是一種人工合成高分子材料,具有抗酸抗堿、抗各種等特點(diǎn),又被稱作“塑料王”,其擁有懸浮細(xì)粉、懸浮中粒、分散細(xì)粉樹脂、改性分散乳液等多個(gè)品級(jí)。
近年來的嚴(yán)重霧霾污染,逐步令業(yè)內(nèi)意識(shí)到聚四氟乙烯材料的更多應(yīng)用空間。相關(guān)業(yè)內(nèi)人士指出,過去國內(nèi)治理工業(yè)煙粉塵大多采用普通材料制成的除塵濾袋,無法過濾細(xì)顆粒物PM2.5。而目前已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的一種新型微孔覆膜濾料經(jīng)美國檢測,對(duì)PM2.5的過濾達(dá)99.9995%。
值得注意的是,PTFE覆膜濾料具備顯著特點(diǎn):
一是除塵效率顯著,其結(jié)構(gòu)使除塵效率可高達(dá),大大的超過了標(biāo)準(zhǔn),接近于零排放;
二是使用環(huán)境的適應(yīng)性廣,聚四氟乙烯(PTFE)覆膜濾料的耐高低溫、抗結(jié)露與化學(xué)穩(wěn)定性、化等性能決定了它對(duì)溫度、濕度與腐蝕性氣體有著強(qiáng)的適應(yīng)能力,特別是對(duì)高濃度、高濕度、微細(xì)顆粒含塵氣體使用效果更佳,這些性能都是目前常規(guī)濾料無法比擬的;
三是透氣性好,聚四氟乙烯(PTFE)覆膜濾料的透氣量可以達(dá)到3-6m3/㎡,已經(jīng)超過了實(shí)際使用的要求;
四是經(jīng)濟(jì)效益佳,其使用壽命是與經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)的,基于覆膜濾料的結(jié)構(gòu),它的使用壽命可達(dá)3年以上,3年內(nèi)使用常規(guī)濾袋所需的資金大大超過使用覆膜濾袋的投資。
也是說,使用覆膜濾料做成的濾袋,不僅可以更好地凈化環(huán)境,還可以獲得豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。在過濾方面,PTFE覆膜濾料是在普通濾料表面復(fù)合一層聚四氟乙烯(PTFE)薄膜而形成的一種新型濾料。這層薄膜相當(dāng)于起到了“一次粉塵層”的作用,物料交換是在膜表面進(jìn)行的,使用之初能進(jìn)行有效的過濾。薄膜特有的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使粉塵無法穿過,無孔隙堵塞之虞。這種過濾方式稱為“表面過濾”。覆膜濾料不僅可實(shí)現(xiàn)近于零排放,同時(shí)由于薄膜不粘性、摩擦系數(shù)小,故粉餅會(huì)自動(dòng)脫落,確保了設(shè)備阻力長期穩(wěn)定,能充分發(fā)揮袋式除塵器性,因而是理想的過濾材料選擇。
以其的耐高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性、很好的電絕緣性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自潤滑性,已在化工、石油、紡織、電子電氣、、機(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。
在中聚四氟乙烯(PTFE)的消耗量,用途廣,是氟塑料中的一個(gè)重要品種。PTFE具有的耐高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性、很好的電絕緣性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自潤滑性,有“”之美稱。該材料早是為和技術(shù)需要而開發(fā)的,而后逐漸推廣到民用,其用途涉及航空航天和民用的許多方面,目前在其應(yīng)用領(lǐng)域已成為不可或缺的材料。
PTFE的性能特點(diǎn)
PTFE是由四氟乙烯單體聚合而成的聚合物,是一種類似于PE的透明或不透明的蠟狀物,其密度為2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)與PE相似,只是聚乙烯中的全部氫原子都被氟原子所取代。由于C-F鍵鍵能高,性能穩(wěn)定,因而其耐化學(xué)腐蝕性,能夠承受除了熔融的堿金屬、氟化介質(zhì)以及300℃的氫氧化鈉之外的所有強(qiáng)酸(包括王水),以及強(qiáng)氧化劑、還原劑和各種的作用;PTFE分子中F原子對(duì)稱,C-F鍵中兩種元素以共價(jià)鍵結(jié)合,分子中沒有游離的電子,使整個(gè)分子呈中性,因此它具有優(yōu)良的介電性能,而且其電絕緣性不受環(huán)境及頻率的影響。它的體積電阻大于1017健m,介電損耗小,擊穿電壓高、耐電弧性好,能在250℃的電氣環(huán)境下長期工作;因PTFE分子結(jié)構(gòu)中沒有氫鍵,結(jié)構(gòu)對(duì)稱,所以它的結(jié)晶度很高(一般結(jié)晶度為55%~75%,有時(shí)高達(dá)94%),使PTFE耐熱性能好,其熔融溫度為324℃,分解溫度為415℃,使用溫度為250℃,脆化溫度為-190℃,熱變形溫度(0.46MPa條件下)為120℃。PTFE的力學(xué)性能良好,其拉伸強(qiáng)度為21~28MPa,彎曲強(qiáng)度為11~14MPa,伸長率為250%~300%,對(duì)鋼的動(dòng)靜摩擦系數(shù)均為0.04,比尼龍、聚、聚酯塑料的摩擦系數(shù)都小。
純PTFE強(qiáng)度低、耐磨性差以及耐蠕變性不好,通常要在PTFE聚合物中添加一些無機(jī)顆粒,如石墨、二硫化鉬、三氧化二鋁、玻纖、碳纖維等來提高其力學(xué)性能;也可利用與其他聚合物如聚苯酯(PHB)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚全氟(乙烯/丙烯)共聚物()等共混的方法來擴(kuò)展其阻尼溫度范圍,提高其耐蠕變性。
PTFE的用途
PTFE特的性能使其在化工、石油、紡織、食品、造紙、、電子和機(jī)械等工業(yè)和海洋作業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
1、防腐蝕性能的應(yīng)用
由于橡膠、玻璃、金屬合金等材料在耐腐蝕方面存在缺陷,難以滿足條件苛刻的溫度、壓力和化學(xué)介質(zhì)共存的環(huán)境,由此造成的損失相當(dāng)驚人。而PTFE材料以其的耐腐蝕性能,業(yè)已成為石油、化工、紡織等行業(yè)的主要耐腐蝕材料。其具體應(yīng)用包括:輸送腐蝕性氣體的輸送管、排氣管、蒸汽管,軋鋼機(jī)高壓油管,飛機(jī)液壓系統(tǒng)和冷壓系統(tǒng)的高中低壓管道,精餾塔、熱交換器,釜、塔、槽的襯里,閥門等化工設(shè)備。
密封件的性能好壞對(duì)整個(gè)機(jī)器設(shè)備的效率與性能都有很大的影響。PTFE材料具有的耐腐蝕、耐老化、低摩擦系數(shù)及不粘性、耐溫范圍廣、彈性好的特性使其非常適合應(yīng)用于制造耐腐蝕要求高,使用溫度100℃的密封件。如機(jī)器、熱交換器、高壓容器、大直徑容器、閥門、泵的槽形法蘭的密封件,玻璃反應(yīng)鍋、平面法蘭、大直徑法蘭的密封件,軸、活塞桿、閥門桿、蝸輪泵、拉桿的密封件等等。
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??梢蕴砑拥狡渌芰希湍?,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。
又稱低分子量聚四氟乙烯微粉,或,或聚四氟乙烯蠟,為白色微粉狀樹脂,是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應(yīng)得到的分散液再經(jīng)凝聚、洗滌、干燥而制得,具有優(yōu)良的耐熱性、耐候性、耐寒性、低摩擦性、不粘性、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能等性能。另外由于其平均粒徑小,所以具有很好的分散性,容易均勻地與其他材料共混。?
用途:聚四氟乙烯微粉可以單作固體使用,也可以作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。與塑料或橡膠混合時(shí)可用各種典型的粉末加工方法,如共混等,加入量為5~20%,在油和油脂中添加聚四氟乙烯微粉,可降低摩擦系數(shù),只要加百分之幾,就可提高潤滑油的壽命。其有機(jī)溶劑分散液還可作脫模劑。
聚四氟乙烯超細(xì)粉?
英文名稱:PTFEmicropowder;PTFEwaxCAS號(hào):分子式:?
相關(guān)內(nèi)容概述:是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應(yīng)而得到的分散聚四氟乙烯微粉。平均粒徑小于5μm,比表面大于10m2/g,摩擦系數(shù)0.06~0.07,潤滑性好,能很好地分散在許多材料中??捎米魉芰?、橡膠、油墨、涂料、潤滑油脂的防黏、減摩、阻燃添加劑,也可作干性潤滑劑制成氣溶膠等。
懸浮聚四氟乙烯樹脂為白色顆粒。具有的化學(xué)穩(wěn)定性,的電氣性能和低摩擦系數(shù)等的物理性能。
用途:適用于加工清潔度要求較高板、棒、膜等制品,加工普通模壓制品,模壓加工小制品、異型制品。?
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂?
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂為白色顆粒,流動(dòng)性好,具有的電性能,化學(xué)穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù)。
用途:適用于加工各種特殊要求的板,棒等。不僅能加工復(fù)雜的四氟制品,還能適用于大板材的模壓成型,等壓模壓成型,自動(dòng)模壓成型,以及精密柱塞擠出成型。PTFE造粒料有利于自動(dòng)化加工,可以縮短成品的加工周期。?
懸浮聚四氟乙烯預(yù)燒結(jié)樹脂?
懸浮聚四氟乙烯預(yù)燒結(jié)樹脂為白色顆粒,熔點(diǎn)327℃,具有良好的流動(dòng)性,低摩擦系數(shù),優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及的化學(xué)穩(wěn)定性。
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。