是一种人工合成高分子材料,具有抗酸抗碱、抗各种等特点,又被称作“塑料王”,其拥有悬浮细粉、悬浮中粒、分散细粉树脂、改性分散乳液等多个品级。
近年来的严重雾霾污染,逐步令业内意识到聚四氟乙烯材料的更多应用空间。相关业内人士指出,过去国内治理工业烟粉尘大多采用普通材料制成的除尘滤袋,无法过滤细颗粒物PM2.5。而目前已实现国产化的一种新型微孔覆膜滤料经美国检测,对PM2.5的过滤达99.9995%。
值得注意的是,PTFE覆膜滤料具备显著特点:
一是除尘效率显著,其结构使除尘效率可高达,大大的超过了标准,接近于零排放;
二是使用环境的适应性广,聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料的耐高低温、抗结露与化学稳定性、化等性能决定了它对温度、湿度与腐蚀性气体有着强的适应能力,特别是对高浓度、高湿度、微细颗粒含尘气体使用效果更佳,这些性能都是目前常规滤料无法比拟的;
三是透气性好,聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料的透气量可以达到3-6m3/㎡,已经超过了实际使用的要求;
四是经济效益佳,其使用寿命是与经济效益密切相关的,基于覆膜滤料的结构,它的使用寿命可达3年以上,3年内使用常规滤袋所需的资金大大超过使用覆膜滤袋的投资。
也是说,使用覆膜滤料做成的滤袋,不仅可以更好地净化环境,还可以获得丰厚的经济效益。在过滤方面,PTFE覆膜滤料是在普通滤料表面复合一层聚四氟乙烯(PTFE)薄膜而形成的一种新型滤料。这层薄膜相当于起到了“一次粉尘层”的作用,物料交换是在膜表面进行的,使用之初能进行有效的过滤。薄膜特有的立体网状结构,使粉尘无法穿过,无孔隙堵塞之虞。这种过滤方式称为“表面过滤”。覆膜滤料不仅可实现近于零排放,同时由于薄膜不粘性、摩擦系数小,故粉饼会自动脱落,确保了设备阻力长期稳定,能充分发挥袋式除尘器性,因而是理想的过滤材料选择。
关于提高聚四氟乙烯材料切削加工质量的研究
针对聚四氟乙烯材料在机械加工中的切削力小、导热系数低、热膨胀系数较大、熔点低的工艺特点,研究了聚四氟乙烯材料在几种常用机械加工工艺中出现的难点及问题,提出了能有效提高聚四氟乙烯乙烯材料切削加工质量的方法。
聚四氟乙烯;机械加工;切削方法
聚四氟乙烯(Polyterafluoroethlene,简称PTFE),由于其良好的化学稳定性,耐腐蚀性、密封性,阻燃性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的耐力等特性,在在石油化工、电子电气、、航空、航天、机械等多领域得以广泛应用[1]。通常情况下,聚四氟乙烯材料的切削加工可在常用的金属切削机床上进行,但与金属材料切削加工相比,其加工规范性还不是很完善,它的可切削性、切削规律、结构和切削量均与金属材料的加工有所不同,采用用传统的加工工艺和工装加工往往达不到产品的设计精度要求。本文主要针对聚四氟乙烯乙烯材料性能特点,对聚四氟乙烯材料的切削加工特点及其改善措施进行了研究探讨。
1.聚四氟乙烯材料切削工艺特点及切削参数的选取 聚四氟乙烯材料的刚度、硬度、强度都相对较小,其拉伸强度为21-28MPa,弯曲强度为11-14MPa,伸长率为250%-300%。在应力长期作用下会变形,过载时容易出现蠕象。由于聚四氟乙烯以上性能特点,导致其在切削加工时具有特的工艺特点。
1.1聚四氟乙烯材料的切削工艺特点
(1)切削力小。由于聚四氟乙烯刚度、强度、硬度均较低,在相同的切削条件下,切削45钢的主切削力是切削聚四氟乙烯材料的14-20倍[2]。
(2)聚四氟乙烯材料具有较小的导热系数,仅为0.27W/M·K-1,加之较低的耐热温度,其耐热温度仅为250℃。若切削量过大、切削速度较高,工件的切削温度则会升高,会使聚四氟乙烯材料发生软化,甚至出现熔化、焦化和“粘刀”现象。
(3)聚四氟乙烯具有较大的热膨胀系数,因此聚四氟乙烯材料在切削过程中会因摩擦产生较大的热量,容易和工件的局部过热,从而导致聚四氟乙烯工件受热发生弹性变形,终影响聚四氟乙烯材料工件的表面质量和尺寸精度。
(4)相对于金属材料,聚四氟乙烯的弹性模量很低,当切削加工进给量过大或转速过快时,较大的加工摩擦力以及施加给工件的力共同作用,导致聚四氟乙烯工件产生较大的变形,从而影响聚四氟乙烯工件的加工精度。
1.2聚四氟乙烯材料切削参数的合理选取
(1)材料的选择 聚四氟乙烯材料在切削时,材料一般为碳素工具钢、合金工具钢和高速钢等。相对于而言,工件材料的硬度较低,因此的硬度对于聚四氟乙烯材料工件的加工质量影响不大。
(2)的几何参数 前角:对于聚四氟乙烯材料,由于工件材料强度、硬度较低,应选取相对较大的前角,从而减小切削力并降低切削热。 后角:聚四氟乙烯材料硬度、强度低,塑性越大,因此在机械加工时应选择较大的后角,从而减小和聚四氟乙烯工件之间的摩擦力,进而降低工件的局部过热现象,提高工件表面的加工质量。
(3)切削参数的选取 由于聚四氟乙烯材料强度低、硬度小,相对于金属制品而言,在切削加工时可以选择相对较大的切削量和较高的切削速度,但聚四氟乙烯的导热系数低,且具有较高的热膨胀系数大,在较大的进给量和较高的切削速度下又容易发生局部过热引起的变形、焦化等现象。因此为了提高聚四氟乙烯材料的加工质量及加工精度,在一定加工效率的前提下,应尽量选取较小的切削量和较低的切削速度。
聚四氟乙烯,主要是做添加剂使用。可以添加到其他塑料,油墨,涂料,或者直接当润滑剂使用。
细粉一般是模压工艺加工成固体成品,细粉可以填充其他增强剂来使用,一般以细粉为基础料填充铜粉,碳纤维,石墨,玻璃纤维等等,当然细粉也可以直接单纯的做成品。
中粒度一般是模压工艺加工成固体成品,中粒度细度不过,一般是单做成品,不填充增强剂。
微分生产(成品):油墨,润滑剂,涂料
细粉生产(成品):填充增强剂后生产出,耐磨垫圈,活塞环,机械零件,耐高压高温塑料零件密封等
中粒度生产(成品):阀座密封圈,耐腐蚀零件,绝缘垫圈零件。
聚四氟乙烯蜡粉作为添加剂在印刷油墨
提高油墨的耐摩擦性;表面更光滑;改善滑爽性;减少印刷过程中对机械堵塞;在油墨生过程中直接添加;
在油墨生过程中直接添加;建议添加量0.1%~3%;
应用:平版印刷,凹版印刷,热固着油墨;胶版单张纸油墨,金属油墨,UV油墨
聚四氟乙烯微粉是白色,细小粒子,由低分子量聚四氟乙烯制备,主要作为塑料、油墨、涂料、润滑油(脂)中的添加剂使用,改善基体材料的不粘性和耐磨性。 微粉的分子量一般是高分子量四氟乙烯的1/100,较低的分子量也是微粉不适合高分子量四氟乙烯的模压以及烧结工艺,因为由其制得的产品不具备强度。而低分子量的聚四氟乙烯,可以很好地与基体材料混合,从而赋予基体材料一定的四氟乙烯的特性。而高分子量的四氟乙烯会出现纤维化,以及聚并的粒子不易分散,不能够作为添加剂使用添粉,基体材料的性能会有所改变。在热塑性塑料,弹性体以及热固性塑料中, 可以提高材料的耐磨性,不粘性,降低表面摩擦系数。
在油脂中,润滑性以及快速润滑性有所加强,尤其是在高温,高负荷的场合下。 在油墨中,尤其在油墨中,可以帮助提高表面度,增加耐磨性,减少堵塞。 在不粘涂料和耐磨涂料中,提高涂层的不粘性,降低摩擦系数,提高防腐性,耐磨性。
可溶性聚四氟乙烯(PFA)和聚四氟乙烯(PTFE)有什么区别
是化学结构区别:
PFA加入了全氟烷氧基,相当于PTFE中的一个氟原子被全氟烷氧基所取代。某个碳直接连上一个氧,然后氧再连一个全氟甲基或全氟乙基之类的基团。和PTFE相比,降低了熔融粘度有利于加工。其余性质跟PTFE差的不太多的。
其次是应用的区别:
PFA--具有聚四氟乙烯相同的各种性能,而且具有良好的热塑性,可用普通热塑性树脂的加工方法进行热塑加工。是四氟乙烯与全氟丙基乙烯基醚以一定比例在含有全氟羧酸盐分散剂,过硫酸盐引发剂的水介质聚制得的,观为白色半透明的颗粒。
不仅具有与聚四氟乙烯相同的使用温度,而且在250℃时有更好的机械强度(约2~3倍),且耐应力开裂性能优良。其加工范围宽,成型性能好,适合于压塑、挤塑、注塑、传递模塑等成型加工。可制作电线电缆绝缘护套、高频及频绝缘零件、化工管道、阀门和泵的耐腐蚀衬里;机械工业用特殊零配件、轻纺工业用各种防腐材料、聚四氟乙烯防腐衬里等焊条。
由可熔性聚四氟乙烯粒料挤出制得,外观为半透明乳白色、表面光滑、截面致密均匀。于聚四氟乙烯板、管的焊接,使聚四氟乙烯形状简单的制品,焊接成形状复杂、尺寸较大的制件。
水分散液为四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚共聚反应得到的共聚物加入乳化剂,于一定温度下浓缩后所得。固含量为30%±1%。外观为乳白色或淡黄色半透明。具有可熔性聚四氟乙烯树脂所具有的各种优良性能。能在260℃下长期使用,并以其的防黏、防腐、易加工性能开发成的涂料,可喷涂、浸渍,被大量地应用于复印技术及食品工业中作为防黏、防腐材料。
聚四氟乙烯乳液和粉末的应用:
可用于棒、管、板、电缆料、生料带等材料的制作,经二次加工还可制成薄板、薄膜及各种异型制品,还可用作、稠化剂。
可作为塑料、橡胶、涂料、油墨、润滑油、润滑脂等的添加剂。
可推压成型制成薄壁管、细棒材、异型棒材、电线电缆绝缘层、滚压成薄带作管道丝扣密封材料。
用于机械、电子、化工等工业,用于喷涂、浸渍等。
用于制浸渍涂料。
可制成棒、板、管材、薄膜及各种异型制品,用于航天、化工、电子、机械、等领域。
可制成高绝缘性电器零件、耐高频电线电缆包皮、耐腐蚀化学器皿、耐高寒输油管、等。
用于电池、纤维布等。
聚四氟乙超细微粉可以单作固体润滑剂使用,也可以作为塑料、橡胶、涂料、油墨、润滑油、润滑脂等的添加剂。
聚四氟乙烯超细粉是由四氟乙烯经调聚反应而得到的分散。可用作塑料、橡胶、油墨、涂料、润滑油脂的防黏、减摩、阻燃添加剂。
特性能:
产品纯度,分子量低于1万以下,粒径在0.5-15μm的PTFE微粉系列,不仅保持着聚四氟乙烯原有的所有优良性能,还具有许多特的性能:如无自凝聚性、无静电效应、相溶性好、分子量低、分散性好、自润滑性高、摩擦系数降低明显等等。
用途:
聚四氟乙超细微粉可以单作固体使用,也可以作为塑料、橡胶、涂料、油墨、润滑油、润滑脂等的添加剂。与塑料或橡胶混合时可用各种典型的粉末加工方法,如共混等,加入量为5~20%,在油和油脂中添加聚四氟乙烯微粉,可降低摩擦系数,只要加百分之几,可提高润滑油的寿命。