聚四氟乙烯合成方法
——乳液合成法
此法属自由基聚合反应。

在此法中. 使用的单体为气体四氟乙烯。

具体方式如下:先向一个压力容器中加入一定量的水, 然后将自由基引发剂、乳化剂、 pH 值调节剂以及一些其它必要试剂以一定的顺序加入其中, 再将气体四氟乙烯单体通入反应器发生反应, 生成聚四氟乙烯颗粒。

所用的表面活性剂一般为氟化型, 而引发剂一般使用水溶性过硫酸盐:但使用水溶性过硫酸盐作为引发剂时应注意一个原则:反应温度高于 50℃时,只单独使用此引发剂可以了;当温度在 5~ 50℃之间时, 需再加入一些还原剂, 如铁盐、硝酸盐和二硫酸钠等。

此法所得的聚四氟乙烯颗粒尺寸一般较大。

如 Bladel[3】合成的聚四氟乙烯颗粒尺寸在 50~150 nm 范围内, 平均粒子直径为 100 nm。

因乳液合成法所获得的粒子一般是悬浮在溶液中, 此聚合过程并不是一个真正意义上的液相聚合反应, 有时把它称作悬浮聚合反应。

乳化聚合反应具有高转化率、高反应速率以及可获得高分子量的聚四氟乙烯颗粒的优点。

膨胀聚四氟乙烯成型工艺
膨胀聚四氟乙烯的成型分两个阶段。

第一阶段将 PTFE 散树脂与润滑助剂按
一定比例混合。

放置一定时间后预成型, 然后将糊膏挤压成纵向排列纤维状的预成型品经干燥去除助剂; 第二阶段在低于聚四氟乙烯熔点的温度下进行高速拉伸, 再在高于熔点的温度下对处于拉伸状态的聚四氟乙烯半成品进行热定形,即可得到膨胀聚四氟乙烯制品。

其工艺流程如下:
(1混料将聚四氟乙烯树脂与助挤剂按一定质量比例, 混合均匀。

选用分散树脂,它有良好的成纤性,粒子问的凝聚力低,分子链受到很小的剪切作用就会沿粒子长轴方向排列, 形成线形结晶。

加入助挤剂可以增加颗粒问的粘连, 降低树脂颗粒间及树脂与容器间的摩擦力,提高加工性能。

助挤剂通常可用石油醚、甲苯、丙酮、煤油、石蜡等。

(2预成型将混合料压制成与推压机膜腔相同形状的坯体。

(3推压将坯体放人推压机的膜腔内进行推压, 在推口得到棒材。

(4压延用辊筒将棒材压延,制得所需宽度和厚度的带材。

(5干燥对带材加热干燥, 除去带材上的助挤剂, 得到聚四氟乙烯基膜。

(6膨化将聚四氟乙烯基膜快速拉伸, 拉伸温度应控制在聚四氟乙烯的玻璃化温度 (115℃和熔点 (327℃之间。

因为高分子链在高于玻璃化温度时才具有足够的活力, 才能被从无规则团状拉开, 拉直,
进而彼此产生移动,当温度高于熔点,聚四氟乙烯颗粒已熔融, 成为一个密实的整体, 破坏了颗粒原有的纤维束折叠形态, 就很难被拉开。

(7定型将膨胀后的聚四氟乙烯基膜放在模板上, 然后放入模具巾, 经加温加压融为一体, 定型过程需在一定升温速度下加热至熔点 (327℃以上, 然后在一定温度、一定应力下保温一段时问使拉伸后形成的网状结构同定下来。

此过程需在一定的应力下进行, 甭则在热处理过程巾纤维将发生收缩。

简单的工艺流程图:(分散聚四氟乙烯树脂 +润滑助挤剂一混合一预成型。

推压一压延一干燥一膨化一定型。

在上述工艺中, PTFE 树脂品级、拉伸倍率、升温速度、热定型温度、都是影响制品性能的主要因素。