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聚四氟乙烯PTFE為什么不能注塑成型？

2024-10-22

一、聚四氟乙烯簡(jiǎn)介

聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物，英文縮寫為PTFE。20世紀(jì)30年代末期發(fā)現(xiàn)，40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。廣泛應(yīng)用在化工、機(jī)械、 電子、醫(yī)學(xué)、紡織等部門。聚四氟乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬(wàn)，高的達(dá)一千萬(wàn)以上。一般結(jié)晶度為90～95%，熔融溫度為327～342℃。

二、聚四氟乙烯的分子結(jié)構(gòu)

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(gè)螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面，形成的屏蔽使最小的氫也很難進(jìn)入C - F 鍵。同時(shí)氟原子電負(fù)性最高( 4. 0) ，原子半徑較小( 0. 135nm)，C-F 的鍵長(zhǎng)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(diǎn)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(diǎn)、?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(diǎn)：?PTFE的熔點(diǎn)約為327℃，?其熔融粘度比普通熱塑性塑料高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。?這意味著在高溫下，?PTFE的流動(dòng)性極差，?難以通過(guò)注塑機(jī)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(lái)的形狀，?類似于果凍的狀態(tài)不能流動(dòng)。?這種特性使得PTFE無(wú)法像其他熱塑性塑料那樣通過(guò)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(jìn)一步限制了其在注塑成型中的應(yīng)用。?

四、聚四氟乙烯的成型工藝

PTFE的結(jié)晶熔點(diǎn)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(qiáng)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(shí)，然后再燒結(jié)和機(jī)械加工，或者通過(guò)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(kuò)展，壓實(shí)樹脂而成為預(yù)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(guò)篩的分散樹脂與有機(jī)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(yù)壓成厚壁圓簡(jiǎn)狀坯料,然后放進(jìn)推壓機(jī)料簡(jiǎn)內(nèi)，在加熱下用柱塞推壓成型。經(jīng)干燥后在360~380C溫度下燒結(jié)，冷卻后得到強(qiáng)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(jī)不同于其它熱塑性塑料用的擠出機(jī)，曾通熱塑性塑料的擠出成型是借助于螺桿旋轉(zhuǎn)作用將物料向前推進(jìn)的同時(shí)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(jiǎn)外部加熱使其熔融。而PTFE的螺桿擠出機(jī)的螺桿只起到輸送和推壓的作用，使物料通過(guò)一個(gè)帶有雙頭螺紋，等螺距等深度的單螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭，再進(jìn)入口模內(nèi)燒結(jié)、冷卻，并借助反壓力裝置提供的壓力成型，達(dá)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(kāi)始，人們就開(kāi)始用該方法來(lái)加工塑料。用柱塞擠出機(jī)加工PTFE的就是將定量樹脂壓入口模，使柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),將其壓制成為預(yù)成型品。如此不斷往返，在口模中形成多段的預(yù)成型品。

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