PTFE:PTFE(聚四氟乙烯)不粘涂料可以在260℃連續(xù)使用,具有使用溫度290-300℃,低的摩擦系數(shù)、良好的耐磨性以及好的化學(xué)穩(wěn)定性。FEP:FEP或者F46(氟化乙烯丙烯共聚物)不粘涂料在烘烤時(shí)熔融流動(dòng)形成無孔薄膜,具有的化學(xué)穩(wěn)定性、好的不粘特性,使用溫度為200℃?!FA:PFA(過基化物)不粘涂料與FEP一樣在烘烤時(shí)熔融流動(dòng)形成無孔薄膜。PFA的優(yōu)點(diǎn)是具有更高的連續(xù)使用溫度260℃,更強(qiáng)的剛韌度,特別適合使用在高溫條件下防粘和耐化學(xué)性使用領(lǐng)域。ETFE:ETFE是一種乙烯和四氟乙烯的共聚物,該樹脂是堅(jiān)韌的氟聚合物,可以形成一層高度耐用的涂層,具有的耐化學(xué)性,并可在150℃下連續(xù)工作。
聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品的歷史沿革
化工生產(chǎn)廠在一定的溫度和壓力條件下進(jìn)行,工藝要求嚴(yán)格,所涉原料有各種氣體、液體、固體,物性千差萬別,需要各種類型的生產(chǎn)設(shè)備。但是這些與介質(zhì)接觸的設(shè)備在生產(chǎn)中每時(shí)每刻都被腐蝕,從而嚴(yán)重地制約了化工等工業(yè)的發(fā)展。在科技不發(fā)達(dá)情況下,人們總是在金屬中尋找抗腐劑。但這些設(shè)備往往體重,不能解決大量的腐蝕問題。之后,人們才開始摸索用非金屬來替代金屬。塑料先在我國得到應(yīng)用的是聚四氟乙烯,接著聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚全氟乙丙稀等氟塑料以及聚乙烯、聚丙烯、ABS等熱塑性塑料接踵。
隨著科技進(jìn)步,傳統(tǒng)耐蝕非金屬材料制防腐蝕設(shè)備發(fā)展日益完善,新型耐蝕非金屬材料制品不斷涌現(xiàn)。在采用新技術(shù)、新材料開發(fā)防腐蝕新產(chǎn)品的浪潮中,聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品一枝秀,迅速發(fā)展。聚四氟乙烯(簡稱PTFE)具有高度化學(xué)穩(wěn)定性,他能耐幾乎所有的常用強(qiáng)腐蝕、氫氧化性化學(xué)物質(zhì),同時(shí)還具有耐高溫的特點(diǎn),所以它是一種理想的防腐蝕材料。通過加工成型工藝的研究,聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品在工業(yè)中的應(yīng)用愈來愈廣泛了。
聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品可以替代大量合金材料制品,增加設(shè)備工作能力,減少停工維修,是一種很有開發(fā)潛力的耐腐蝕產(chǎn)品。
關(guān)于提高聚四氟乙烯材料切削加工質(zhì)量的研究
針對(duì)聚四氟乙烯材料在機(jī)械加工中的切削力小、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)較大、熔點(diǎn)低的工藝特點(diǎn),研究了聚四氟乙烯材料在幾種常用機(jī)械加工工藝中出現(xiàn)的難點(diǎn)及問題,提出了能有效提高聚四氟乙烯乙烯材料切削加工質(zhì)量的方法。
聚四氟乙烯;機(jī)械加工;切削方法
聚四氟乙烯(Polyterafluoroethlene,簡稱PTFE),由于其良好的化學(xué)穩(wěn)定性,耐腐蝕性、密封性,阻燃性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的耐力等特性,在在石油化工、電子電氣、、航空、航天、機(jī)械等多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用[1]。通常情況下,聚四氟乙烯材料的切削加工可在常用的金屬切削機(jī)床上進(jìn)行,但與金屬材料切削加工相比,其加工規(guī)范性還不是很完善,它的可切削性、切削規(guī)律、結(jié)構(gòu)和切削量均與金屬材料的加工有所不同,采用用傳統(tǒng)的加工工藝和工裝加工往往達(dá)不到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度要求。本文主要針對(duì)聚四氟乙烯乙烯材料性能特點(diǎn),對(duì)聚四氟乙烯材料的切削加工特點(diǎn)及其改善措施進(jìn)行了研究探討。
1.聚四氟乙烯材料切削工藝特點(diǎn)及切削參數(shù)的選取 聚四氟乙烯材料的剛度、硬度、強(qiáng)度都相對(duì)較小,其拉伸強(qiáng)度為21-28MPa,彎曲強(qiáng)度為11-14MPa,伸長率為250%-300%。在應(yīng)力長期作用下會(huì)變形,過載時(shí)容易出現(xiàn)蠕象。由于聚四氟乙烯以上性能特點(diǎn),導(dǎo)致其在切削加工時(shí)具有特的工藝特點(diǎn)。
1.1聚四氟乙烯材料的切削工藝特點(diǎn)
(1)切削力小。由于聚四氟乙烯剛度、強(qiáng)度、硬度均較低,在相同的切削條件下,切削45鋼的主切削力是切削聚四氟乙烯材料的14-20倍[2]。
(2)聚四氟乙烯材料具有較小的導(dǎo)熱系數(shù),僅為0.27W/M·K-1,加之較低的耐熱溫度,其耐熱溫度僅為250℃。若切削量過大、切削速度較高,工件的切削溫度則會(huì)升高,會(huì)使聚四氟乙烯材料發(fā)生軟化,甚至出現(xiàn)熔化、焦化和“粘刀”現(xiàn)象。
(3)聚四氟乙烯具有較大的熱膨脹系數(shù),因此聚四氟乙烯材料在切削過程中會(huì)因摩擦產(chǎn)生較大的熱量,容易和工件的局部過熱,從而導(dǎo)致聚四氟乙烯工件受熱發(fā)生彈性變形,終影響聚四氟乙烯材料工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。
(4)相對(duì)于金屬材料,聚四氟乙烯的彈性模量很低,當(dāng)切削加工進(jìn)給量過大或轉(zhuǎn)速過快時(shí),較大的加工摩擦力以及施加給工件的力共同作用,導(dǎo)致聚四氟乙烯工件產(chǎn)生較大的變形,從而影響聚四氟乙烯工件的加工精度。
1.2聚四氟乙烯材料切削參數(shù)的合理選取
(1)材料的選擇 聚四氟乙烯材料在切削時(shí),材料一般為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼等。相對(duì)于而言,工件材料的硬度較低,因此的硬度對(duì)于聚四氟乙烯材料工件的加工質(zhì)量影響不大。
(2)的幾何參數(shù) 前角:對(duì)于聚四氟乙烯材料,由于工件材料強(qiáng)度、硬度較低,應(yīng)選取相對(duì)較大的前角,從而減小切削力并降低切削熱。 后角:聚四氟乙烯材料硬度、強(qiáng)度低,塑性越大,因此在機(jī)械加工時(shí)應(yīng)選擇較大的后角,從而減小和聚四氟乙烯工件之間的摩擦力,進(jìn)而降低工件的局部過熱現(xiàn)象,提高工件表面的加工質(zhì)量。
(3)切削參數(shù)的選取 由于聚四氟乙烯材料強(qiáng)度低、硬度小,相對(duì)于金屬制品而言,在切削加工時(shí)可以選擇相對(duì)較大的切削量和較高的切削速度,但聚四氟乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)低,且具有較高的熱膨脹系數(shù)大,在較大的進(jìn)給量和較高的切削速度下又容易發(fā)生局部過熱引起的變形、焦化等現(xiàn)象。因此為了提高聚四氟乙烯材料的加工質(zhì)量及加工精度,在一定加工效率的前提下,應(yīng)盡量選取較小的切削量和較低的切削速度。
聚四氟乙烯,主要是做添加劑使用??梢蕴砑拥狡渌芰?,油墨,涂料,或者直接當(dāng)潤滑劑使用。
細(xì)粉一般是模壓工藝加工成固體成品,細(xì)粉可以填充其他增強(qiáng)劑來使用,一般以細(xì)粉為基礎(chǔ)料填充銅粉,碳纖維,石墨,玻璃纖維等等,當(dāng)然細(xì)粉也可以直接單純的做成品。
中粒度一般是模壓工藝加工成固體成品,中粒度細(xì)度不過,一般是單做成品,不填充增強(qiáng)劑。
微分生產(chǎn)(成品):油墨,潤滑劑,涂料
細(xì)粉生產(chǎn)(成品):填充增強(qiáng)劑后生產(chǎn)出,耐磨墊圈,活塞環(huán),機(jī)械零件,耐高壓高溫塑料零件密封等
中粒度生產(chǎn)(成品):閥座密封圈,耐腐蝕零件,絕緣墊圈零件。
聚四氟乙烯蠟粉作為添加劑在印刷油墨
提高油墨的耐摩擦性;表面更光滑;改善滑爽性;減少印刷過程中對(duì)機(jī)械堵塞;在油墨生過程中直接添加;
在油墨生過程中直接添加;建議添加量0.1%~3%;
應(yīng)用:平版印刷,凹版印刷,熱固著油墨;膠版單張紙油墨,金屬油墨,UV油墨
聚四氟乙烯微粉是白色,細(xì)小粒子,由低分子量聚四氟乙烯制備,主要作為塑料、油墨、涂料、潤滑油(脂)中的添加劑使用,改善基體材料的不粘性和耐磨性。 微粉的分子量一般是高分子量四氟乙烯的1/100,較低的分子量也是微粉不適合高分子量四氟乙烯的模壓以及燒結(jié)工藝,因?yàn)橛善渲频玫漠a(chǎn)品不具備強(qiáng)度。而低分子量的聚四氟乙烯,可以很好地與基體材料混合,從而賦予基體材料一定的四氟乙烯的特性。而高分子量的四氟乙烯會(huì)出現(xiàn)纖維化,以及聚并的粒子不易分散,不能夠作為添加劑使用添粉,基體材料的性能會(huì)有所改變。在熱塑性塑料,彈性體以及熱固性塑料中, 可以提高材料的耐磨性,不粘性,降低表面摩擦系數(shù)。
在油脂中,潤滑性以及快速潤滑性有所加強(qiáng),尤其是在高溫,高負(fù)荷的場(chǎng)合下。 在油墨中,尤其在油墨中,可以幫助提高表面度,增加耐磨性,減少堵塞。 在不粘涂料和耐磨涂料中,提高涂層的不粘性,降低摩擦系數(shù),提高防腐性,耐磨性。
可溶性聚四氟乙烯(PFA)和聚四氟乙烯(PTFE)有什么區(qū)別
是化學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)別:
PFA加入了全氟烷氧基,相當(dāng)于PTFE中的一個(gè)氟原子被全氟烷氧基所取代。某個(gè)碳直接連上一個(gè)氧,然后氧再連一個(gè)全氟甲基或全氟乙基之類的基團(tuán)。和PTFE相比,降低了熔融粘度有利于加工。其余性質(zhì)跟PTFE差的不太多的。
其次是應(yīng)用的區(qū)別:
PFA--具有聚四氟乙烯相同的各種性能,而且具有良好的熱塑性,可用普通熱塑性樹脂的加工方法進(jìn)行熱塑加工。是四氟乙烯與全氟丙基乙烯基醚以一定比例在含有全氟羧酸鹽分散劑,過硫酸鹽引發(fā)劑的水介質(zhì)聚制得的,觀為白色半透明的顆粒。
不僅具有與聚四氟乙烯相同的使用溫度,而且在250℃時(shí)有更好的機(jī)械強(qiáng)度(約2~3倍),且耐應(yīng)力開裂性能優(yōu)良。其加工范圍寬,成型性能好,適合于壓塑、擠塑、注塑、傳遞模塑等成型加工??芍谱麟娋€電纜絕緣護(hù)套、高頻及頻絕緣零件、化工管道、閥門和泵的耐腐蝕襯里;機(jī)械工業(yè)用特殊零配件、輕紡工業(yè)用各種防腐材料、聚四氟乙烯防腐襯里等焊條。
由可熔性聚四氟乙烯粒料擠出制得,外觀為半透明乳白色、表面光滑、截面致密均勻。于聚四氟乙烯板、管的焊接,使聚四氟乙烯形狀簡單的制品,焊接成形狀復(fù)雜、尺寸較大的制件。
水分散液為四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚共聚反應(yīng)得到的共聚物加入乳化劑,于一定溫度下濃縮后所得。固含量為30%±1%。外觀為乳白色或淡黃色半透明。具有可熔性聚四氟乙烯樹脂所具有的各種優(yōu)良性能。能在260℃下長期使用,并以其的防黏、防腐、易加工性能開發(fā)成的涂料,可噴涂、浸漬,被大量地應(yīng)用于復(fù)印技術(shù)及食品工業(yè)中作為防黏、防腐材料。
聚四氟乙烯管是使用的柱塞工擠出管,采用特殊加工工藝,使鋼管和塑料管緊密結(jié)合,能承受正壓1.6Mpa,負(fù)壓:77Kpa;可在-60℃~+260℃內(nèi)正常使用,具有可靠優(yōu)良的耐腐蝕性。輸送高溫下的強(qiáng)腐蝕性氣、液體,這是其它管道所不能代替的。
聚四氟乙烯管用途導(dǎo)線絕緣護(hù)套,腐蝕性流體介質(zhì)管道、各種高頻率下使用的電絕緣零件等。
聚四氟乙烯管特點(diǎn)
聚四氟乙烯(PTFE)具有極優(yōu)的化學(xué)穩(wěn)定性,能耐所有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑,與各種有機(jī)溶劑也不發(fā)生作用。PTFE使用溫度范圍較廣,常壓下可以長期應(yīng)用于-180℃~250℃,在250℃高溫下處理1000h后,其力學(xué)性能變化很小。PTFE具有很低的摩擦因數(shù),是一種良好的減摩,自潤滑材料,其靜摩擦系數(shù)小于動(dòng)摩擦系數(shù),因此用以制作軸承有啟動(dòng)阻力小,運(yùn)轉(zhuǎn)平滑的優(yōu)點(diǎn)。由于PTFE性,耐熱及不吸水,因此又是一種優(yōu)良的電絕緣材料。還具有優(yōu)良的耐老化性,不黏性及不燃性。
聚四氟乙烯制成的棒材、管材、薄膜、軸承、墊圈、閥門等各種異型材和零件,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、航空、電氣電子、工業(yè)、科技、醫(yī)療衛(wèi)生及電絕緣等領(lǐng)域。
聚四氟乙烯管特點(diǎn):
聚四氟乙烯模壓管(PTFE)具有極優(yōu)的化學(xué)穩(wěn)定性,能耐所有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑,與各種有機(jī)溶劑也不發(fā)生作用。PTFE使用溫度范圍較廣,常壓下可以長期應(yīng)用于-180℃~250℃,在250℃高溫下處理1000h后,其力學(xué)性能變化很小。PTFE具有很低的摩擦因數(shù),是一種良好的減摩,自潤滑材料,其靜摩擦系數(shù)小于動(dòng)摩擦系數(shù),因此用以制作軸承有啟動(dòng)阻力小,運(yùn)轉(zhuǎn)平滑的優(yōu)點(diǎn)。由于PTFE性,耐熱及不吸水,因此又是一種優(yōu)良的電絕緣材料。還具有優(yōu)良的耐老化性,不黏性及不燃性。
聚四氟乙烯管,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、航空、電氣電子、工業(yè)、科技、醫(yī)療衛(wèi)生及電絕緣等領(lǐng)域。