聚四氟乙烯（英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]），被美譽為/俗稱“塑料王”，中文商品名“鐵氟龍”、“特氟隆”、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”等。它是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性(是當今世界上耐腐蝕性能zui佳材料之一，除熔融金屬鈉和液氟外，能耐其它一切化學藥品，在王水中煮沸也不起變化，廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機溶劑的)、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力、耐溫優(yōu)異（能在+250℃至-180℃的溫度下長期工作）。聚四氟乙烯它本身對人沒有毒性，但是在生產(chǎn)過程中使用的原料之一全氟辛酸銨(PFOA)被認為可能具有致癌作用。

它的產(chǎn)生解決了我國化工、石油、制藥等領(lǐng)域的許多問題。聚四氟乙烯密封件、墊圈、墊片。聚四氟乙烯密封件、墊片、密封墊圈是選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹脂模塑加工制成。聚四氟乙烯與其他塑料相比具有耐化學腐蝕與的特點，它已被廣泛地應(yīng)用作為密封材料和填充材料。

聚四氟乙烯（PTFE）的成型技術(shù)

PTFE主要有模壓、液壓、推壓、擠壓、噴涂、粘結(jié)、焊接及纏繞等常見的成型技術(shù)。前五種是用PTFE樹脂直接加工成制品，后三種是用PTFE塑料板或薄帶加工成各種制品。除此外還有滾壓法、熱成型法等成型方法?，F(xiàn)簡單介紹一下各種成型方法。

2.1模壓法

模壓成型大多采用懸浮樹脂，當制造厚度小于1.5mm薄板時，則要用分散樹脂。其工藝過程：樹脂-過篩（懸浮樹脂經(jīng)搗碎、松動，并經(jīng)20目篩孔過篩）-壓機（裝入模具的PTFE粉在20-235Mpa壓力下，經(jīng)壓機壓實成型）-燒結(jié)（在370℃-380℃溫度下燒結(jié)爐中燒結(jié)）-模壓成品（在模具內(nèi)或自由狀態(tài)下冷卻定型后成為所需要的板、棒、管、墊圈及填料制品等）。

2.2液壓法

液壓法又稱等壓法或橡皮袋法，是制作PTFE產(chǎn)品的一種特殊方法，是對橡皮袋施加液壓使橡皮袋將PTFE樹脂向模具擴張，使其壓實后經(jīng)燒結(jié)成制品，基操作過程為：把橡皮袋置于外模內(nèi)-接上水泵，充入自來水使橡皮袋脹成圓筒形-樹脂均勻地加入袋與外模之間-閉模-繼續(xù)充水逐步增加水壓，達12-13Mpa時保壓30min后放水-減壓，拆模，燒結(jié)，冷卻即為外表光潔的預(yù)制品。

2.3推壓法

推壓又稱糊狀擠出成型，把20-30目過篩的分散樹脂與有機液體（甲苯、石油醚、溶劑油等）配制成1：5的糊狀混合物，預(yù)壓成厚壁圓筒狀坯料，放進推壓機料筒內(nèi)，加熱，用柱塞推壓成型，經(jīng)干燥后在360-380℃溫度下燒結(jié)，冷卻后得到強韌的推壓管、棒等制品。

2.4擠壓法

擠壓成型可分螺桿擠壓和柱塞擠壓兩種，把粉碎過篩后的預(yù)燒結(jié)樹脂加到料筒中，通過螺桿的轉(zhuǎn)動或柱塞的往復推動，把原料邊壓實輸送到擠出機中，在360-400℃溫度下連續(xù)擠出、燒結(jié)、冷卻而成各種管、棒制品。

2.5噴涂法

噴涂法有PTFE乳液噴涂后燒結(jié)成膜和PTFE樹脂粉末等離子直接噴涂成膜兩種工藝。

2.6粘接法

粘接法是利用處理液破壞PTFE表面的C—F鏈，讓F原子分離出來，留下碳原子使表面可用粘接劑與基材粘接。

2.7焊接法

焊接法有兩種，一種是用PFA焊條進行熱風焊接；一種是利用一定的溫度和壓力將兩塊PTFE板熱熔接在一起。

2.8纏繞法

纏繞法是我國多年發(fā)展的具有自己特色的一種新型的腐蝕防護技術(shù)，其特點是可以加工各種復雜的構(gòu)件，在我國目前耐腐蝕襯里工藝中占重要地位。此法實際上與熱壓焊接法一樣，都是依靠控制溫度和壓力兩個條件而使PTFE熔接在一起，但不同的是焊接法成型是單層局部熔結(jié)，纏繞法成型則為多層整體熔結(jié)，后者的質(zhì)量要求優(yōu)于前者。

2.9滾壓法

滾壓成型可分為單向滾壓和多向滾壓兩種工藝，經(jīng)過滾壓處理，PTFE膜片由原來的不透明白色，變成半透明水晶色。

單向滾壓是將重新加熱到透明狀的膜片，迅速地通過壓延機的兩個相同旋轉(zhuǎn)著的輥進行加工的。壓延倍率控制在1.5-2.5范圍內(nèi)，一般輥筒轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分。

多向滾壓是將經(jīng)過燒結(jié)淬火處理的膜片，放在壓延機上，進行多方向的壓延，逐漸減小膜厚的成型加工方法。其中壓延比為2-2.5范圍。滾筒的溫度應(yīng)控制在150-200℃，蒸汽加熱時，蒸汽壓力在0.5-0.9MPa。壓延比是一個重要參數(shù)，過大和過小對制品均不好。有時要反復進行多次滾壓，才能壓好一片產(chǎn)品。

2.10熱成型法

熱成型是利用熱塑性塑料的片材作為原料來制造塑料制品的一種方法。制造時，先將裁成一定尺寸和固定形樣的片材夾在框架上并將它加熱到熱彈態(tài)，而后憑借施加的壓力使其貼近模具的型面，因而取得與型面相仿的形樣。成型后的片材冷卻后，即可從模具中取出，經(jīng)過適當?shù)男拚闯蔀橹破?。施加的壓力主要是靠片材兩面的氣壓差，但也可借助于機械壓力或液壓力。熱成型的基本方法有差壓成型、覆蓋成型、柱塞助壓成型、回吸成型、對模成型、雙片熱成型六種。

3.聚四氟乙烯主要成型制品及生產(chǎn)工藝

3.1聚四氟乙烯板材

按國家標準ZBG33002-85分類，PTFE可分為三類：SFB-1主要用于電氣絕緣，SFB-2用于腐蝕介質(zhì)的襯墊、密襯件及潤滑材料，SFB-3用于腐蝕介質(zhì)中的隔膜和視鏡。根據(jù)其成型工藝不同可分模壓板及旋切板兩種。模壓法比旋切成型設(shè)備簡單，生產(chǎn)周期短，但對大型板材，壓機模具體積較大，生產(chǎn)場地空間要求大，所以要進行大面積的防塵工作，另外預(yù)成型板材極端易碎，在進入燒結(jié)爐前應(yīng)輕拿輕放。

大型模壓板材成型工藝流程:原料檢驗→搗碎過篩→計量→模壓→半成品檢驗→燒結(jié)→冷卻→成品檢驗→包裝。

工藝參數(shù):

原料處理:搗碎過10-20目篩,并將其置于23℃-25℃環(huán)境中24h-48h進行溫度調(diào)整。模壓:壓力17.5-35MPa,保壓時間1-10min。燒結(jié):燒結(jié)溫度360℃-380℃,升溫速度30℃/h,330℃保溫2h,370℃保溫3h。冷卻:降溫速度20℃/h,在PTFE熔點附近330℃左右緩慢冷卻。

主要設(shè)備:

YJ79-3500 工程塑料液壓機

DL-88A 大型燒結(jié)爐

3.2聚四氟乙烯管材

PTFE管材其成型工藝有推壓法、擠壓法、液壓法、焊接法、纏繞法等,其中以推壓法為主。一般采用分散PTFE樹脂,粒徑500μm,表觀密度為0.45g/ml-0.55g/ml。小直徑管選用壓縮比較大的樹脂,大中徑管選用壓縮比較小的樹脂。助擠劑通常選用200號與260號溶劑油。PTFE管材進行二次加工可制得PTFE熱收縮管、PTFE螺旋管、PTFE鋼絲增強液壓管等。

3.2.1聚四氟乙烯普通管

聚四氟乙烯普通管是由聚四氟乙烯分散樹脂在常溫下以有機溶劑為助擠劑推壓制得,再經(jīng)干燥、燒結(jié)制成。按管徑大小可分普通型管和微型管二種。普通管內(nèi)徑>4mm,微型管內(nèi)徑≤4mm。生產(chǎn)PTFE管的典型配方:

分散PTFE樹脂100(重量份)

助擠劑18-24

生產(chǎn)工藝流程:

PTFE、助擠劑→混和→推壓→干燥→燒結(jié)→冷卻→制品。

生產(chǎn)工藝參數(shù):

混合:溫度≤19℃,時間10min-20min,混合完畢在25℃-30℃停放24h以上。

制坯:壓縮速率約為50mm/min,壓力0-3MPa。

推壓:料腔溫度為30℃-50℃,口模溫度為50℃-60℃,推壓速率隨管徑的增大而變小,隨壁厚的變小而加快。

干燥:在210℃以下,2h-3h。

燒結(jié):間歇燒結(jié),升溫速率60℃/h,375℃±5℃保溫4h。連續(xù)燒結(jié),干燥區(qū)100℃-250℃,預(yù)熱區(qū)250℃-330℃,燒結(jié)區(qū)380℃-420℃,冷卻區(qū)小于300℃。

主要設(shè)備:混合機、預(yù)成型機、立式推壓機、干燥及燒結(jié)爐。

3.2.2聚四氟乙烯熱收縮管

PTFE熱收縮管具有受熱收縮的特性,因此能緊密地包覆在其它工件的外表,使該工件具備耐腐蝕、電絕緣及防粘性。廣泛用于電氣、化工、機械、印刷等工業(yè)。據(jù)報道PTFE熱收縮管zui大收縮率大于75%。

采用分散PTFE樹脂加工制成,其原理是PTFE在加工中受到應(yīng)力后產(chǎn)生強迫高彈形變,這種形變具有可逆性,低溫使之凍結(jié),若重新加熱凍結(jié)的強迫高彈形變就會逐漸消失并回復到原狀態(tài)。

生產(chǎn)PTFE熱收縮管典型配方:

分散PTFE樹脂100(重量份)

助擠劑20-22

生產(chǎn)工藝流程:

PTFE樹脂、助擠劑→混合→存放→預(yù)成型→推壓→干燥→燒結(jié)→冷卻→熱處理→吹脹→冷卻→產(chǎn)品。

生產(chǎn)工藝參數(shù):

前部分和普通PTFE管相同。

熱處理:將干燥燒結(jié)好的管子再次在高溫下進一步充分燒結(jié)后驟冷的過程,溫度390℃±2℃,冷卻液-5℃。

吹脹:在310℃左右,充入0.98MPa以下壓縮氣體,吹脹率為200%-400%。

主要設(shè)備:吹脹機,其它和普通PTFE管相同。

3.2.3聚四氟乙烯鋼絲增強液壓管

普通PTFE管承受40kg/C㎡左右的壓力就要破裂,當將其與鋼絲復合后耐壓性大大提高,國外的zui大工作壓力達到700kg/C㎡。研究表明軟管的耐壓強度和耐脈沖強度不但與鋼絲強度有關(guān),而且還與編織角度大小有關(guān)。單層編織時編織角為54°44″時,在內(nèi)壓下鋼絲沒有伸長,軟管的長度、直徑都不變化,耐壓性zui好。

當用作航空工業(yè)液壓系統(tǒng)的軟管時,為了防止內(nèi)管因液壓油流動過程中而產(chǎn)生的靜電擊穿,須在PTFE內(nèi)管的制造時加入微量導電碳黑。然而研究發(fā)現(xiàn)加入碳黑并未能完全阻止靜電通過管壁放電,且增加空隙。六十年代Attas公司制造了復合形式的管體,即管子內(nèi)層是一定比例的導電碳黑與PTFE的均勻混合物,管子外層是純PTFE。這種形式的管體內(nèi)層具有軸向?qū)щ娦阅?因此既能除靜電,又能防滲。

其工藝:

內(nèi)層樹脂(含導電碳黑)、外層樹脂→壓坯→推擠→干燥→冷卻→檢驗→編織→裝接頭→檢驗。

PTFE鋼絲復合軟管主要用于飛機上的液壓系統(tǒng)、冷氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)。在民用工業(yè)中,適用于橡膠、塑料、制藥、服裝、造船、汽車、機床、電機、柴油機、造紙等行業(yè)作液壓、汽壓、蒸汽輸送等的軟連接件。