聚四氟乙烯熱處理工藝
發(fā)布時(shí)間 : 2019-05-22 瀏覽次數(shù) : 次選擇適宜的熱處理方法和條件是改進(jìn)聚四氟乙烯板材性能的主要途徑。試樣拉伸后都要經(jīng)過熱處理，其目的是加速聚合物的二次結(jié)晶或結(jié)晶過程，使分子鏈取向轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶取向，消除內(nèi)應(yīng)力，提高結(jié)晶度，使晶體結(jié)構(gòu)趨于完善，使尺寸穩(wěn)定化等。但是，在高溫處理時(shí)，溫度越高，材料的機(jī)械性能下降越明顯。因此，必須根據(jù)試樣的性能要求來選擇合適的熱處理?xiàng)l件。
1、熱定型
板材拉伸后必須采用熱定型處理。高分子拉伸后，受熱會(huì)引起分子鏈回復(fù)拉伸前狀況，宏觀即引起板材的翹曲。所以熱定型時(shí)，在材料拉伸方向上要保持一定拉力，以免影響材料的性能和外觀。如完全無拉力下加熱，會(huì)使板材發(fā)生嚴(yán)重的變形。本研究采用夾具夾緊，以保持拉力，使板材在加熱時(shí)，在拉伸方向上保持一定拉力。
當(dāng)被拉伸的預(yù)成型加熱到熔點(diǎn)以上時(shí)，結(jié)晶相漸漸轉(zhuǎn)變成無定型相，結(jié)晶結(jié)構(gòu)中的無定型部分沿著結(jié)晶軸做較大的滑動(dòng)，由于纖維和節(jié)點(diǎn)的阻礙，在應(yīng)力下阻止了這種滑動(dòng)。因此，熱定型過程可看作是無定型部分的固定過程。聚四氟乙烯的微觀結(jié)構(gòu)在無定型相固定階段沒有發(fā)生本質(zhì)的變化，但是，如果無定型部分長(zhǎng)時(shí)間處于過高的溫度下，微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，節(jié)點(diǎn)增加，纖維破壞，導(dǎo)致制品強(qiáng)度降低。熱處理溫度高于390℃時(shí)，一分鐘內(nèi)就可能引起分解、失強(qiáng)。
2、冷卻
冷卻過程是一個(gè)由無定型相轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶相的過程，是大分子鏈段重新排入晶格并由無序變?yōu)橛行虻乃沙谶^程。冷卻速度決定著制品的結(jié)晶度，影響到制品的各種物理機(jī)械性能。聚四氟乙烯的最大結(jié)晶度出現(xiàn)在比熔點(diǎn)低10~20℃的溫度下，即是在310~315℃的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)。冷卻方法包括兩種：緩慢冷卻(不淬火);快速冷卻(淬火)。
緩慢冷去即在空氣中按合適的速度直接冷卻，所得制品的結(jié)晶度較大，收縮率較大，制品收縮率較大。
快速冷卻即把拉伸后的試樣置于水中或空氣中以最快的速度通過結(jié)晶速度最大的溫度區(qū)域進(jìn)行冷卻，使制品內(nèi)保存有大量非晶區(qū)，這種方法所獲得的制品結(jié)晶度低、韌性好、硬度低、拉伸強(qiáng)度大、制品收縮率較小;但容易出現(xiàn)裂紋，造成廢品，此外，由于聚四氟乙烯的導(dǎo)熱性查，在淬火過程中會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力而使制品撓曲或變形，但如果在快速冷卻時(shí)加壓冷卻，即把拉伸后的試樣壓入冷模腔，在1/3的預(yù)成型壓力下冷卻，所得制品將不會(huì)出現(xiàn)快速冷去給制品造成的缺陷且質(zhì)量接近緩慢冷卻所得到的制品。
