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特氟龙PTFE等离子清洗机表面改性机理及亲水性

时间:2022-04-12     

特氟龙PTFE等离子清洗机表面改性机理及亲水性

2022.4.12

什么是特氟龙PTFE:



聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,简写为PTFE),俗称“塑料王”,是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。 白色蜡状、半透明、耐热、耐寒性优良,可在-180~260C长期使用。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶物所有的溶剂。同时,聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系数极低,所以可作润滑作用之余,亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。一般称作“不粘涂层”或“易洁镬物料”.

特氟龙PTFE的优点:



1. 常温常压下稳定,避免湿,热,高温 



无真正熔点,450℃以上慢慢分解,直接变为气体。在327℃时,机械强度突然消失。不溶物任何溶剂。除了能与熔融的碱金属起反应外,不受任何物质的侵蚀,即使在氢氟酸、王水或发烟硫酸、氢氧化钠中煮沸,也不起任何变化。 


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2. 白色、无臭、无味、无毒的粉状物,俗称“塑料王”。具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。耐高温,使用工作温度达250℃。耐低温,低温下具有良好的机械韧性,即使温度下降到-196℃,也可保持的伸长率。耐腐蚀,对大多数化学药品和溶剂表现出惰性,能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。耐候性好,有塑料中最佳的老化寿命。高润滑,是固体材料中摩擦系数最低者。不黏附,是固体材料中表面张力最小者,不黏附任何物质。无毒害,具有生理惰性,作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。
特氟龙PTFE的应用:



PTFE的应用非常广泛,用于电气工业,在航天、航空、电子、仪表、计算机等工业。可制薄膜、管板棒、轴承、垫圈、阀门及化工管道、管件、设备容器衬里等,



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、人工器官等,
特氟龙PTFE的缺点:



1、聚四氟乙烯具有“冷流性”。即材料制品在长时间连续载荷作用下发生的塑性变形%5(蠕变),这给它的应用带来一定的限制。如当PTFE用作密封垫时,为密封严密而把螺栓拧得很紧,以致超过特定的压缩应力时,会使垫圈产生“冷流”(蠕变)而被压扁。这些缺点可通过加入适当的填料及改进零件结构等方法来克服。



2、PTFE具有突出的不黏性,限制了其工业上的应用。它是极好的防粘材料,这种性能又使它与其他物件的表面粘合极为困难。



3、PTFE的线膨胀系数为钢的10~20倍,比多数塑料大,其线膨胀系数随着温度的变化而发生很不规律的变化。在应用PTFE时,如果对这方面性能注意不够,很容易造成损失。PTFE的优缺点都很明显, 由于该材料分子结构高度对称, 结晶度高且不含活性基团, 导致其表面能很低 (19 dyns/cm) , 表面疏水性极高 (与水接触角超过100 °) 。这种极低的表面活性严重影响了PTFE在粘接、印染、生物相容等方面的应用, 特别是限制了PTFE薄膜与其他材料的复合。
怎么改变特氟龙PTFE的缺点呢?



为了提高PTFE的表面活性, 使之可与其他材料粘接、复合, 需要对其进行表面改性。目前, 特氟龙PTFE表面处理常用的方法是湿化学处理法, 即萘-钠、氨-钠溶液处理法, 该法是利用腐蚀液除去PTFE表面的氟原子来提高材料表面活性。
化学法处理特氟龙PTFE怎么样呢:



目前化学法处理PTFE有以下几个缺点.



(1) 处理后PTFE表面明显变暗、变黑, 影响材料外观;



(2) 处理后PTFE在高温时的表面电阻率下降, 长期暴露在阳光下, 材料粘接性能会严重降低;



(3) 处理过程会产生大量的有害废液, 既严重污染环境, 又增加企业的处理成本, 不符合环保政策。
还有没有办法避免法学处理法的缺点,又能改变PTFE的缺点呢?



答案是“有的”。



随着社会的发展, 各地的环保法规政策日趋严厉, 在这一背景下, 低温等离子表面改性技术受到了越来越多的关注。



金徕科技在等离子体研究持续发力。使得PTFE材料改性低温等离体技术得以实现。

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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                金徕特氟龙等离子清洗机


低温等离子表面改性机理是什么呢?



给物质施加高温或通过加速电子、加速离子等方式给物质提供能量, 中性的物质被电离成大量带电粒子 (电子、离子) 和中性粒子组成的混合状态称为等离子体。等离子体整体呈电中性, 它是除固态、液态、气态外的物质第四种状态。在所产生的等离子体中, 当电子温度与离子温度及气体温度相等时, 该等离子体称为平衡等离子体或高温等离子体;当电子温度远高于离子温度和气体温度时, 该等离子体为非平衡等离子体或低温等离子体。目前, 用于材料表面改性的主要是低温等离子体。

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金徕特氟龙等离子清洗机

在材料表面改性中, 主要是利用低温等离子体轰击材料表面, 使材料表面分子的化学键被打开, 并与等离子体中的自由基结合, 在材料表面形成极性基团。由于表面增加了大量的极性基团, 从而能显著地提高材料表面的粘接性能、印刷性能、染色性能等。低温等离子体的能量一般为几到几十电子伏特 (电子0~20 eV, 离子0~2 eV, 亚稳态离子0~20 eV, 紫外光/可见光3~40 eV) , 而PTFE中C-F键键能为4.4 eV, C-C键键能为3.4 eV。由此可见, 低温等离子体的能量高于这些化学键的能量, 足以使PTFE表面的分子键断裂, 发生刻蚀、交联、接枝等一系列物理化学反应。

金徕的低温等离子机对PTFE改性的效果怎么样呢?



不同的特氟龙PTFE制品的初始达因值都不相同,但大体上PTFE薄膜的初始达因值在10~15之间。PTFE支架等圆形制品在12~16之间。经金徕等离子处理后,达因值一般在50到60之间。极大的提高了PTFE的表面附着力。
等离子处理PTFE对产品有损害吗?



真空等离子处理产生的离子体溅射现象一般比较微弱,对于一般产品或材料来说,这种微弱的溅射现象不会对基材的性能产生影响,但如果所处理的产品对处理要求比较严格,如医用相关产品,则会对基材的溅射现象有程度要求,一般为溅射越少越弱则越好。
等离子处理特氟龙PTFE对产品的时效有多长呢?



多次实验及实际应用证明,等离子处理PTFE的时效比其它材料的短。PTFE改性后的效果会随着时间推移大幅下降。因此金徕的专家建议客户尽可能在12小时内完成下一工序的作业。

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PTFE等离子清洗机

表面处理后的亲水性(hydrophilic),对水具有亲合力的性能。如·:金属版材如铬、铝、锌及其生成的氢氧化物以及具有毛细现象的物质都有良好的亲水效果。在有机物中表现为qiang基和qiang基等的亲水性,即它们使该有机物易溶于水。疏水性(hydrophobic),对水具有排斥能力的性能。如:印版图文的亲油成分和印刷油墨都具有良好的疏水性。在有机物中表现为烷基和苯环等的疏水性,即它们使该有机物难溶于水。

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对常规的疏水PTFE膜进行改性,得到亲水PTFE膜,可以适用于过滤水溶液。疏水PTFE本身是疏水的,改性之后,既可以过滤水溶液,也可以过滤有机溶液,比较方便。化学耐受性也好。我们一般购买时就是要PTFE滤膜,因为有时要过滤有机溶剂,有时要过滤水溶液,商家也没有特别询问是要亲水性和疏水性的区分。目前能够提供亲水性特氟龙PTFE的还比较少,所以一般来说,如果客户是要PTFE的话,默认是疏水性PTFE,现在的话,两种都可以提供了。



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