什么是PTFE：
聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，簡(jiǎn)寫為PTFE），俗稱“塑料王”，是一種以四氟乙烯作為單體聚合制得的高分子聚合物。 白色蠟狀、半透明、耐熱、耐寒性優(yōu)良，可在-180～260oC長(zhǎng)期使用。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，幾乎不溶于所有的溶劑。同時(shí)，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點(diǎn)，它的摩擦系數(shù)極低，所以可作潤(rùn)滑作用之余，亦成為了易清潔水管內(nèi)層的理想涂料。一般稱作“不粘涂層”或“易潔鑊物料”.
PTFE的優(yōu)點(diǎn):
1. 常溫常壓下穩(wěn)定，避免濕，熱，高溫 3]
無真正熔點(diǎn)，450℃以上慢慢分解，直接變?yōu)闅怏w。在327℃時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度突然消失。不溶于任何溶劑。除了能與熔融的堿金屬起反應(yīng)外，不受任何物質(zhì)的侵蝕，即使在氫氟酸、王水或發(fā)煙硫酸、氫氧化鈉中煮沸，也不起任何變化。 3]
2. 白色、無臭、無味、無毒的粉狀物，俗稱“塑料王”。具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力。耐高溫，使用工作溫度達(dá)250℃。耐低溫，低溫下具有良好的機(jī)械韌性，即使溫度下降到－196℃，也可保持的伸長(zhǎng)率。耐腐蝕，對(duì)大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑表現(xiàn)出惰性，能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑。耐候性好，有塑料中最佳的老化壽命。高潤(rùn)滑，是固體材料中摩擦系數(shù)最低者。不黏附，是固體材料中表面張力最小者，不黏附任何物質(zhì)。無毒害，具有生理惰性，作為人工血管和臟器長(zhǎng)期植入體內(nèi)無不良反應(yīng)。
PTFE的應(yīng)用：
PTFE的應(yīng)用非常廣泛，用于電氣工業(yè)，在航天、航空、電子、儀表、計(jì)算機(jī)等工業(yè)。可制薄膜、管板棒、軸承、墊圈、閥門及化工管道、管件、設(shè)備容器襯里等，
可制成高絕緣性電器零件、耐高頻電線電纜包皮、耐腐蝕化學(xué)器皿、耐高寒輸油管、人工器官等，
PTFE的缺點(diǎn):
1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)載荷作用下發(fā)生的塑性變形%5(蠕變)，這給它的應(yīng)用帶來一定的限制。如當(dāng)PTFE用作密封墊時(shí)，為密封嚴(yán)密而把螺栓擰得很緊，以致超過特定的壓縮應(yīng)力時(shí)，會(huì)使墊圈產(chǎn)生“冷流”(蠕變)而被壓扁。這些缺點(diǎn)可通過加入適當(dāng)?shù)奶盍霞案倪M(jìn)零件結(jié)構(gòu)等方法來克服。
2、PTFE具有突出的不粘性，限制了其工業(yè)上的應(yīng)用。它是極好的防粘材料，這種性能又使它與其他物件的表面粘合極為困難。
3、PTFE的線膨脹系數(shù)為鋼的10~20倍，比多數(shù)塑料大，其線膨脹系數(shù)隨著溫度的變化而發(fā)生很不規(guī)律的變化。在應(yīng)用PTFE時(shí)，如果對(duì)這方面性能注意不夠，很容易造成損失。PTFE的優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯, 由于該材料分子結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱, 結(jié)晶度高且不含活性基團(tuán), 導(dǎo)致其表面能很低 (19 dyns/cm) , 表面疏水性極高 (與水接觸角超過100 °) 。這種極低的表面活性嚴(yán)重影響了PTFE在粘接、印染、生物相容等方面的應(yīng)用, 特別是限制了PTFE薄膜與其他材料的復(fù)合。
為了提高PTFE的表面活性, 使之可與其他材料粘接、復(fù)合, 需要對(duì)其進(jìn)行表面改性。目前, PTFE表面處理常用的方法是濕化學(xué)處理法, 即萘-鈉、氨-鈉溶液處理法, 該法是利用腐蝕液除去PTFE表面的氟原子來提高材料表面活性。
化學(xué)法處理PTFE怎么樣呢:
目前化學(xué)法處理PTFE有以下幾個(gè)缺點(diǎn).
(1) 處理后PTFE表面明顯變暗、變黑, 影響材料外觀；
(2) 處理后PTFE在高溫時(shí)的表面電阻率下降, 長(zhǎng)期暴露在陽光下, 材料粘接性能會(huì)嚴(yán)重降低;
(3) 處理過程會(huì)產(chǎn)生大量的有害廢液, 既嚴(yán)重污染環(huán)境, 又增加企業(yè)的處理成本, 不符合環(huán)保政策。
還有沒有辦法避免法學(xué)處理法的缺點(diǎn)，又能改變PTFE的缺點(diǎn)呢？
答案是“有的”。
隨著社會(huì)的發(fā)展, 各地的環(huán)保法規(guī)政策日趨嚴(yán)厲, 在這一背景下, 低溫等離子表面改性技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注。
金徠科技在等離子體研究持續(xù)發(fā)力。使得PTFE材料改性低溫等離體技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。
低溫等離子表面改性機(jī)理是什么呢？
給物質(zhì)施加高溫或通過加速電子、加速離子等方式給物質(zhì)提供能量, 中性的物質(zhì)被電離成大量帶電粒子 (電子、離子) 和中性粒子組成的混合狀態(tài)稱為等離子體。等離子體整體呈電中性, 它是除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)外的物質(zhì)第四種狀態(tài)。在所產(chǎn)生的等離子體中, 當(dāng)電子溫度與離子溫度及氣體溫度相等時(shí), 該等離子體稱為平衡等離子體或高溫等離子體;當(dāng)電子溫度遠(yuǎn)高于離子溫度和氣體溫度時(shí), 該等離子體為非平衡等離子體或低溫等離子體。目前, 用于材料表面改性的主要是低溫等離子體。
在材料表面改性中, 主要是利用低溫等離子體轟擊材料表面, 使材料表面分子的化學(xué)鍵被打開, 并與等離子體中的自由基結(jié)合, 在材料表面形成極性基團(tuán)。由于表面增加了大量的極性基團(tuán), 從而能顯著地提高材料表面的粘接性能、印刷性能、染色性能等。低溫等離子體的能量一般為幾到幾十電子伏特 (電子0~20 eV, 離子0~2 eV, 亞穩(wěn)態(tài)離子0~20 eV, 紫外光/可見光3~40 eV) , 而PTFE中C-F鍵鍵能為4.4 eV, C-C鍵鍵能為3.4 eV。由此可見, 低溫等離子體的能量高于這些化學(xué)鍵的能量, 足以使PTFE表面的分子鍵斷裂, 發(fā)生刻蝕、交聯(lián)、接枝等一系列物理化學(xué)反應(yīng)。
金徠的低溫等離子機(jī)對(duì)PTFE改性的效果怎么樣呢？
不同的PTFE制品的初始達(dá)因值都不相同，但大體上PTFE薄膜的初始達(dá)因值在10~15之間。PTFE支架等圓形制品在12~16之間。經(jīng)金徠等離子處理后，達(dá)因值一般在50到60之間。極大的提高了PTFE的表面附著力。
等離子處理PTFE對(duì)產(chǎn)品有損害嗎？
真空等離子處理產(chǎn)生的離子體濺射現(xiàn)象一般比較微弱，對(duì)于一般產(chǎn)品或材料來說，這種微弱的濺射現(xiàn)象不會(huì)對(duì)基材的性能產(chǎn)生影響，但如果所處理的產(chǎn)品對(duì)處理要求比較嚴(yán)格，如醫(yī)用相關(guān)產(chǎn)品，則會(huì)對(duì)基材的濺射現(xiàn)象有程度要求，一般為濺射越少越弱則越好。
等離子處理PTFE對(duì)產(chǎn)品的時(shí)效有多長(zhǎng)呢？
多次實(shí)驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用證明，等離子處理PTFE的時(shí)效比其它材料的短。PTFE改性后的效果會(huì)隨著時(shí)間推移大幅下降。因此金徠的專家建議客戶盡可能在12小時(shí)內(nèi)完成下一工序的作業(yè)。
