是一種人工合成高分子材料,具有抗酸抗堿、抗各種等特點(diǎn),又被稱作“塑料王”,其擁有懸浮細(xì)粉、懸浮中粒、分散細(xì)粉樹脂、改性分散乳液等多個(gè)品級(jí)。
近年來的嚴(yán)重霧霾污染,逐步令業(yè)內(nèi)意識(shí)到聚四氟乙烯材料的更多應(yīng)用空間。相關(guān)業(yè)內(nèi)人士指出,過去國(guó)內(nèi)治理工業(yè)煙粉塵大多采用普通材料制成的除塵濾袋,無法過濾細(xì)顆粒物PM2.5。而目前已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的一種新型微孔覆膜濾料經(jīng)美國(guó)檢測(cè),對(duì)PM2.5的過濾達(dá)99.9995%。
值得注意的是,PTFE覆膜濾料具備顯著特點(diǎn):
一是除塵效率顯著,其結(jié)構(gòu)使除塵效率可高達(dá),大大的超過了標(biāo)準(zhǔn),接近于零排放;
二是使用環(huán)境的適應(yīng)性廣,聚四氟乙烯(PTFE)覆膜濾料的耐高低溫、抗結(jié)露與化學(xué)穩(wěn)定性、化等性能決定了它對(duì)溫度、濕度與腐蝕性氣體有著強(qiáng)的適應(yīng)能力,特別是對(duì)高濃度、高濕度、微細(xì)顆粒含塵氣體使用效果更佳,這些性能都是目前常規(guī)濾料無法比擬的;
三是透氣性好,聚四氟乙烯(PTFE)覆膜濾料的透氣量可以達(dá)到3-6m3/㎡,已經(jīng)超過了實(shí)際使用的要求;
四是經(jīng)濟(jì)效益佳,其使用壽命是與經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)的,基于覆膜濾料的結(jié)構(gòu),它的使用壽命可達(dá)3年以上,3年內(nèi)使用常規(guī)濾袋所需的資金大大超過使用覆膜濾袋的投資。
也是說,使用覆膜濾料做成的濾袋,不僅可以更好地凈化環(huán)境,還可以獲得豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。在過濾方面,PTFE覆膜濾料是在普通濾料表面復(fù)合一層聚四氟乙烯(PTFE)薄膜而形成的一種新型濾料。這層薄膜相當(dāng)于起到了“一次粉塵層”的作用,物料交換是在膜表面進(jìn)行的,使用之初能進(jìn)行有效的過濾。薄膜特有的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使粉塵無法穿過,無孔隙堵塞之虞。這種過濾方式稱為“表面過濾”。覆膜濾料不僅可實(shí)現(xiàn)近于零排放,同時(shí)由于薄膜不粘性、摩擦系數(shù)小,故粉餅會(huì)自動(dòng)脫落,確保了設(shè)備阻力長(zhǎng)期穩(wěn)定,能充分發(fā)揮袋式除塵器性,因而是理想的過濾材料選擇。
聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品的歷史沿革
化工生產(chǎn)廠在一定的溫度和壓力條件下進(jìn)行,工藝要求嚴(yán)格,所涉原料有各種氣體、液體、固體,物性千差萬別,需要各種類型的生產(chǎn)設(shè)備。但是這些與介質(zhì)接觸的設(shè)備在生產(chǎn)中每時(shí)每刻都被腐蝕,從而嚴(yán)重地制約了化工等工業(yè)的發(fā)展。在科技不發(fā)達(dá)情況下,人們總是在金屬中尋找抗腐劑。但這些設(shè)備往往體重,不能解決大量的腐蝕問題。之后,人們才開始摸索用非金屬來替代金屬。塑料先在我國(guó)得到應(yīng)用的是聚四氟乙烯,接著聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚全氟乙丙稀等氟塑料以及聚乙烯、聚丙烯、ABS等熱塑性塑料接踵。
隨著科技進(jìn)步,傳統(tǒng)耐蝕非金屬材料制防腐蝕設(shè)備發(fā)展日益完善,新型耐蝕非金屬材料制品不斷涌現(xiàn)。在采用新技術(shù)、新材料開發(fā)防腐蝕新產(chǎn)品的浪潮中,聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品一枝秀,迅速發(fā)展。聚四氟乙烯(簡(jiǎn)稱PTFE)具有高度化學(xué)穩(wěn)定性,他能耐幾乎所有的常用強(qiáng)腐蝕、氫氧化性化學(xué)物質(zhì),同時(shí)還具有耐高溫的特點(diǎn),所以它是一種理想的防腐蝕材料。通過加工成型工藝的研究,聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品在工業(yè)中的應(yīng)用愈來愈廣泛了。
聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品可以替代大量合金材料制品,增加設(shè)備工作能力,減少停工維修,是一種很有開發(fā)潛力的耐腐蝕產(chǎn)品。
關(guān)于提高聚四氟乙烯材料切削加工質(zhì)量的研究
針對(duì)聚四氟乙烯材料在機(jī)械加工中的切削力小、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)較大、熔點(diǎn)低的工藝特點(diǎn),研究了聚四氟乙烯材料在幾種常用機(jī)械加工工藝中出現(xiàn)的難點(diǎn)及問題,提出了能有效提高聚四氟乙烯乙烯材料切削加工質(zhì)量的方法。
聚四氟乙烯;機(jī)械加工;切削方法
聚四氟乙烯(Polyterafluoroethlene,簡(jiǎn)稱PTFE),由于其良好的化學(xué)穩(wěn)定性,耐腐蝕性、密封性,阻燃性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的耐力等特性,在在石油化工、電子電氣、、航空、航天、機(jī)械等多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用[1]。通常情況下,聚四氟乙烯材料的切削加工可在常用的金屬切削機(jī)床上進(jìn)行,但與金屬材料切削加工相比,其加工規(guī)范性還不是很完善,它的可切削性、切削規(guī)律、結(jié)構(gòu)和切削量均與金屬材料的加工有所不同,采用用傳統(tǒng)的加工工藝和工裝加工往往達(dá)不到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度要求。本文主要針對(duì)聚四氟乙烯乙烯材料性能特點(diǎn),對(duì)聚四氟乙烯材料的切削加工特點(diǎn)及其改善措施進(jìn)行了研究探討。
1.聚四氟乙烯材料切削工藝特點(diǎn)及切削參數(shù)的選取 聚四氟乙烯材料的剛度、硬度、強(qiáng)度都相對(duì)較小,其拉伸強(qiáng)度為21-28MPa,彎曲強(qiáng)度為11-14MPa,伸長(zhǎng)率為250%-300%。在應(yīng)力長(zhǎng)期作用下會(huì)變形,過載時(shí)容易出現(xiàn)蠕象。由于聚四氟乙烯以上性能特點(diǎn),導(dǎo)致其在切削加工時(shí)具有特的工藝特點(diǎn)。
1.1聚四氟乙烯材料的切削工藝特點(diǎn)
(1)切削力小。由于聚四氟乙烯剛度、強(qiáng)度、硬度均較低,在相同的切削條件下,切削45鋼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較小的導(dǎo)熱系數(shù),僅為0.27W/M·K-1,加之較低的耐熱溫度,其耐熱溫度僅為250℃。若切削量過大、切削速度較高,工件的切削溫度則會(huì)升高,會(huì)使聚四氟乙烯材料發(fā)生軟化,甚至出現(xiàn)熔化、焦化和“粘刀”現(xiàn)象。
(3)聚四氟乙烯具有較大的熱膨脹系數(shù),因此聚四氟乙烯材料在切削過程中會(huì)因摩擦產(chǎn)生較大的熱量,容易和工件的局部過熱,從而導(dǎo)致聚四氟乙烯工件受熱發(fā)生彈性變形,終影響聚四氟乙烯材料工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。
(4)相對(duì)于金屬材料,聚四氟乙烯的彈性模量很低,當(dāng)切削加工進(jìn)給量過大或轉(zhuǎn)速過快時(shí),較大的加工摩擦力以及施加給工件的力共同作用,導(dǎo)致聚四氟乙烯工件產(chǎn)生較大的變形,從而影響聚四氟乙烯工件的加工精度。
1.2聚四氟乙烯材料切削參數(shù)的合理選取
(1)材料的選擇 聚四氟乙烯材料在切削時(shí),材料一般為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼等。相對(duì)于而言,工件材料的硬度較低,因此的硬度對(duì)于聚四氟乙烯材料工件的加工質(zhì)量影響不大。
(2)的幾何參數(shù) 前角:對(duì)于聚四氟乙烯材料,由于工件材料強(qiáng)度、硬度較低,應(yīng)選取相對(duì)較大的前角,從而減小切削力并降低切削熱。 后角:聚四氟乙烯材料硬度、強(qiáng)度低,塑性越大,因此在機(jī)械加工時(shí)應(yīng)選擇較大的后角,從而減小和聚四氟乙烯工件之間的摩擦力,進(jìn)而降低工件的局部過熱現(xiàn)象,提高工件表面的加工質(zhì)量。
(3)切削參數(shù)的選取 由于聚四氟乙烯材料強(qiáng)度低、硬度小,相對(duì)于金屬制品而言,在切削加工時(shí)可以選擇相對(duì)較大的切削量和較高的切削速度,但聚四氟乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)低,且具有較高的熱膨脹系數(shù)大,在較大的進(jìn)給量和較高的切削速度下又容易發(fā)生局部過熱引起的變形、焦化等現(xiàn)象。因此為了提高聚四氟乙烯材料的加工質(zhì)量及加工精度,在一定加工效率的前提下,應(yīng)盡量選取較小的切削量和較低的切削速度。
聚四氟乙烯,主要是做添加劑使用??梢蕴砑拥狡渌芰?,油墨,涂料,或者直接當(dāng)潤(rùn)滑劑使用。
細(xì)粉一般是模壓工藝加工成固體成品,細(xì)粉可以填充其他增強(qiáng)劑來使用,一般以細(xì)粉為基礎(chǔ)料填充銅粉,碳纖維,石墨,玻璃纖維等等,當(dāng)然細(xì)粉也可以直接單純的做成品。
中粒度一般是模壓工藝加工成固體成品,中粒度細(xì)度不過,一般是單做成品,不填充增強(qiáng)劑。
微分生產(chǎn)(成品):油墨,潤(rùn)滑劑,涂料
細(xì)粉生產(chǎn)(成品):填充增強(qiáng)劑后生產(chǎn)出,耐磨墊圈,活塞環(huán),機(jī)械零件,耐高壓高溫塑料零件密封等
中粒度生產(chǎn)(成品):閥座密封圈,耐腐蝕零件,絕緣墊圈零件。
聚四氟乙烯蠟粉作為添加劑在印刷油墨
提高油墨的耐摩擦性;表面更光滑;改善滑爽性;減少印刷過程中對(duì)機(jī)械堵塞;在油墨生過程中直接添加;
在油墨生過程中直接添加;建議添加量0.1%~3%;
應(yīng)用:平版印刷,凹版印刷,熱固著油墨;膠版單張紙油墨,金屬油墨,UV油墨
聚四氟乙烯微粉是白色,細(xì)小粒子,由低分子量聚四氟乙烯制備,主要作為塑料、油墨、涂料、潤(rùn)滑油(脂)中的添加劑使用,改善基體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,較低的分子量也是微粉不適合高分子量四氟乙烯的模壓以及燒結(jié)工藝,因?yàn)橛善渲频玫漠a(chǎn)品不具備強(qiáng)度。而低分子量的聚四氟乙烯,可以很好地與基體材料混合,從而賦予基體材料一定的四氟乙烯的特性。而高分子量的四氟乙烯會(huì)出現(xiàn)纖維化,以及聚并的粒子不易分散,不能夠作為添加劑使用添粉,基體材料的性能會(huì)有所改變。在熱塑性塑料,彈性體以及熱固性塑料中, 可以提高材料的耐磨性,不粘性,降低表面摩擦系數(shù)。
在油脂中,潤(rùn)滑性以及快速潤(rùn)滑性有所加強(qiáng),尤其是在高溫,高負(fù)荷的場(chǎng)合下。 在油墨中,尤其在油墨中,可以幫助提高表面度,增加耐磨性,減少堵塞。 在不粘涂料和耐磨涂料中,提高涂層的不粘性,降低摩擦系數(shù),提高防腐性,耐磨性。
聚四氟乙超細(xì)微粉可以單作固體使用,也可以作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂等的添加劑。與塑料或橡膠混合時(shí)可用各種典型的粉末加工方法,如共混等,加入量為5~20%,在油和油脂中添加聚四氟乙烯微粉,可降低摩擦系數(shù),只要加百分之幾,可提高潤(rùn)滑油的壽命。其分散液還可作脫模劑。聚四氟乙烯微粉,主要是做添加劑使用??梢蕴砑拥狡渌芰?,油墨,潤(rùn)滑劑,涂料,或者直接當(dāng)潤(rùn)滑劑使用。
絕緣類
1.電線電纜的C級(jí)絕緣材料;2.雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子引水管和熱電偶的護(hù)套;3.高頻、頻通訊設(shè)備和的微波絕緣材料;4.印刷線路基板及馬達(dá)、變壓器(含氣體變壓器)絕緣材料;5.空調(diào)、電子爐、各種加熱器及六氟化硫斷路器的絕緣材料
一、聚四氟乙烯油封材點(diǎn)
聚四氟乙烯(PTFE)又名或塑料王,是四氟乙烯單體的共聚物,它具有下列優(yōu)點(diǎn):
(1)化學(xué)穩(wěn)定性:幾乎所有的化學(xué)抗性,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)氧化劑及等對(duì)它均不起作用。
(2)熱穩(wěn)定性:裂解溫度在400℃以上。因此,聚四氟乙烯能夠在-200℃~300℃溫度范圍內(nèi)正常工作。
(3)減摩性:聚四氟乙烯材料磨擦系數(shù)低,僅0.02,是橡膠的1/40。
(4)自潤(rùn)滑性:聚四氟乙烯材料表面具有的自潤(rùn)滑性,幾乎所有粘性物質(zhì)均不能粘附到它的表面上去。
二、聚四氟乙烯油封填充改性
純聚四氟乙烯不耐磨,要使它具有實(shí)用性,必需對(duì)它填充改性處理。我們采用二種方法:一種是無機(jī)物填充改性,在聚四氟乙烯里加入玻璃纖維、碳素纖維、石墨、二硫化鉬等。另一種是有機(jī)物填充改性,在聚四氟乙烯里加入聚苯脂、聚苯硫醚等(適用于凈水、食品,藥品密封)。通過填充改性使聚四氟乙烯耐磨性能提高了2000倍,又增加了鋼性、導(dǎo)熱性,使油封達(dá)到高壽命要求。
產(chǎn)品特點(diǎn):
1、 為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘結(jié)性增強(qiáng),溶體粘度下降,而性能與聚四氟乙烯相比無變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品。
2、長(zhǎng)期使用溫度-80--260度,有的耐化學(xué)腐蝕性,對(duì)所有化學(xué)品都耐腐蝕,摩擦系數(shù)在塑料中低,還有很好的電性能,其電絕緣性不受溫度影響,有“塑料王”之稱。
3、其耐化學(xué)藥品性與聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好。
4、其抗蠕變性和壓縮強(qiáng)度均比聚四氟乙烯好,拉伸強(qiáng)度高,伸長(zhǎng)率可達(dá)100-300%。介電性好,耐輻射性能。阻燃性達(dá)V0級(jí)。
5、適于制作耐腐蝕件,減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件。
6、高溫電線、電纜絕緣層,防腐設(shè)備、密封材料、泵閥襯套,和化學(xué)容器
的共聚物。熔融粘結(jié)性增強(qiáng),溶體粘度下降,而性能與聚四氟乙烯相比無變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品。
2、長(zhǎng)期使用溫度-80--260度,有的耐化學(xué)腐蝕性,對(duì)所有化學(xué)品都耐腐蝕,摩擦系數(shù)在塑料中低,還有很好的電性能,其電絕緣性不受溫度影響,有“塑料王”之稱。
3、其耐化學(xué)藥品性與聚四氟乙烯相似,比偏氟乙烯好。
4、其抗蠕變性和壓縮強(qiáng)度均比聚四氟乙烯好,拉伸強(qiáng)度高,伸長(zhǎng)率可達(dá)100-300%。介電性好,耐輻射性能。阻燃性達(dá)V0級(jí)。
5、適于制作耐腐蝕件,減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件。