聚四氟乙烯（PTFE）制品的成型工藝及質(zhì)量分析

摘 要：聚四氟乙烯俗稱塑料王，是一種以四氟乙烯為單體聚合而成的聚合物。該物質(zhì)本身具有耐熱、耐寒、白透明等特點(diǎn)，可以長(zhǎng)期在-180～260℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期應(yīng)用。根據(jù)聚四氟乙烯的應(yīng)用情況來(lái)看，在食品工業(yè)、電子技術(shù)、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。文章主要內(nèi)容探究了聚四氟乙烯制品的成型工藝以及該物質(zhì)的質(zhì)量分析，希望能為我國(guó)聚四氟乙烯的制備工作有所參考。

關(guān)鍵詞：聚四氟乙烯;成型工藝;質(zhì)量;分析

一、 引言

根據(jù)聚四氟乙烯的應(yīng)用情況來(lái)看，該物質(zhì)對(duì)于各種氧化劑、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸都具有絕對(duì)惰性，因此聚四氟乙烯本身的化學(xué)穩(wěn)定性較高，并且擁有良好的介電性能，在機(jī)械工業(yè)、化學(xué)工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)等方面都具有十分廣泛的應(yīng)用。聚四氟乙烯的本質(zhì)是一種直鏈狀熱塑性聚合物，但是將聚四氟乙烯加熱到327℃以上后，該物質(zhì)會(huì)形成無(wú)晶質(zhì)的凝膠態(tài)，但是因?yàn)轲ざ容^高不能流動(dòng)，因此聚四氟乙烯制品不能應(yīng)用于常見(jiàn)的熱塑性塑料成型方法成型，需要采用特殊的成型工藝。

二、 聚四氟乙烯制品的成型工藝特點(diǎn)

聚四氟乙烯在熔融狀態(tài)下具有較高的黏度，就算將聚四氟乙烯加熱到415℃以上，該物質(zhì)也不會(huì)由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，聚四氟乙烯的熔融黏度甚至?xí)驗(yàn)榧羟袘?yīng)力的提高而降低，最終顯示出非牛肚流體的特征。在聚四氟乙烯制品生產(chǎn)活動(dòng)中，因?yàn)樵撐镔|(zhì)是一種結(jié)晶型聚合物，因此該物質(zhì)的制品最終成型結(jié)果取決于該物質(zhì)的燒結(jié)時(shí)間與燒結(jié)溫度。在成型過(guò)程中一旦溫度超過(guò)327℃，那么聚四氟乙烯的結(jié)晶區(qū)域便會(huì)完全消失，當(dāng)溫度低于327℃時(shí)，聚四氟乙烯便會(huì)再次結(jié)晶，該物質(zhì)結(jié)晶度的大小與燒結(jié)后的相對(duì)分子量、冷卻速度有關(guān)。根據(jù)成型工藝來(lái)看，冷卻速度越快，相對(duì)分子量越大，反之相對(duì)分子量越小。想要或者優(yōu)質(zhì)的聚四氟乙烯制品，工作人員需要嚴(yán)格把控聚四氟乙烯的燒結(jié)過(guò)程。在聚四氟乙烯制品成型過(guò)程中需要注意的是，該物質(zhì)作為一種纖維狀的粉末，本身易結(jié)塊，因此工作人員要對(duì)此嚴(yán)加防范。

三、 聚四氟乙烯的成型加工方法

根據(jù)聚四氟乙烯的成型加工情況來(lái)看，常見(jiàn)的成型加工方法有推壓成型、擠壓成型、二次加工、模壓成型以及液壓成型等多種成型工藝。

（一）模壓成型

在聚四氟乙烯制品的模壓成型工作中，多數(shù)情況下采用的聚四氟乙烯材質(zhì)為聚四氟乙烯懸浮樹(shù)脂，當(dāng)聚四氟乙烯制品的厚度低于1.5mm時(shí)，需要應(yīng)用分散樹(shù)脂，因?yàn)樵摬牧系念w粒小，具備良好的流動(dòng)性。而懸浮樹(shù)脂顆粒較大，在模壓過(guò)程中容易出現(xiàn)加料不均現(xiàn)象，出現(xiàn)密度差，容易使得聚四氟乙烯制品出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。根據(jù)模壓成型工作的開(kāi)展情況來(lái)看，該工藝流程為將樹(shù)脂材料過(guò)篩，隨后將材料放置在壓機(jī)當(dāng)中，在20～35Mpa壓力下，將樹(shù)脂材料壓實(shí)成型。完成上述工藝流程之后，需要在370℃～380℃下開(kāi)展燒結(jié)工作，隨后完成模壓工作得到成品。

（二）液壓成型

液壓法又被稱為橡皮成型法或者均衡法，在制作過(guò)程中需要將樹(shù)脂材料均勻的放置在模壁與橡皮袋之間，然后在橡皮袋當(dāng)中出入常用水等相關(guān)液體，使得橡皮袋的壓力能夠逐漸向模壁擴(kuò)展，最終將樹(shù)脂材料壓實(shí)使其能夠成型。根據(jù)液壓成型工作的開(kāi)展情況來(lái)看，具體操作過(guò)程中首先要將向橡皮袋放置在外模內(nèi)，然后將水泵接上，在橡皮袋中注入自來(lái)水，使得橡皮袋能夠脹為圓筒形，這樣一來(lái)樹(shù)脂材料便能夠均勻的加入袋與外模之間。在完成上述工作之后，工作人員進(jìn)行閉膜，然后繼續(xù)加入增加水壓，當(dāng)壓力達(dá)到12～13Mpa時(shí)，使得壓力持續(xù)30分鐘，隨后將液體放掉，拆除模具，開(kāi)展燒結(jié)工作，冷卻之后變?yōu)楣鉂嵉念A(yù)制品。

四、 聚四氟乙烯冷壓燒結(jié)成型中制品的質(zhì)量分析

聚四氟乙烯樹(shù)脂本身具有壓縮比大、易結(jié)塊、比容大等優(yōu)勢(shì)，并且該材料質(zhì)量顆粒本身具有纖維樁結(jié)構(gòu)，因此顆粒可以壓扁與拉長(zhǎng)，再加熱過(guò)程中可以將已經(jīng)變形的顆粒恢復(fù)到原有形狀，這樣一來(lái)容易導(dǎo)致聚四氟乙烯制品產(chǎn)生翹曲，制品便會(huì)發(fā)生破裂、裂紋現(xiàn)象。在燒結(jié)過(guò)程中，制品內(nèi)部還會(huì)因?yàn)槭湛s導(dǎo)致尺寸與形狀產(chǎn)生變化，因?yàn)橹破返木绕毡檩^差，此時(shí)應(yīng)用定型模對(duì)制品進(jìn)行整形可以提高制品精度。此外，工作人員在制作聚四氟乙烯制品的過(guò)程中還可以通過(guò)鉆、沖、車、螺紋加工等方式加工精度要求較高的零部件。在此過(guò)程中需要注意的是聚四氟乙烯制品冷壓燒結(jié)成型制品容易產(chǎn)生裂紋、變形等現(xiàn)象。導(dǎo)致聚四氟乙烯制品產(chǎn)生裂紋的原因是制品制作過(guò)程中加料不均勻或者模壓壓力過(guò)大，導(dǎo)致燒結(jié)過(guò)程中制品位置放置不當(dāng)，燒結(jié)時(shí)的溫度過(guò)高、保溫時(shí)間太長(zhǎng)等因素，都有可能會(huì)導(dǎo)致聚四氟乙烯制品產(chǎn)生裂紋。而變形情況通常是因?yàn)闃?shù)脂熱穩(wěn)定性較差、加料不均勻、模壓施壓不均勻、降溫過(guò)快等因素導(dǎo)致。工作人員要對(duì)以上因素引起重視，這樣才能保障聚四氟乙烯制品質(zhì)量。

五、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，根據(jù)聚四氟乙烯制品的成型情況來(lái)看，此類型制品的常見(jiàn)加工方法為模壓成型與液壓成型等，在成型工藝中，工作人員想要保障聚四氟乙烯制品擁有良好的質(zhì)量，就需要嚴(yán)格遵守成型工藝流程，控制成型工藝中的不穩(wěn)定因素，確保聚四氟乙烯制品成型工藝順利開(kāi)展。

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作者簡(jiǎn)介：

陳中順，南京肯特復(fù)合材料股份有限公司。