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聚四氟乙烯（PTFE）表面(miàn)改性介紹
- 分類：行業動态
- 作者：PFA管小姐姐
- 來源：丹凱
- 發(fā)布時間：2022-12-16 14:31
- 訪問量：
聚四氟乙烯（PTFE）表面(miàn)改性介紹
- 分類：行業動态
- 作者：PFA管小姐姐
- 來源：丹凱
- 發(fā)布時間：2022-12-16 14:31
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1.PTFE性能(néng)結構剖析：
在PTFE中，氟原子取代了聚乙烯中的氫原子，由于氟原子的半徑（0.064nm）大于氫原子的半徑（0.028nm),使得碳-碳鏈由聚
乙烯的平面(miàn)的、充分伸展的曲折構象漸漸扭轉到PTFE的螺旋構象。
該螺旋構象正好(hǎo)包圍在PTFE易受化學(xué)侵襲的碳鏈骨架外，形成(chéng)了一個緊密的完全“氟代”的保護層，使PTFE主鏈不受外界任何
試劑的侵襲，使PTFE具有其他材料無法比拟的耐溶劑性、化學(xué)穩定性以及低的内聚能(néng)密度；同時，碳-氟鍵極牢固，其鍵能(néng)達
460.2kJ/mol，遠比碳氫鍵（410 kJ/mol）和碳-碳鍵（372 kJ/mol）高，這(zhè)使PTFE具有較好(hǎo)的熱穩定性和化學(xué)惰性。
另外氟原子的電負性極大，加之四氟乙烯單體具有完美的對(duì)稱性而使PTFE分子間的吸引力和表面(miàn)能(néng)低，從而使PTFE具有極低的
表面(miàn)摩擦系數和低溫時較好(hǎo)的延展性；同時也使PTFE的耐蠕變性能(néng)較差，容易出現冷流現象。PTFE的無分支對(duì)稱主鏈結構也使
其具有高度的結晶性，所以加工比較困難。
圖一：PTFE管 來源：丹凱
2. 聚四氟乙烯表面(miàn)改性方法：
2.1還(hái)原劑法（鈉-萘溶液置換法）
目前已知的各種(zhǒng)改性方法中效果較好(hǎo)、應用較廣泛的是鈉-萘溶液置換法。
其原理爲：Na將(jiāng)最外層電子轉移到萘的空軌道(dào)上，形成(chéng)了陰離子自由基；再與Na+形成(chéng)離子對(duì)，釋放出大量的共振能(néng)，生成(chéng)了
深綠色金屬有機化合物的混合溶液。
這(zhè)些化合物的反應活性很高，與PTFE接觸時，鈉能(néng)破壞C-F鍵，扯掉了PTFE表面(miàn)的部分氟原子，表面(miàn)留下了碳化層和—CH、—
CO、C=C、—COOH等基極性團；碳化層的深度約0.05~1μm左右，PTFE的表面(miàn)張力由18.5×10-3N/m，表面(miàn)具有較高的表
面(miàn)能(néng)。
除鈉-萘四氫呋喃腐蝕液外，鈉-聯苯二氧六環、鈉-萘乙二醇二甲醚等處理液也有良好(hǎo)的效果。
2.2高溫熔融法
此法的優點是耐候性、耐濕熱性比其它方法顯著，适于長(cháng)期戶外使用；不足之處在于高溫燒結時PTFE會放出一種(zhǒng)有毒物質，且
PTFE膜形狀不易保持。
2.3等離子體處理
Badey J P等用微波等離子體順流處理PTFE，對(duì)其進(jìn)行表面(miàn)改性。用O2/N2或O2處理PTFE，表面(miàn)不發(fā)生改性；用NN3等離子體
處理，則PTFE表面(miàn)極性成(chéng)分增加、親水性增加。
2.4激光輻射法
它在材料加工中具有許多優點，是其它表面(miàn)處理技術難以比拟的：
①能(néng)量傳遞方便，可以對(duì)被處理工件表面(miàn)有選擇的局部強化；
②能(néng)量作用集中，加工時間短，熱影響區小，激光處理後(hòu)，工件變形小；
③處理表面(miàn)形狀複雜的工件，而且容易實現自動化生産；
④改性效果更顯著：速度快、效率高、成(chéng)本低；
⑤通常隻能(néng)處理一些薄闆金屬版，不适宜處理較厚的闆材；
⑥由于激光對(duì)人眼的傷害性，影響工作人員的安全，因此要緻力于發(fā)展安全設施。
此方法的步驟爲：把PTFE膜置于苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯等可聚合的單體中，以Co60輻射，使單體在PTFE膜表面(miàn)
形成(chéng)一層易于粘接的接枝聚合物。接枝後(hòu)的PTFE在三維方向(xiàng)均勻長(cháng)大、形狀保持，但失去原來的光澤和潤滑感；表面(miàn)粗糙程度
随接枝量的增加而增大，但表面(miàn)不變色，且在潮濕環境下表面(miàn)電阻也不變化。
2.5矽酸活化法
多孔PTFE用SiX4處理後(hòu)，再經(jīng)水解，可以達到使PTFE表面(miàn)活化的目的，這(zhè)就是“矽酸改性法”。
優點：傳統的改性方法會改變PTFE的化學(xué)結構，從而不同程度的影響了PTFE的固有結構；而這(zhè)一改性方法既不會改變PTFE的化
學(xué)結構，又能(néng)達到使其表面(miàn)活化的目的。
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