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聚四氟乙烯分散液成型加工

5.1 聚四氟乙烯分散液

    聚四氟乙烯(PTFE)分散液又稱PTFE乳液。四氟乙烯(TFE)單體在含有分散劑(全氟辛酸銨)的水中聚合，得到乳狀的水分散液。分散液中，平均粒徑0.15-0.17μm，帶負(fù)電荷的PTFE球狀膠粒懸浮于水中。

    分散劑的作用是在水中提供無(wú)數(shù)的微囊，讓TFE在微囊中聚合成為PTFE膠粒。為了在運(yùn)輸、貯存過(guò)程中不使PTFE膠粒聚集成團(tuán)沉淀，應(yīng)加入一定量的乳化劑。它是1種含羥基的長(zhǎng)碳鏈醚類化合物，如商品名為Triton x-100，分子式為

        CH3   CH3

        |    |

    CH3-C-CH2-C-C6H4-(-OCH2CH2-)10-OH

        |    |

        CH3   CH3

    的乳化劑。不論是分散劑還是乳化劑，實(shí)際上都是表面活性劑。

但是，使用長(zhǎng)碳鏈醚類化合物作表面活性劑的PTFE乳液難以粘附于已經(jīng)燒結(jié)過(guò)的PTFE玻璃布上，因?yàn)橘|(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%-1.0%的這種PTFE乳液表面張力為30-35mN/m，比PTFE塑料的表面張力18-20mN/m要高出1倍左右，若使用含氟醚的表面活性劑，即使質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅0.005%-0.1%，其PTFE乳液的表面張力為15-20mN/m，所以能粘附于經(jīng)燒結(jié)PTFE玻璃布上。

    通常PTFE乳液固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%左右，20℃下，粘度為15-20mPas，pH值-10，它的粘度可由加入非離子型表面活性劑及蒸餾水調(diào)節(jié)。不允許用未經(jīng)處理的自來(lái)水調(diào)節(jié)其粘度，因自來(lái)水中多含電解質(zhì)之類雜質(zhì)，會(huì)破壞乳液中膠粒懸浮于水中的穩(wěn)定性而產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的沉淀(破乳)，同時(shí)也影響其介電性能。要使PTFE乳液的pH值下降可稍加些醋酸之類的有機(jī)酸，但加酸時(shí)務(wù)必小心，一旦達(dá)到高含量離子狀時(shí)即會(huì)使乳液凝結(jié)。

PTFE乳液在20℃時(shí)有較長(zhǎng)的貯存期，但它會(huì)慢慢地沉析于容器底部，因此在放置1周后應(yīng)緩緩地?cái)噭?dòng)一下，存放PTFE乳液的環(huán)境溫度不宜高于30℃也不能低于0℃，否則都會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的凝結(jié)而報(bào)廢。此外，在使用過(guò)程中應(yīng)避免快速攪拌或夾帶入電解質(zhì)、水溶性溶劑等雜質(zhì)，否則也會(huì)發(fā)生凝結(jié)。

PTFE乳液的實(shí)用性在于它的流動(dòng)性，因?yàn)槠渌?/span>PTFE樹(shù)脂加熱至熔融也不流動(dòng)，也不溶于一般溶劑，因此熔流和溶液的工藝都難以加工PTFE粉狀樹(shù)脂。PTFE乳液的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可比PTFE粉狀樹(shù)脂添加進(jìn)更多的填充料利用共凝聚技術(shù)在PTFE樹(shù)脂中能夠均勻地分布更多的無(wú)機(jī)填充料，以制作特殊用的軸承、燃料電池膜等。