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氟塑料的加工技术

氟塑料的加工技术

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【概要描述】

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氟塑料模压成型
氟塑料模压成型可加工板、棒、套筒、胶带、密封环、隔膜及带有金属嵌件的零件等。
模压成型分预成型、烧结和冷却三个步骤。预成型是将PTFE粉末均匀加入模具内,在常温下加压成密实的预成型品(即毛坯);烧结是将预成型品加热到熔点以上,冷却是从烧结温度降到室温的过程。
有些氟塑料是在熔点温度以上一次加压而成,这种成型模具,叫做热压模,与此对应的PTFE的模具叫冷压模。
模压时应注意压缩比(一殷PTFE为4-6)和成型收缩率(一般PTFE为2.6-4.5%)对制品的影响。
原料最好用悬浮法聚合树脂,粒径为20-500微米的松软细粉末最好。压制过程中必须“放气”,预成型压力为17-35兆帕,保压时间根据毛坯厚度而定,如100毫米厚的毛坯,应保压15分钟。
烧结时应注意:升温速度可采用20-120℃/小时,制品越大,升温速度越慢,悬浮法树脂烧结温度高些,为370-380℃,而分散法树脂烧结温度低些,360-370℃,烧结温度高,收缩率和气孔率随之增大,烧结时间应适当控制。
冷却,一般情况用慢速降温,速度为15-25℃/小时,在特殊情况时,如少数厚度小于5毫米的薄板或推压成型的薄壁管时,才用快速冷却。
有时制品在100-120℃温度下,作4-6小时的退火处理。
氟塑料滚压成型
PTFE膜片是滚压成型的,滚压成型可分为单向滚压和多向滚压两种工艺,经过滚压处理,PTFE膜片由原来的不透明自色,变成半透明水晶色。
单向滚压是将重新加热到透明状的膜片,迅速地通过压延机的两个相同旋转着的辊进行加工的。压延倍率控制在1.5-2.5范围内,一般辊筒转速20转/分。
多向滚压是将经过烧结淬火处理的膜片,放在压延机上,进行多方向的压延,逐渐减小膜厚的成型加工方法。其中压延比为2-2.5范围。滚筒的温度应控制在150-200℃,蒸汽加热时,蒸气压力在0.5-0.9兆帕。压延比是一个重要参效, 过大和过小对制品均不好。有时要反复进行多次滚压,才能压好一个产品。
氟塑料注射成型
PFA(四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物),即可熔性PTFE,可以注射成型。其加工温度较宽,最高可达425℃,其分解温度在450℃以上,一般控制加工温度范围为330-410℃。
PFA的吸湿性很小,为0.03%,所以不用干燥,注射前,嵌件应预热到140℃左右,注射料筒三段温度为:200-210、300-310、350-410℃,,喷嘴温度略低于料筒最高温度,模具温度为140-230℃,注射压力40-90兆帕,注射速度应稍慢一些,保压时间不宜太长。冷却时间为40-150秒。
氟塑料二次加工技术
由子氟塑料的加工特性,使一些制品难于一次成型,还必须经过二次加工才能得到可使用的成品。二次加工技术有:切削、焊接、内衬、吹胀等。
切削:类似于金属的切削方法,设备有车床、钻床、刨床等。注意在切削之前,必须将毛坯体放置24小时后才可进行。
焊接:分热压焊接和热风焊条焊接两种。热压焊接,要在特制的钳具中,加热到327℃以上,同时加压才能焊接住。
热风焊条焊接是采用PFA捍条,加热加压通过PFA而将两件连接在一起。
内衬:一般用聚四氟乙烯和聚全氟乙丙烯(有写成F4和F46)塑料内衬黑色金属管及管配件,可用于化工防腐耐蚀材料。
吹胀:制品为波纹管和热收缩管、热收缩膜等。又分为连续式吹胀和间歇式吹胀。
如F46热收缩管的管坯采用水冷却真空定型方法制备,管材拉伸比为3-7,熔融锥体长度控制在10-20毫米,吹胀模温度80-160℃,吹胀压力0.1-0.2兆帕,牵引线速度80-500毫米/分。其他还有吹胀F4螺旋管。
如PTFE机床导轨软带:用悬浮法PTFE细粒料,捣碎后,过20目筛,青铜粉或铝粉粒度为200目,对于100毫米高毛坯保压5分钟,中间放气三次,烧结时升温速度50-60℃/小时,在320℃时保温1小时,降温至150℃时出炉。毛坯车削前,应预热到80℃,保温一小时后再进行。软带应经萘钠处理,其中萘51克,四氢呋喃100毫升,金属钠适量,厚1毫米以下的软带在萘钠处理液中1-3分钟,然后用90℃热水冲洗。
如PTFE可共混进聚苯、聚酰亚胺、聚对羟基苯甲酸酯,同时填充石墨、二硫化钼、青铜粉等可应用在水工闸门上、氟塑料46可用在耐腐蚀球阀上,其模压温度320-350℃、模压压力3-30兆帕、定型保温温度120-150℃。
又玻璃纤维增强PTFE管作为钢管内衬,可解决管道腐蚀问题,其工艺流程如下:
PTFE树脂→捣碎过筛→但压成型→烧结定型→管外圆车削→检测→表面活化处理→玻璃钢→装法兰→包法兰→固化→法兰头车削→脱芯棒→装垫片→翻边→成品
如聚偏氟乙烯密封圈:加1份吸酸剂,混合球磨24小时,在模板温度为195-250℃压机中,徐徐加压至2.5-3.5兆帕,中间放气1-2次,模温升至180-190℃时迅速移到冷压机在14兆帕压力下冷却,50℃时取出,修除毛边,再放进130℃烘箱,热处理24小时,即可检验包装。
又氟塑料品种发展为:含氟环氧树脂(用于光通讯系统)、全氟弹性体(用于半导休设备)、热塑性氟弹性体(用于医疗、电缆涂层)、全氟聚醚(用于耐高低温的润滑脂)。还有聚氟乙烯进行无溶剂加工,只须添加9份润滑剂、4份热稳定剂、2份其他助剂即可成型加工。

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