聚四氟乙烯PTFE为什么不能注塑成型？
2024-10-22
一、聚四氟乙烯简介
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物，英文缩写为PTFE。20世纪30年代末期发现，40年代投入工业生产。广泛应用在化工、机械、 电子、医学、纺织等部门。聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上。一般结晶度为90～95%，熔融温度为327～342℃。
二、聚四氟乙烯的分子结构
PTFE分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面，形成的屏蔽使最小的氢也很难进入C - F 键。同时氟原子电负性最高( 4. 0) ，原子半径较小( 0. 135nm)，C-F 的键长较短( 0. 138nm) ，C -F 离解能较高( 452KJ / mol ) ，所以C - F 很难断裂，这些特点决定了P TF E 的各种性能。
三、PTFE为什么不能注塑成型?
PTFE聚四氟乙烯不能注塑成型的主要原因包括其高熔点、大的熔融粘度以及在熔融状态下保持的形状稳定性。这些特性使得PTFE不适合使用注塑等常规塑料成型工艺。
高熔点：PTFE的熔点约为327℃，其熔融粘度比普通热塑性塑料高几个数量级。这意味着在高温下，PTFE的流动性极差，难以通过注塑机加热后注入模具形成所需的形状。
熔融状态下的形状稳定性：在熔融状态下，PTFE能够保持着原来的形状，类似于果冻的状态不能流动。这种特性使得PTFE无法像其他热塑性塑料那样通过注塑成型。
此外，PTFE的加工尺寸稳定性不理想，其线膨胀系数随着温度的变化而发生很不规律的变化，冷热收缩变化大，这进一步限制了其在注塑成型中的应用。
四、聚四氟乙烯的成型工艺
PTFE的结晶熔点为327℃,但树脂要在380℃以上才能处于熔融状态。另外，PTFE又具有极强的耐溶剂性。因此，它既不能用熔融加工法，也不能用溶解加工法，通常其制品的制作只能象金属和陶瓷的加工一样，先将粉末压实，然后再烧结和机械加工，或者通过挤压成型、等压成型、涂覆成型和压延成型等方式加工。
1、模压成型
模压成型是PTFE目前采用最多成型加工方法。模压成型工艺是将一定的模压用原料(粉料、粒料、纤维状料等)放入金属模具中，在一定温度、压力下成型的一种方法。
2、液压成型法
液压法又称均衡法，等压法,是把PTFE树脂均匀地加入橡皮袋与模壁之间，再向橡皮袋中注入液体(常用水),产生压力的橡皮袋向模壁扩展，压实树脂而成为预成型品的一种方法。
3、推压成型
推压又称糊状挤出成型，把20-30目过筛的分散树脂与有机助剂(甲苯、石油醚、溶剂油等，配比树脂重量为1/5)混合制成糊状物，预压成厚壁圆简状坯料,然后放进推压机料简内，在加热下用柱塞推压成型。经干燥后在360~380C温度下烧结，冷却后得到强韧的推压管、棒等制品。推压制品只限于直径为16mm 以下的棒及壁厚在3mm以下的管子等。
4、螺旋挤出成型
PTFE粉料的螺杆挤出机不同于其它热塑性塑料用的挤出机，曾通热塑性塑料的挤出成型是借助于螺杆旋转作用将物料向前推进的同时还起到压缩、剪切、混合作用，物料还受到剪切力作用产生的热量和料简外部加热使其熔融。而PTFE的螺杆挤出机的螺杆只起到输送和推压的作用，使物料通过一个带有双头螺纹，等螺距等深度的单螺杆挤出机的机头，再进入口模内烧结、冷却，并借助反压力装置提供的压力成型，达到连续的目的。
5、柱塞挤出成型
柱塞挤出成型加工塑料，在塑料加工上算是比较古老的方法了，自从塑料这种材料出现开始，人们就开始用该方法来加工塑料。用柱塞挤出机加工PTFE的就是将定量树脂压入口模，使柱塞往复运动,将其压制成为预成型品。如此不断往返，在口模中形成多段的预成型品。
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