2.3 聚四氟乙烯薄膜
PTFE薄膜是由模压烧结圆柱形坯料,经机床切削成膜后再压延而成。根据处理方法的不同可分为定向膜,半定向膜和不定向膜三种,目前PTFE薄膜产品有多孔膜、微滤膜、彩色膜等。
2.3.1 聚四氟乙烯彩色薄膜
PTFE彩色薄膜适用于以色泽区分标志的电器仪表或导线绝缘上,是一种新型的综合性能优良的C级绝缘材料,是无线电工业、航空工业以及尖端科学技术中不可缺少的重要材料之一。PTFE薄膜一般采用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂,要求颗粒直径在150μm以下。颜料必须具备耐热性好(>400℃),颗粒细,着色力强,对化学试剂稳定等要求。
其生产工艺流程:
PTFE树脂、颜料→混合→模压成型→烧结→冷却→车削不定向膜→压延半定向膜
主要工艺参数:
混合:目前生产彩色PTFE薄膜混合方式主要有两种;干法混合和湿法混合。研究表明湿法混合比干法混合混料均匀但工序多,成本高,需加溶剂,为了保证制品的均匀性一般采用湿法混合。
工艺过程是将PTFE树脂、颜料加溶剂→混合→干燥→除溶剂→彩料。
模压预成型:合理选择预成型单位压力是生产PTFE彩色薄膜重要的工艺条件。主要根据树脂的细度、压缩比、颜料种类细度等条件来选择,一般在20～40MPa。
烧结冷却:由于彩色薄膜含有颜料,导热系数、热胀系数与PTFE不一致。因此在烧结过程中升降温度比普通PTFE薄膜要慢,烧结温度比普通薄膜低,升降温度为20～30℃/h,烧结温度为375℃。而普通薄膜升温速度在327℃前50～60℃/h,在327℃后30～40℃/h,烧结温度380℃,降温速度20～50℃/h。
车削不定向膜:刀尖角以40°～45°为宜,速度比普通PTFE慢。
压延半定向膜:压延温度随薄膜厚度而异,一般5μm厚,110℃±5℃;30μm厚,130℃±10℃。压延倍数为215～310。
主要设备:(1)混合搅拌机;
(2)液压机 35～40MPa;
(3)烧结炉 DL151
(4)精密数控车床 C620;
(5)压延机 辊筒Φ100×120。
主要技术指标,外观颜色应鲜艳均匀,见表6。
2.3.2 聚四氟乙烯多孔膜
PTFE多孔膜为新型的空气过滤材料。用该材料的空气过滤器适合于吸收半导体工业所用的净化室中空气或其它气体中的悬浮微粒且空气及其它气体压力损耗较小。
1976年,R1W1Gore首先披露了商品名称为Groce—TexR的PTFE多孔膜的制造过程。将粉末状聚四氟乙烯和润滑剂混合成糊,挤压成片,在排出润滑剂升高温度后(低于结晶熔点),进行单轴或双轴拉伸,拉伸后的长度为原长度的50余倍。该膜的标称孔径为0.02μm～10μm,厚25μm～76μm。1977年来,日本研究者先后发表了许多专利,如日本专利公开公报16619/1988。日本专利公开160.9/1988。日本专利公开17216/1981就多孔PTFE膜,增加孔隙率,减小孔径,减少压力损耗等作了许多研究。最近日本田丸真二制得了一种平均孔径为0.2μm～0.5μm的膜,当空气以513cm/s流速通过时压力损耗为10mm～100mmH2O柱,该多孔PTFE薄膜具有99:1到75:25的纤丝对接点的面积比,0.05μm～0.2μm的平均纤丝直径和不大于2μm2的最大接点面积。其制备方法是用PTFE细粉(由DaikinF104)制备厚度为100μm的未烧结,未延展的PTFE薄膜(该薄膜在日本专利公开152825/1984公开)。然后在炉中加热并在339℃下保持50秒以获得0.50烧结度的连续的半烧结膜。再在320℃环境温度加热15分钟,以100%/秒的速率双向同时或连续的延展薄膜。该设备由Iwamoto公司制造在膜的纵向上拉伸比为5～8,宽度方向拉伸比为15～25。总拉伸比为75～200,而制得PTFE多孔薄膜。
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