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聚四氟乙烯閥門的表麵處理-上海5G天天爽在线观看入口閥門有限公司

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    聚四氟乙烯閥門的表麵處理

  • 發布日期:2014-12-20      瀏覽次數:2163
    •                     聚四氟乙烯閥門的表麵處理

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      聚四氟乙烯( PTFE) ,具有相當優異的化學穩定性、電絕緣性、自潤滑性、不燃性、耐大氣老化性和高低溫適應性能,並且具有較高的機械強度,是一種綜合性能優良的軍民兩用工程塑料。但是,由於聚四氟乙烯材料潤濕性能差,不能很好的被粘接,從而限製了使用。為了使PTFE 有更寬更廣的應用,必須對PTFE 的表麵進行處理,提高它的粘接強度。

      特點和用途: 

      本品也叫鐵氟龍表麵處理劑,具有較長的貯存期和使用期,對聚四氟乙烯塑料表麵的處理效果不低於一般鈉——萘處理劑,處理後的聚四氟乙烯可用環氧等一般膠粘劑膠接,並可獲得較高的膠接強度。本品可用與聚四氟乙烯管材、板材、薄膜及填充聚四氟乙烯等的表麵處理,由於本品使用期較長,並有一定的稠度,很適於聚四氟乙烯部件的局部處理。

      主要性能外觀: 
      黑色糊狀物剪切強度:9.8Mpa處理後的聚四氟乙烯薄膜表麵電阻:與未處理膜相比降低1——2次方。貯存期(密封保存)1年以上。處理後的聚四氟乙烯表麵不耐紫外光照射,在強紫外光照射下,會失去處理效果。因此,處理後的聚四氟乙烯如不及時膠接,應避光保存。 使用方法: 
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      包裝、貯存和運輸1、本品裝於密閉瓶中,貯存於陰涼、遠離火源和水源處。2、本品有強烈的腐蝕性,使用時應戴好防護眼鏡和膠皮手套,一旦皮膚接觸處理劑,應立即用水衝洗幹淨。3、本品包裝瓶開蓋後,瓶口密封圈易破損,失去密封作用,因此要在短期內將處理劑用完,否則應檢查瓶口妥善密封。

      1、PTFE的難粘原因

        PTFE之所以難粘,主要有下麵幾個原因 :*表麵能低,臨界表麵張力一般隻有31~34 達因/厘米。由於表麵能低,接觸角大,膠粘劑不能充分潤濕PTFE ,從而不能很好粘附在PTFE 上;第二結晶度大,化學穩定性好,PTFE 的溶脹和溶解都要比非結晶高分子困難,當膠粘劑塗在PTFE 表麵,很難發生高聚物分子鏈成鏈域互相擴散和纏結,不能形成較強的粘附力;第三PTFE 結構高度對稱,也是屬於非極性高分子。而膠粘劑吸附在PTFE 表麵是由範德華力(分子間作用力) 所引起的,範德華力包括取向力、誘導力和色散力。對於非極性高分子材料表麵,不具備形成取向力和誘導力的條件,而隻能形成較弱的色散力,因而粘附性能較差。

        基於上述認識,在一般情況下,為了解決PTFE 難以粘接的問題,人們主要從表麵改性和新型膠粘劑的合成出發。

      2、表麵處理方法

      2.1、鈉—萘絡合物化學處理

        化學法處理含氟材料,主要是通過腐蝕液與PTFE塑料發生化學反應,扯掉表麵上的部分氟原子,這樣就在表麵留下了碳化層和某些極性基團。紅外光譜表明,表麵引入了羥基、羰基和不飽和鍵等極性基團。這些基團能使表麵能增大,接觸角變小,浸潤性提高,由難粘變為可粘。這是目前研究的種種方法中效果較好,比較經典的方法。但也存在一些缺點,比如:被粘物質表麵變暗或變黑,在高溫環境下表麵電阻降低,暴露在光照下膠接性能將大大下降,使得此法的應用受到很大的限製。一般用鈉萘四氫呋喃作為腐蝕液。也可用鈉聯苯二氧六環、鈉萘二醇二甲醚等作為腐蝕液。鈉萘溶液可采用真空技術網前文提供的方法製備。

      2.2、高溫熔融法

        其原理是:在高溫下,使PTFE 表麵的結晶形態發生變化,嵌入一些表麵能高、易粘合的物質如SiO1 、Al粉等。這樣冷卻後就會在表麵形成一層嵌有可粘物質的改性層。由於易粘物質的分子已進入PTFE 表層分子中,破壞它相當於分子間破壞,所以粘接強度很高。不足之處是在高溫燒結時PTFE 放出一種有毒物質。

      2.3、輻射接枝法

        該法需要有Co60的能源,把PTFE 置於苯乙烯、反丁二烯、甲基丙烯酸酯等可聚合的單體中,以Co60輻射使單體在PTFE 表麵發生化學接枝聚合,從而使PTFE表麵形成一層易於粘接的接枝聚合物。不足之處是使PTFE 失去原有的光滑感和光澤。

      2.4、低溫等離子體技術

        低溫等離子體是指低氣壓放電(輝光、電暈、高頻、微波) 產生的電離5G影院天天爽天天爽,在電場作用下,5G影院天天爽天天爽中的自由電子從電場中獲得能量,成為高能電子,這些高能量電子與5G影院天天爽天天爽中的分子、原子碰撞,如果電子的能量大於分子或原子的激發能,就會產生激發分子和激發原子、自由基、離子和具有不同能量的射線。低濕等離子體中的活性粒子具有的能量一般接近或超過碳碳或其它含碳鍵的鍵能,因而能與導入係統的5G影院天天爽天天爽或固體表麵發生化學或物理的相互作用。如采用反應型的等離子體,可能與高分子表麵發生化學反應,引入大量的含氧基團,改變其表麵活性,即使采用非反應型Ar 等離子體,也可能通過表麵交聯和蝕刻作用引起的表麵物理變化而明顯的改善聚合物的接觸角和表麵能。圖1 所示為PTFE 經N2 等離子體處理後水接觸角的變化情況。

      圖1  N2 等離子體處理PTFE 的處理時間與接觸角的關係

        劉學恕等人對低溫等離子體處理氟塑料進行的研究工作 ,取得了很好的效果,處理後的氟塑料接觸角平均降低20°~30°,粘接剪切強度提高2~10倍。Mesygts. G用20 和30Kev 的N+ 、O+ 、C+ 離子束,在5mA/ cm2 c. d. 條件注入處理PTFE ,其結果是PTFE表麵對異氰酸酯、丙烯酰胺和環氧試劑產生活性,這種改變使它與膠粘劑的界麵發生變化。處理後的PTFE與環氧粘合劑( ED220) 以多乙烯多胺為固化劑的粘接耐久性可提高100 倍。

      2.5、近國外報道的處理方法

        用ArF 作激光的激光器處理PTFE ,是目前國外采用的新方法,它的基本原理是用激光器照射某物質,使它與PTFE 表麵發生反應。根據反應類型可分為以下幾種:

      2.5.1、基團反應

        它的處理過程是:用ArF 激光器照射處在某氣態物質氛圍中的PTFE ,使該物質與PTFE 表麵發生基團反應,這樣就在PTFE 表麵引進了易粘合的物質,改善了粘接性能。可根據PTFE 材料的不同用途,選擇不同物質。例如:選擇[B(CH3)3]3作反應物質,則改性後的表麵是親油性的,而選擇NH3 、B2H6 、N2H4 (肼) 或H2O2 等做反應物質,則改性後的表麵是親水性的。用芳香族化合物對PTFE 改性, 可以大大提高粘接強度。此法的優點在於,可以根據需要對PTFE 表麵進行有選擇的改性,避免了萘-鈉法的盲目性,這在實際應用中是非常有利的。此外,改性後的表麵耐久性要比輻射法、用氧氣的等離子體法好得多。人們已經成功的利用此法在處理過的表麵鍍上金屬鎳。

      2.5.2、接枝反應

        此法是在ArF 激光器的光引發下,PTFE 表麵分子脫氟形成自由基,引發單體在其上聚合,形成接枝聚合物,接枝鏈是易粘接的物質,它是以化學鍵的形式與PTFE 分子相連並附著在PTFE 表麵,形成一層該化學物質的表麵層,這樣就把PTFE 的粘接問題轉化成該物質的粘接,簡化了PTFE 的粘接。例如在ArF 激光器照射下,CH2 = CH2CON(CH2NH3) 2 可與PTFE 表麵發生接枝聚合反應。改性後的PTFE 對水的接觸角下降到20 度 。

      2.5.3、其它形式

        改善PTFE 的粘接性能也可以從成形過程入手,有報道稱在PTFE 成形之前,向其中加入一種光吸收劑,燒結後再用紫外激光照射,不僅可改善潤濕性,而且耐熱、耐光照性能也大大得到了提高。改性後的PTFE 與鋼板膠接,剝離強度可達到51.94N/ 25mm。

      3、表麵改性劑

        配位鍵理論認為PTFE 的大分子隻有單純的給電能力,對那些大多數隻有單純的給電能力而接受電子能力很弱的膠粘劑具有很強的排斥性,並且難以用這些物質在界麵上生成配位鍵而產生有效的粘附作用。 

      因為配位鍵的形成既需要有提供電子對的一方,又需要有接受電子對的一方,二者缺一不可。PTFE 的難粘性是由被粘物和粘合劑雙方共同決定的,並不是由PTFE 單方麵決定的,即PTFE 對提供電子對的物質表現難粘性,對提供空電子軌道的物質就會形成牢固的粘接,也可以和某些能形成較強氫鍵的物質形成牢固的粘合,即該物質必須能夠為氟原子提供有效的可形成氫鍵的氫原子。表麵改性劑就是基於以上的機理,提高粘接性能的。到目前為止的有KH2550、A151、防水3號、南大242 號和BGJ3 號等。其中以BGJ3 號的表麵改性的效果。表1 為水在PTFE 改性表麵上的潤濕角。

      表1  水在PTFE 改性表麵上的潤濕角 

        從上表可以看出BGJ3 號的表麵改性的效果。表麵改性劑BGJ3 號的製備如下:把硼酸(B (HO) 3)與KH2550 (γ2氨丙基乙氧基矽烷) 按1∶10 的比例熔於一定量的乙醇中,加熱,攪拌,並在回流條件下製得。BGJ3 號同時具有含硼基團的含氨基團的化合物,含硼基團可提供空軌道,與提供未共同電子對的氟原子形成配位鍵,這樣既可以在PTFE 表麵發生配位鍵合,又能與粘接劑分子形成配位鍵,因此其改性*,具有較高的粘接強度。

        國外還有一種用於PTFE 表麵改性的試劑是由四氟硼酸溶液,在鎂陽極存在下電解形成,該含鎂試劑與PTFE 反應,形成一個含有碳碳雙鍵、羰基、羥基、羧基的多官能團表麵,這些官能團使PTFE 表麵的親水性更佳,從而改變了PTFE 的表麵性質。

      4、新型粘接劑

        用於PTFE 塑料粘接的粘接劑主要有兩類:無氟粘接劑和含氟粘接劑。無氟粘接劑有粘接效果不太理想的聚丙烯酸酯類粘接劑和環氧樹脂類粘接劑,以及粘接效果較好的矽樹脂類粘接劑如國產的F-4S ,F-4D ,FS 等牌號。含氟粘接劑是由偏氟乙烯類聚合物製備的溶劑型粘接劑如國產的F-2 ,F-3 ,FN 等牌號和美國RAYCHEM 公司生產的氟樹脂粘接劑等。下麵介紹幾種性能優良的粘接劑。

      4.1、J-2012 型環氧樹脂粘劑

        J -2012 為雙組分,無溶劑改性環氧樹脂粘接劑,可室溫或加熱固化,不僅適用於氟塑料與金屬,還適用於金屬與金屬與其它非金屬材料的粘接與修補。

      表2  J-2012 膠粘劑配方及固化性能

      4.2、含氟聚合物F 粘接劑

        因為一般的含氟聚合物不具有熔溶性,在高溫下也不能熔融產生流動,難以滿足作為粘接劑所必須具備的流動性。隻有偏氟乙烯類聚合物具有一定的溶解性。在F 粘接劑中,選擇偏氟乙烯—全氟丙烯共聚物作為粘接劑的主體材料。它的配方(質量份) 如下:

      低分子量偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物100
      氧化鎂15
      對苯二酚4
      丙酮與乙酸乙酯混合溶劑300
      其它18用F 粘接劑粘接PTFE 和不鏽鋼,可獲得較高的粘接強度,並具有優異的耐熱性能和耐油性能。

      4.3、其它的粘接劑

        例如日本‹ } ¯“仆"工業生產的一種粘接劑可用於粘合鋁板的PTFE ,粘接強度很高 。它的配方是:由100 份C2Cl3 -環己烯基醚-乙基乙烯基醚-羥丁基乙烯基醚共聚體和0.5 份鋁螯合物組成。還有一種可以粘接PTFE 和脫脂的光滑鋁麵的粘接劑 ,它是由工業聚酰胺-亞胺樹脂、二甲氨基乙醇和水的混合物組成的,能形成強的粘合。

      5、結語

        PTFE表麵改性劑的研究是PTFE 表麵預處理方法中研究動向,也是提高粘接強度的有用的方法。人們有可能依靠適當的分子設計,獲得更率的表麵改性劑。

        綜上所述,各種處理方法都是要改善表麵活性,降低接觸角,提高表麵能。新型粘接劑也是根據相容性原理製得。所以隻有係統掌握,靈活運用,才能真正提高PTFE 的粘接強度。與本文相關的論文有:中國閥門產值遞增

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