PTFE是长链结构的大分子。在一定条件下,大分子链很容易在某一特定方向(轴向)作优势排列的现象称为取向。为提高膨体板的强度,将分子链或链段取向增加,减少分子构象数目,使某种不规则的分子链改变成整齐排列并呈舒展状态,在模压过程中必须形成多道轴向拉伸,并构成与推压、辊压、冷却、原材料纯化和添加剂(成孔剂)综合组成的操作技术。
节省资源和能源
在工艺流程中,设成孔剂(油剂)回收装置,并采用冷凝法回收。此外工艺过程中注意提高产品合格率,并对边料PTFE板片再加工。
3) 以人为本,重视环保和作业卫生
设置通风装置,保证排放废气中的污染物浓度达到国家的排放标准,实现环境友好;车间内的污染物浓度达到国家工业建筑设计卫生标准,工艺布置和设备操作符合人机工程原理的要求,尽可能采用机械化和自动化,体现以人为本,并能提高生产效率。
主要工艺参数
原料处理:去除粉粒状的PTFE树脂原料中的杂质,捣碎团粒,并将细粉粒过筛。添加一定剂量的挥发油剂,拌和并成型后恒温保存一段时间。
推压:在自制的推压机中推压;推压压力为12MPa~15MPa。
模压:实施辊压机轧压;同时以线速度差△V实现预成膜板的拉伸。
烧结:烧结温度为360~400℃,并经试验确定温升和温降率(℃/h),在320~340℃范围的某一温度下保温足够时间。
冷却:在PTFE熔点附近335℃左右温和冷却。
聚四氟乙烯膨体板的深加工产品
电缆膜和垫片是我们研发的PTFE延伸产品中的两种。按相关标准ZBG-85分类,PTFE板材分为三类,SFB-1、SFB-2和SFB-3。我们根据实际调研和用户需要,电缆膜和垫片的规格尺寸分别是(0.05~0.15)×102×105mm和(2~10)×1500×1500mm(常用(3~4)×1500×1500mm)。
电缆膜
PTFE电缆膜用于电气绝缘,表1中数据是军内系统××研究所测试中心对本产品(未经烧结)的检测结果。其性能均优于我国军标GJB5344-2004的规定值,并达到国外知名公司同类产品的先进水平。
垫片
PTFE垫片不仅具有密封功能,还具有保护使用垫片设备装置(例如法兰)的功能,是加工装备必不可少的部件。PTFE垫片的性能如表2所示。经过几年的研发和小批量生产,现在已具有批量生产的规模。产品送机械工业通用机械产品检测所测定,其性能指标如表2和表3所示。主要性能指标超过我国机械行业标准《聚四氟乙烯垫片技术条件》(JB/T10688-2006)的指标,达到国际同类产品的先进水平。
结论
1) 聚四氟乙烯膨体板的制造过程具有相当复杂性,高性能产品必须由高水平的设备和工艺来提供支持。
2) 纯化的PTFE树脂、性能良好的添加剂(成孔剂)、推压(辊压)、拉伸和烧结是应当着重掌握的工艺。
3) 制造高性能的聚四氟乙烯膨体片及深加工产品,必须综合应用高分子材料学、机械、工程热物理、力学、电器等理论,并通过反复试验,调整设备,优化操作参数来实现。