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淺析聚四氟乙烯薄膜及其疏水性和工藝及壓延加工
- 分類：行業動态
- 作者：PFA管小姐姐
- 來源：丹凱
- 發(fā)布時間：2022-12-10 15:10
- 訪問量：
淺析聚四氟乙烯薄膜及其疏水性和工藝及壓延加工
- 分類：行業動态
- 作者：PFA管小姐姐
- 來源：丹凱
- 發(fā)布時間：2022-12-10 15:10
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濕潤性是一種(zhǒng)固體表面(miàn)性質，與自然界和人類社會息息相關。我們随處可見與濕潤有關的現象，如水在物體表面(miàn)鋪展、在車窗
上滴落、在荷葉上滾動、雨水沖洗掉樹葉上的塵埃。超疏水性是表面(miàn)濕潤的一種(zhǒng)特殊現象，它是指液滴與固體表面(miàn)的接觸角大
于150°、滞後(hòu)角小于10°的表面(miàn)現象。随着對(duì)超疏水現象的研究，發(fā)現超疏水表面(miàn)具有優良的防霧、防腐蝕、減阻、抗粘附性，
不僅影響自然界生物的日常生活，而且對(duì)工農業生産、生物醫學(xué)領域也有着重要作用。
目前，制備超疏水表面(miàn)多采用濕法工藝，但由于聚四氟乙烯幾乎不溶于市面(miàn)的溶劑，并不适用于濕法工藝，采用低功率電子束
蒸發(fā)法制備聚四氟乙烯薄膜，主要研究内容有：
采用低功率電子束法在陶瓷片基底上沉積聚四氟乙烯（鐵氟龍）薄膜，研究制備工藝、基底性質對(duì)聚四氟乙烯薄膜形貌、濕潤
性能(néng)的影響。結果表明，所制備的薄膜表面(miàn)均呈疏水性，硫酸濃度、刻蝕時間、沉積時間對(duì)薄膜的表面(miàn)形貌、粗糙度、疏水性
均産生顯著影響；在陶瓷片和載玻片上沉積聚四氟乙烯薄膜并計算基底表面(miàn)能(néng)。發(fā)現基底表面(miàn)粗糙度和表面(miàn)能(néng)同時影響薄膜的
表面(miàn)濕潤性，但表面(miàn)能(néng)的作用比粗糙度更明顯。
圖一：聚四氟乙烯薄膜 來源：網絡
通過(guò)改變制備條件，在經(jīng)草酸刻蝕過(guò)的Cu片基底上成(chéng)功制備出超疏水聚四氟乙烯薄膜，且薄膜表面(miàn)最大接觸角達到153.34°，滾
動角幾乎爲0°，具有優異的超疏水效果。通過(guò)分析，進(jìn)一步說明低表面(miàn)能(néng)物質的裝飾是基底表面(miàn)呈現超疏水性的主要原因。
以磁控濺射法制備的Cu膜爲基底，分别退火或H2O2溶劑處理後(hòu)制備Cu/聚四氟乙烯PTFE複合膜，研究工藝條件對(duì)複合膜表面(miàn)
形貌、粗糙度及疏水性的影響。結果發(fā)現，H2O2處理過(guò)的Cu膜表面(miàn)形成(chéng)納米棒結構，且粗糙度較大；在該基底上沉積聚四氟
乙烯PTFE薄膜，測得Cu/PTFE複合膜表面(miàn)接觸角最大達到155.17°，滾動角2°，顯示出優良的超疏水性。
采用電子束蒸發(fā)法在Cu片上沉積聚乙烯PT/PTFE複合膜，研究過(guò)渡層PE的厚度對(duì)複合膜表面(miàn)粘附性及疏水性的影響。結果表
明，經(jīng)草酸刻蝕過(guò)的Cu片上複合膜的疏水性比未刻蝕的好(hǎo)；同時，粘附力與接觸角呈負相關，粘附力越小，其接觸角越大，表
面(miàn)疏水性越好(hǎo)。說明一定厚度的PE過(guò)渡層能(néng)明顯降低薄膜表面(miàn)粘附力，增強疏水性。
聚四氟乙烯的優點很多，這(zhè)就不一一列舉了，但它的加工性能(néng)不好(hǎo)，不僅導熱系數低，更主要是其粘度大，因此將(jiāng)聚四氟乙烯
加熱到熔點以上，雖熔融但不能(néng)流動，常規的塑料加工方法不适于聚四氟乙烯PTFE的加工。聚四氟乙烯的加工主要是用粉末冶
金的方法進(jìn)行燒結成(chéng)型，這(zhè)種(zhǒng)方法對(duì)有一定壁厚的産品适用，但不适于加工聚四氟乙烯薄膜。
特别是近幾年來，聚四氟乙烯的應用正在從傳統的PTFE燒結産品轉向(xiàng)聚四氟乙烯薄膜，爲此，人們一直在不斷探索聚四氟乙烯
薄膜的生産方法。早期，人們曾緻力于開(kāi)發(fā)其它氟塑料品種(zhǒng)的聚四氟乙烯的改性品種(zhǒng)，雖然加工問題基本得到解決，但這(zhè)些材
料的性能(néng)都(dōu)不及聚四氟乙烯，因而，不能(néng)完全取代聚四氟乙烯薄膜，尤其在某些苛刻的環境中。因此，開(kāi)發(fā)聚四氟乙烯薄膜的
生産研究意義更爲重大。
聚四氟乙烯薄膜的壓延加工隻适用于分散樹脂。這(zhè)種(zhǒng)樹脂粒子之間的凝聚力低，受到很小的壓縮剪切作用，分子易沿粒子長(cháng)軸
方向(xiàng)排列，形成(chéng)線性結晶，稱之爲纖維化。這(zhè)種(zhǒng)現象是聚四氟乙烯所獨有的。利用這(zhè)一特長(cháng)可以把聚四氟乙烯水乳液添加到粉
狀體系中，攪拌一定時間，聚四氟乙烯原纖維就會落住粉狀體，然後(hòu)將(jiāng)其壓縮。可使粉狀體變成(chéng)固體。再將(jiāng)這(zhè)種(zhǒng)固體壓延，也
可得到聚四氟乙烯填充改性薄膜。不同的粉狀體，賦予聚四氟乙烯薄膜不同的性能(néng)。如在聚四氟乙烯水乳液中加入TiO粉狀體，
生産的薄膜可在Ni-Zn二次電池中，代替原來使用的PP或PA薄膜，用作電池的隔膜。
本文由鐵氟龍管小姐姐原創，歡迎關注，帶你一起(qǐ)長(cháng)知識！
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