防护材料必须涂覆或层压到温度敏感基材上,而THV氟树脂就是理想的保护化学织物的阻挡材料。户外使用的特殊织物,一般是采用THV涂层和层压膜,基材一般是对层压温度或适合低温涂覆的PVC、聚酯等材料。由于THV氟树脂的良好透明性,特别适应于制作广告膜,目前在国外已经有相当数量的使用。
柔性衬里化学工业和其他工业常用塑料插入衬里或袋衬构成柔性衬里,其中典型的内衬如柔性储槽,用于储存腐蚀性液体,要求内衬材料耐化学腐蚀性、超强的防渗透性,而且可以将感应元件埋在柔性衬里和槽之间,提供衬里泄露情况的早期报警系统。THV氟塑料是当今柔性材料中最好之一,许多要求柔性衬里的储槽都用它,如货舱内衬、 化学品桶内衬等,可以折叠槽和移动槽的复盖层使用THV树脂效果也非常好。
随着科学进步与发展,THV氟塑料的应用不断被开发出来,应用领域十分广阔,目前已经开始应用的还有太阳能电池膜、建筑膜、柔性化工储槽管线、有腐蚀性液体流过的化工反应管线和传送管线、柔性用于特殊领域的聚合物软管与容器等。该产品在国外已经商品化多年,市场与应用范围不断拓展,消费量逐年增加。随着我国汽车工业和化工工业 的蓬勃发展,其市场潜力巨大。国内科研部门应与现有氟聚合物生产经验的企业联手,进行产品开发与研究,在此同时,也要加强应用技术的开发,以促进THV塑料尽快在国内实现产业化生产。
9 :什么是ECTFE (乙烯一三氟氯乙烯共聚物;F30)?
一、什么是ECTFE?
ECTFE的英文为:Ethylene-chlorotrifluororthylene copolymer,中文名称为:乙烯一三氟氯乙烯共聚物,简称F30。
1946年杜邦公司第一次合成了乙烯一三氟氯乙烯的共聚物;1974年应用化学组织第一次以HALAR@为商品名将ECTFE商品化;在20世纪80年代早期,因为对ECTFE需求量的增加,应用化学组织设计了另外一个生产ECTFE的设备;1986年应用化学组织把ECTFE的产品和技术都卖给了美国的Ausimont公司,从此以后应用化学组织再也没有重新生产ECTFE。目前,世界上只有美国的Ausimont公司在生产商品化1:1的交联ECTFE共聚物。
二、 ECTFE特性及用途
ECTFE氟碳粉末涂料耐酸、大多数强碱、强氧化剂及其他化学品。对一些无机溶液(包括水和盐溶液)具有优良的稳定性。现有溶剂中还没有哪种溶剂能在温度不高于120℃时溶解ECTFE或使它发生应力开裂的。ECTFE耐化学试剂腐蚀性能和全氟聚合物相当,优于聚偏氟乙烯。
乙烯一三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)属第二代氟共聚物。它是一种热塑性氟共聚物,高分子链具有交替结构。ECTFE对极大多数的无机、有机化学品以及有机溶剂有非凡的抗腐蚀能力。直到目前,没有一种溶剂能在120℃以下侵蚀ECTFE,或引起裂缝。与其他热塑性塑料相比,ECTFE在高温下的耐氯和氯衍生物的性能特别突出。ECTFE的渗透率极低,电学性能优良,表面极端光滑,可在低温到149℃的温度范围内安全使用。ECTFE不但具有突出的抗冲击性能,而且是一种具备相当机械性能的坚韧材料,其成品材料的表面类似玻璃能阻止微生物的增生,被允许用于食品和饮水领域。而且乙烯一三氟氯乙烯树脂是一种很纯的氟共聚物,它无需含抗紫外线、耐热类稳定剂、增塑剂、润滑剂或阻燃剂等添加物。但是目前只有国外在生产商品化的ECTFE聚合物,国内研究起点比较低,还没有规模化生产的报道,所以该课题具有很高的应用研究价值。对于氟化学家来说也是一个不小的挑战。
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总结:氟塑料(PFA、FEP、PTFE、PCTFF、ECTFE、ETFE、PVDF PVF)简要介绍【介绍品种特点、成型加工、应用】?
一、氟塑料的品种及应用
氟塑料是由含氟单体如四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、六氟异丁烯、全氟代烷基乙烯基醚及乙烯等单体通过均聚或共聚反应制得。主要的氟塑料品种如下,但按数量及用途来说还是以聚四氟乙烯为最重要。
聚四氟乙烯(PTFE,简称F4 ) |
聚全氟代乙丙烯 (FEP,简称F46) |
四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物--可熔性聚四氟乙烯(PFA) |
聚三氟氯乙烯 (ECTFE,简称F3) |
聚偏氟乙烯(PVDF,简称F2) |
聚氟乙烯 (PVF,简称F1) |
偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物(Kel-F,简称F23) |
偏氟乙烯与四氟乙烯 共聚物(简称F24) |
偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物(vitonA,简称F26) |
三氟氯乙烯与乙烯 共聚物(Halar,简称F30) |
四氟乙烯与乙烯共聚物(Tefzel,简称F40) |
偏氟乙烯与六氟异丁烯 共聚物(CM-1) |
以F4为代表的氟塑料具有一系列优良的使用特性,耐高温长期使用温度达200℃;耐低温在-100℃以下仍柔软,耐腐蚀能耐王水和切有机溶剂;耐气 候有塑料中最佳的老化寿命;高绝缘体积电阻达1018欧姻·厘米,而且介电性能几乎与温度及频率的变化无关;高润滑具有塑料中最小的静摩擦系数;不粘附有 固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质;无毒害具有生理惰性、宜与血液接触。由于氟塑料兼备以上种种实用性能、使它可在国民经济的许多领域大显身手。诸如化工防腐蚀管道及设备上的衬里和涂层、超纯物质的过泸材料、耐高低温的液压传递软管、耐各种苛刻环境之密封垫圈、低摩擦之桥梁伸缩滑块、各类无油润滑 活塞环、高温高频电子仪器的绝缘、可挠电缆、高级印刷线路板,有压电压热性能材料,无油烹调饮具的脱模涂层、人体血管及心肺脏器的代用品等等,都只是它在 这些领域的代表性用途。完全可以相信,随着加工技术的进步,必将有更多的氟塑料产品应用在各行各业的各个部门。
在讨论氟塑料的物性时知道,氟塑料由于它的氟碳键键能很高以及氟原子的屏蔽作用,使它具有优良的耐化学腐蚀性能、介电性能、耐气候性能以及不燃不 粘、低摩擦系数和较宽的使用温度范围等性能,因此,广泛应用于防腐蚀、密封、支承负荷、防粘、电气绝缘、医疗卫生及家庭日用品等方面,已成为现代尖端科 学、国防工业、电子电气、化工、机械工业等不可缺少的重要材料之一。
氟塑料在整个塑料中占有的比例很少,但在我国实现四个现代化的过程中,它却是不可缺少的一个品种。随着经济建设的不断发展,氟塑料必将获得迅速的发 展。F4耐腐蚀管道及其配件的应用F4管道可以作为输送腐蚀性或粘性液体的管道,也可作为腐蚀性气体的输送管、排气管和蒸气管等。因F4机械强度低,耐压 性差,线膨胀系数大,而且,它的机械强度因温度升高而降低,易于变形,特别是在承受高温高压时矛盾更为突出,所以,F4管外及管配件外必须以玻璃钢或金属 管加强。它们之间的连接均采用F4管属紧衬里管,即玻璃钢与F4管粘结成一整体。它可克服不同材质间不同线膨胀系数所引起的问题,可作为承受负压系统的输 送管道,并能防止大气及环境对管道的腐蚀。由于有些流体在一定流速下与管壁经常发生摩擦,易产生静电而导致管壁击穿,应采取电位相等的导电措施加以防止, 或在成型内管及其配件时加入适量碳墨,以防止产生静电并减少因热胀冷缩而引起的尺寸变化。
二、氟塑料的特点详细介绍
氟塑料具有耐热、耐寒、耐候、耐药品、耐溶剂,绝缘性能及高频电性能优异.并具有不枯性、自润滑性、低磨擦系数等特点。
聚四氟乙烯、全氟(乙烯-丙烯)共聚物(FEP)完全是由碳原子和氟原子组成的,而聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)分子中还含有氢原 子,聚三氟氯乙烯则还含氯原子。氟塑料的优异性能是由碳原子与氟原子间的高结合能实现。聚四氟乙烯的主链骨架是碳原子,而周围完全由氟原子包围,故其各种 性能最高,而PFA、FEP、ETFE等品种由于侧基的影响,软化点低子PTFE,其他性能也有所变化。
1.热性能:氟塑料具有难燃性和优异的耐热性。PTFE和PFA的连续使用温度可达260℃,短期可在300℃下使用。FEP的使用温度要比它们低60℃。PCTFE的最高可在120℃下使用。氟塑料如长期在高温下使用会引起结晶度变化,在制造设备衬里时尤须注意。
2.耐药品性:氟塑料具有卓越的耐药品性和耐溶剂性,尤其是PTFE、PFA、FEP等,酸、碱、溶剂对它们均无浸蚀。但熔融碱金属、氟、三氟氯化烃对它们有不同程度的影响。PCTFE、ETFE、PVDF等在氟塑料中耐药品性稍差,但比其他塑料的耐腐蚀性还是好得多。
3.电性能:氟塑料的电性能尤其是高频电性能是其他材料难以匹敌的。PTFE、FEP、PFA分子的极性很低,在很宽的温度、频率区间变化都很小、相对介电常数稳定、介电损耗很低,电绝缘性优异。其中PVDF还有特异的压电性和焦电性,可用来制造压电材料。
4.机械性能:氟塑料分子中含氢、氯原子增加则其拉伸强度也有所提高。PTFE和PCTFE的脆化温度极低,显示出极好的低温性能。PTFE具有最低的摩擦系数和特异的自润滑性。但是PTFE又有自身磨耗大和冷流性等缺点。可采用填充各种填料以提高耐磨耗性,克服冷流性。
5.不粘性:氟塑料具有特异的不粘性。尤其象PTPE、FEP、PFA等分子中氟含量高,表面接触角非常大,使氟塑料制品表面上的液体成球状。不易与树脂粘接,故常用它制造炊具表面不粘徐层。
6.耐侯性:各品种的氟塑料都有优异的耐候性,即使在苛刻的温度下长期曝晒,其各种性能都没有变化。
7.憎水性:氟塑料的吸水率低,尤以PTFE为甚。可利用它的憎水性制造透气不透水的复合织物和其他装备。
三、氟塑料的详细用途介绍
聚四氟乙烯是目前氟塑料中用量最大的品种,约占其总需求量的60%,它的性能优异,受用户信赖。其他氟塑料在半导体、医疗、电线被覆等领域的应用也在扩大。氟塑料的用途可概括为:
1.利用其耐药品性:氟塑料在耐药品性方面的应用早已不局限于制造密封圈、衬垫、管件,在其他需要耐腐蚀的部件(如管道)上的用星也日益增加。随着 原料和加工技术的进步,氟塑料的成型方式又扩大厂选择幅度:如采用注射成型可大幅度提高生产效率,小批量生产时可采用切削加工工艺,聚四氟乙烯粘接和焊接 技术的开发使制造大型贮槽和设备衬里有了可能,FEP粉末喷涂工艺使加工更加灵活、方便。半导体生产过程中防腐蚀、防污染已更多地采用氟塑料。
2.机械工业领域:聚四氟乙烯的的摩擦系数小,其静摩擦系数低于动摩擦系数,可用于低速高负荷领域,如在土建、化工、桥梁等结构件中可解决热膨胀和震动引起的伸缩问题。具体应用有:
(1)防污染机械(如纺织、造纸、制药、食品机械)的轴承轴套;
(2)输送碱、溶剂等非润滑液体的机械(如搅拌机、染色机、泵);
(3)在酸、碱等腐蚀性环境(如电镀浴槽化工设备)下工作的轴套;
(4)禁油润滑(如制氧设备);
(5)元油润滑(如超低温冷冻机、液体燃料泵);
(6)油润滑效果不良的环境下(加高温干燥机、炉内台午、炉内传送带)工作的滑动部件;
(7)低速高负荷状态下的滑动部件〔可动支承)。
3.电气领域:氟塑料是难燃材料,临界氧指数高又耐腐蚀,可作电线的绝缘层。
ETFE、PVDF的绝缘电阻、绝缘强度都高,机械强度也优,可用于计算机、通信机电缆。利用其耐候性、耐辐照等特性可用于油井及核反应堆小的电 缆。利用其高频下相对介电常数与介电损耗均低的特点可用于通信设备、高频电了仪器,将PTFE与炭黑、碳纤维这类导电物质混合可作为防静电材料和发热元件 材料。PVDF也可制成压电元件用于无线电行业及仪器仪表行业。
4.不粘性:利用氟塑料的不粘性可以制造厨房设备(如不粘锅、点心模具)、高级建筑物的外墙涂层、泡沫塑料成型模具、复印机辊筒等。此外在人造血管、心脏瓣片等医学土物工程材料、气体分离膜、防水透气复合织物等方面的用途也日益广泛。
四、氟塑料的成型特点
1.聚四氟乙烯(PTFE,F4)大分子碳链两侧具有电负性极强的氟原子,不能用普通的热塑性塑料加工注塑方法来加工成型,因为它熔融下几乎不流 动。聚四氟乙烯一般采用压缩成型的方法,也可采用柱塞式挤出成型。采用分散聚合法得到的树脂可采用糊膏挤出和压延成型。其具体工艺条件为:预成型压力随制 品的形状、尺寸而异,但通常采用9.8~34.3MPa,加有填充料的树脂采用29.4~93MPa,对于加压方向的厚度约为600mm的大毛坯还需有 20~30min的保压时间。
在PTFE模压成型中还有将烧结的毛坯放进预热至烧结温度的模具内,一边加压,一边冷却的热压法;双向挤压的自动压缩成型法,以及利用流体加压的等压成型法。
挤压成型是利用PTFE的预烧结料进行棒、管及型材的方法。通常分为立式或卧式两种,但由于卧式生产管材料填充不均,故多用立式挤压工艺。其工艺条件如下:
①圆棒直径为13至40mm,模具尺寸为15.1至46.0mm,加热长度500~1100mm,加热温度为400~350℃,冷却长度为150~200mm,挤出速度为4~1m/h。
②管材直径为Φ15~Φ40/Φ8~Φ25,料缸内径和芯棒外径的尺寸为Φ16.5~44.5/Φ8.9~27.8,加热长度为350~800,加 热温度为400~350℃,冷却长度为150~250mm,挤出速度为3.8~1.4m/h。PTFE挤出技术的发展方向为进一步提高挤出速度和一次成型 多根制品。
分散型PTFE通常采用糊膏挤出成型法,首先将分散型PTFE树脂和挤出助剂如粗溶剂、汽油(b.p.为90~120℃)或白油混合,放于玻璃或不 锈钢瓶中滚转30分钟,使其均匀分散吸收,放置8~12h,压成毛坯置于挤出机料腔内,压力0.69~3.43MPa保压时间30~60秒。采用以工艺制 成的挤出物需经连续干燥炉(100~300℃)将挤出助剂去掉。再进入烧结炉中烧结(360~380℃)烧结后迅速冷却即可得到良好的制品。
糊膏挤出小棒(Φ10~Φ30)后,还可在烧结前送至压延机进行压延成膜,这就是所谓生料带产品。具体成型条件为树脂100份,助剂27份,压缩比 (R、R)30,机头温度50℃,挤出品形状50×14mm,压延辊筒直径500mm,辊筒温度70℃,压延速度28m/min,一次压延成 500×0.1mm的生料带。
2.聚四氟乙烯以外的含氟树脂可采用热塑性树脂的成型方法如模压,传递模塑,注射、挤出、吹塑等。
①模压法:这是古老的塑料成型方法。它适合于圆棒、板、套管等制品及形状简单,批量小的制品生产。
②传递模塑法:传递模塑成型是将模具闭合,然后用高压把被成型材脂从料槽中挤到模具内而成型制品的方法。氟塑料传递模塑成型适合于生产批量小大型阀 门、泵等制品。传递模塑可以成型高精度的制品,其缺点是原料消耗较大,所采用的成型压力通常在9.8Mpa以下,加工温度与注射成型温度相近。
③注射成型;注射成型与通常塑料相同。它适合于加工承载器,仪器用接头、插座、管件、绕线轴、异形轴承、阀门、泵壳及叶轮等多种制品。
④挤出成型:挤出成型适合于成型薄膜、管材、棒材、单丝、电线包皮等制品。
含氟共聚物在成型过程中会放出微量的单体及热分解物,故对设备和模具有耐腐蚀的要求,一般采用含金材料如H合金等制造。
氟塑料的涂层成型有分散液涂布,本体涂层,静电涂体涂布,流动浸渍等多种方法。无论哪种方法都需要将基材表面进行脱脂、洗净和粗化喷砂处理。
涂层的厚度可以重复喷涂直至达到所需要的厚度(目前水平为:0.35mm/次,最终厚2mm)。氟塑料制品可以进行二次加工,其加工工艺条件为:切削速度:加工件直径在200mm~500mm时.为200r/min以下,直径在50mm以下为750~800r/min。车刀前角要大于 20°~45°,进刀量粗加工为0.5mm/r,精加工为0.01mm/r。
五、各种氟塑料的分类介绍
1.聚四氟乙烯[PTFE,F4]的性能及用途
PTFE是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一,因此得"塑料王"之美称。它能在任何种类化学介质长期使用,它的产生解决了我国化工、石油、制药等领 域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点, 它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
性能:具有高度的化学稳定性和卓越的耐化学腐蚀能力,如耐强酸、强碱、强氧化剂等,有突出的耐热、耐寒及耐摩性,长期使用温度范围为 -200~+250℃,还有优异的电绝缘性,且不受温度与频率的影响。此外,具有不沾着、不吸水、不燃烧等特点。悬浮树脂一般采用模压,烧结的办法成型加 工,所制得的棒、板或其他型材还可进一步用车刨、钻、铣等机加工方法加工。棒材再经车削牵伸可制成定向薄膜。
主要用途:可制成管材、板材、棒材、薄膜及轴承、垫圈等另件,广泛地应用于电气、电子工业、化学工业、航空工业、机械工业、国防工业等方面。
2.全氟(乙烯-丙烯)共聚物[FEP,F46]
FEP是TFE与六氟丙烯(HFP)的共聚物。也是全氟化的氟塑料,所以其耐化学介质性能毫不逊色。与PTFE和PFA一样,FEP的绝缘性能也相 当出众。结合本身的阻燃性、低发烟性和易加工性,使得FEP成为局域网(LAN)电缆绝缘的理想材料。最高可以耐205℃,可作加热电缆,热电偶以及汽车 高温电缆。
3.可熔性聚四氟乙烯(PFA)简介
又称"全氟烷氧基氟塑料",与PTFE一样,也是全氟化的氟塑料,它保持了PTFE的一切优异性能。与PTFE不同的是,PFA可以在较低温度下进行熔融加工。当然,PFA比较贵,因此,通常只用来做特殊的加热电缆、热电偶以及汽车高温电缆。
4.乙烯-四氟乙烯共聚物[ETFE,F40]
是最强韧的氟塑料,具有极好的耐擦伤性和耐磨性。ETFE也可以耐150℃的高温,经交联后的ETFE可以耐200℃的高温。同时它也是最难加工的 的氟塑料之一。ETFE主要用于那些既要阻燃、低发烟、耐化学介质,又要耐擦伤性和耐磨性的电线电缆。如汽车,航空电缆和加热电缆。
5.三氟氯乙烯共聚物[FEVE]介绍
80年代出现的FEVE有机溶剂型氟涂料是氟涂料的划时代发明。为克服热塑性氟树脂涂料不足,80年代美、日相继开发了含羟基等官能团的氟树脂,可 中低温烘烤交联固化(用氨基树脂交联)和常温交联固化(用聚氨酯交联)。FEVE氟涂料在室温下,可通过刷涂、辊涂、喷涂等普通涂装方法,涂覆在各种基材 表面,不仅耐候性优异,而且耐溶剂、耐酸碱等防腐蚀性优良,还能改善颜料分散性和溶剂可溶性,使氟涂料具有极佳的装饰性,极大地拓展了氟碳涂料的应用范 围,使氟碳涂料在日常生活使用成为可能。
80年代日本旭硝子公司的FEVE氟涂料产品(商品号为LUMIFLON)开始在飞机、跨海大桥、新干线列车、交通车辆、建筑钢结构、户外大型构筑 物等领域得到了广泛的应用。1983年,大连市科委开始把FEVE氟碳涂料作为重点科技攻关项目,历经13年,于1995年开发出拥有我国自主知识产权、 获国家专利(专利号:CN1145386)的FEVE氟碳涂料生产技术,1998年由大连明辰振邦氟涂料股份有限公司成功实现产业化,以“振邦” (ZEBON)为注册商标出售,使我国成为世界上继美国和日本之后第三个能生产FEVE氟树脂的国家,并降低了氟树脂涂料成本,形成了适合建筑外墙、钢结 构、桥梁、汽车车辆、木器、门窗幕墙、石油化工、塑料制品、家具家电等行业领域系列化产品并获得了广泛应用,开创了氟树脂涂料广泛应用先河,使氟碳漆价廉 质优成为现实。
6.聚偏氟乙烯[PVDF,F2]的特点及用途
聚偏氟乙烯是一种结晶型的高聚物,熔点较低,约在160~170℃;机械强度高,具耐磨、耐切割、耐高温、耐腐蚀、电性能良好,(特点是介电常数 高)。还具有优异的耐候性、抗紫外线、抗辐射性能和加工性能;同时,具有加工温度低,熔融流动好,可做成管、板、棒、 薄膜和纤维。可溶于某些有机溶剂。
主要用于:①理想的化工设备防腐材料,特别适合于酸、有机溶剂、卤素及它们的混合物的场合使用。②广泛用于电子、电器工业,如作电子计算机电线、航空电线和地球物理电缆的披复式套管等。③作光导纤维的外涂层、高介电常数的电容器薄膜和电热带等。
7.THV氟塑料简单介绍
具有极好的耐化学介质性能和电性能。是最柔软的氟塑料,其电性能不适于作高速数据通讯网(即5类电缆)中的首选绝缘,但在那些要求柔软性的地方,有 其独特的优势。另外,THV还可用于那些要求与其他材料粘合的场合。由于THV具有优异的光学性能,所以还可以用于光纤包覆层。