PTFE為什么不能注塑成型?
2024-10-22
一、聚四氟乙烯簡介
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物，英文縮寫為PTFE。20世紀30年代末期發(fā)現(xiàn)，40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。廣泛應用在化工、機械、 電子、醫(yī)學、紡織等部門。聚四氟乙烯相對分子質量較大，低的為數(shù)十萬，高的達一千萬以上。一般結晶度為90～95%，熔融溫度為327～342℃。
二、聚四氟乙烯的分子結構
PTFE分子中CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個高分子鏈的表面，形成的屏蔽使最小的氫也很難進入C - F 鍵。同時氟原子電負性最高( 4. 0) ，原子半徑較小( 0. 135nm)，C-F 的鍵長較短( 0. 138nm) ，C -F 離解能較高( 452KJ / mol ) ，所以C - F 很難斷裂，這些特點決定了P TF E 的各種性能。
三、PTFE為什么不能注塑成型?
PTFE聚四氟乙烯不能注塑成型的主要原因包括其高熔點、?大的熔融粘度以及在熔融狀態(tài)下保持的形狀穩(wěn)定性。?這些特性使得PTFE不適合使用注塑等常規(guī)塑料成型工藝。?
高熔點：?PTFE的熔點約為327℃，?其熔融粘度比普通熱塑性塑料高幾個數(shù)量級。?這意味著在高溫下，?PTFE的流動性極差，?難以通過注塑機加熱后注入模具形成所需的形狀。?
熔融狀態(tài)下的形狀穩(wěn)定性：?在熔融狀態(tài)下，?PTFE能夠保持著原來的形狀，?類似于果凍的狀態(tài)不能流動。?這種特性使得PTFE無法像其他熱塑性塑料那樣通過注塑成型。?
此外，?PTFE的加工尺寸穩(wěn)定性不理想，?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，?冷熱收縮變化大，?這進一步限制了其在注塑成型中的應用。?
四、聚四氟乙烯的成型工藝
PTFE的結晶熔點為327℃,但樹脂要在380℃以上才能處于熔融狀態(tài)。另外，PTFE又具有極強的耐溶劑性。因此，它既不能用熔融加工法，也不能用溶解加工法，通常其制品的制作只能象金屬和陶瓷的加工一樣，先將粉末壓實，然后再燒結和機械加工，或者通過擠壓成型、等壓成型、涂覆成型和壓延成型等方式加工。
1、模壓成型
模壓成型是PTFE目前采用最多成型加工方法。模壓成型工藝是將一定的模壓用原料(粉料、粒料、纖維狀料等)放入金屬模具中，在一定溫度、壓力下成型的一種方法。
2、液壓成型法
液壓法又稱均衡法，等壓法,是把PTFE樹脂均勻地加入橡皮袋與模壁之間，再向橡皮袋中注入液體(常用水),產(chǎn)生壓力的橡皮袋向模壁擴展，壓實樹脂而成為預成型品的一種方法。
3、推壓成型
推壓又稱糊狀擠出成型，把20-30目過篩的分散樹脂與有機助劑(甲苯、石油醚、溶劑油等，配比樹脂重量為1/5)混合制成糊狀物，預壓成厚壁圓簡狀坯料,然后放進推壓機料簡內，在加熱下用柱塞推壓成型。經(jīng)干燥后在360~380C溫度下燒結，冷卻后得到強韌的推壓管、棒等制品。推壓制品只限于直徑為16mm 以下的棒及壁厚在3mm以下的管子等。
4、螺旋擠出成型
PTFE粉料的螺桿擠出機不同于其它熱塑性塑料用的擠出機，曾通熱塑性塑料的擠出成型是借助于螺桿旋轉作用將物料向前推進的同時還起到壓縮、剪切、混合作用，物料還受到剪切力作用產(chǎn)生的熱量和料簡外部加熱使其熔融。而PTFE的螺桿擠出機的螺桿只起到輸送和推壓的作用，使物料通過一個帶有雙頭螺紋，等螺距等深度的單螺桿擠出機的機頭，再進入口模內燒結、冷卻，并借助反壓力裝置提供的壓力成型，達到連續(xù)的目的。
5、柱塞擠出成型
柱塞擠出成型加工塑料，在塑料加工上算是比較古老的方法了，自從塑料這種材料出現(xiàn)開始，人們就開始用該方法來加工塑料。用柱塞擠出機加工PTFE的就是將定量樹脂壓入口模，使柱塞往復運動,將其壓制成為預成型品。如此不斷往返，在口模中形成多段的預成型品。
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