摘 要:聚四氟乙烯俗稱塑料王,是一種以四氟乙烯為單體聚合而成的聚合物。該物質本身具有耐熱、耐寒、白透明等特點,可以長期在-180~260℃范圍內長期應用。根據(jù)聚四氟乙烯的應用情況來看,在食品工業(yè)、電子技術、化學工業(yè)等領域都得到了廣泛的應用。文章主要內容探究了聚四氟乙烯制品的成型工藝以及該物質的質量分析,希望能為我國聚四氟乙烯的制備工作有所參考。
關鍵詞:聚四氟乙烯;成型工藝;質量;分析
一、 引言
根據(jù)聚四氟乙烯的應用情況來看,該物質對于各種氧化劑、強堿、強酸都具有絕對惰性,因此聚四氟乙烯本身的化學穩(wěn)定性較高,并且擁有良好的介電性能,在機械工業(yè)、化學工業(yè)以及醫(yī)藥工業(yè)等方面都具有十分廣泛的應用。聚四氟乙烯的本質是一種直鏈狀熱塑性聚合物,但是將聚四氟乙烯加熱到327℃以上后,該物質會形成無晶質的凝膠態(tài),但是因為黏度較高不能流動,因此聚四氟乙烯制品不能應用于常見的熱塑性塑料成型方法成型,需要采用特殊的成型工藝。
二、 聚四氟乙烯制品的成型工藝特點
聚四氟乙烯在熔融狀態(tài)下具有較高的黏度,就算將聚四氟乙烯加熱到415℃以上,該物質也不會由高彈態(tài)轉變?yōu)檎沉鲬B(tài),聚四氟乙烯的熔融黏度甚至會因為剪切應力的提高而降低,最終顯示出非牛肚流體的特征。在聚四氟乙烯制品生產(chǎn)活動中,因為該物質是一種結晶型聚合物,因此該物質的制品最終成型結果取決于該物質的燒結時間與燒結溫度。在成型過程中一旦溫度超過327℃,那么聚四氟乙烯的結晶區(qū)域便會完全消失,當溫度低于327℃時,聚四氟乙烯便會再次結晶,該物質結晶度的大小與燒結后的相對分子量、冷卻速度有關。根據(jù)成型工藝來看,冷卻速度越快,相對分子量越大,反之相對分子量越小。想要或者優(yōu)質的聚四氟乙烯制品,工作人員需要嚴格把控聚四氟乙烯的燒結過程。在聚四氟乙烯制品成型過程中需要注意的是,該物質作為一種纖維狀的粉末,本身易結塊,因此工作人員要對此嚴加防范。
三、 聚四氟乙烯的成型加工方法
根據(jù)聚四氟乙烯的成型加工情況來看,常見的成型加工方法有推壓成型、擠壓成型、二次加工、模壓成型以及液壓成型等多種成型工藝。
(一)模壓成型
在聚四氟乙烯制品的模壓成型工作中,多數(shù)情況下采用的聚四氟乙烯材質為聚四氟乙烯懸浮樹脂,當聚四氟乙烯制品的厚度低于1.5mm時,需要應用分散樹脂,因為該材料的顆粒小,具備良好的流動性。而懸浮樹脂顆粒較大,在模壓過程中容易出現(xiàn)加料不均現(xiàn)象,出現(xiàn)密度差,容易使得聚四氟乙烯制品出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。根據(jù)模壓成型工作的開展情況來看,該工藝流程為將樹脂材料過篩,隨后將材料放置在壓機當中,在20~35Mpa壓力下,將樹脂材料壓實成型。完成上述工藝流程之后,需要在370℃~380℃下開展燒結工作,隨后完成模壓工作得到成品。
(二)液壓成型
液壓法又被稱為橡皮成型法或者均衡法,在制作過程中需要將樹脂材料均勻的放置在模壁與橡皮袋之間,然后在橡皮袋當中出入常用水等相關液體,使得橡皮袋的壓力能夠逐漸向模壁擴展,最終將樹脂材料壓實使其能夠成型。根據(jù)液壓成型工作的開展情況來看,具體操作過程中首先要將向橡皮袋放置在外模內,然后將水泵接上,在橡皮袋中注入自來水,使得橡皮袋能夠脹為圓筒形,這樣一來樹脂材料便能夠均勻的加入袋與外模之間。在完成上述工作之后,工作人員進行閉膜,然后繼續(xù)加入增加水壓,當壓力達到12~13Mpa時,使得壓力持續(xù)30分鐘,隨后將液體放掉,拆除模具,開展燒結工作,冷卻之后變?yōu)楣鉂嵉念A制品。
四、 聚四氟乙烯冷壓燒結成型中制品的質量分析
聚四氟乙烯樹脂本身具有壓縮比大、易結塊、比容大等優(yōu)勢,并且該材料質量顆粒本身具有纖維樁結構,因此顆??梢詨罕馀c拉長,再加熱過程中可以將已經(jīng)變形的顆?;謴偷皆行螤?,這樣一來容易導致聚四氟乙烯制品產(chǎn)生翹曲,制品便會發(fā)生破裂、裂紋現(xiàn)象。在燒結過程中,制品內部還會因為收縮導致尺寸與形狀產(chǎn)生變化,因為制品的精度普遍較差,此時應用定型模對制品進行整形可以提高制品精度。此外,工作人員在制作聚四氟乙烯制品的過程中還可以通過鉆、沖、車、螺紋加工等方式加工精度要求較高的零部件。在此過程中需要注意的是聚四氟乙烯制品冷壓燒結成型制品容易產(chǎn)生裂紋、變形等現(xiàn)象。導致聚四氟乙烯制品產(chǎn)生裂紋的原因是制品制作過程中加料不均勻或者模壓壓力過大,導致燒結過程中制品位置放置不當,燒結時的溫度過高、保溫時間太長等因素,都有可能會導致聚四氟乙烯制品產(chǎn)生裂紋。而變形情況通常是因為樹脂熱穩(wěn)定性較差、加料不均勻、模壓施壓不均勻、降溫過快等因素導致。工作人員要對以上因素引起重視,這樣才能保障聚四氟乙烯制品質量。
五、 結語
綜上所述,根據(jù)聚四氟乙烯制品的成型情況來看,此類型制品的常見加工方法為模壓成型與液壓成型等,在成型工藝中,工作人員想要保障聚四氟乙烯制品擁有良好的質量,就需要嚴格遵守成型工藝流程,控制成型工藝中的不穩(wěn)定因素,確保聚四氟乙烯制品成型工藝順利開展。
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作者簡介:
陳中順,南京肯特復合材料股份有限公司。