分类: 聚四氟乙烯垫片 |
聚四氟乙烯的刚性影响了它的动态密封的效果,超过特定的压缩应力时,会使聚四氟乙烯垫片产生冷流(也叫蠕变)而被压扁,使之密封应用受到很大的限制。因此,对聚四氟乙烯进行改性,从而提高其综合性能。目前,对聚四氟乙烯的改性主要是与其他材料符合或者对其表面处理,利用复合材料的特性,弥补聚四氟乙烯自身的不足,从而达到改性的目的。主要方法有表面改性、填充改性、共混改性等。
一、表面改性
二、填充改性
填充聚四氟乙烯是优良的耐磨性能的密封材料,国内外以青铜粉、石墨、二硫化钼、玻璃纤维、碳纤维等作为填充改良剂改性PTFE,耐磨性能大幅度提高,抗蠕变性能也得到改善,满足了一般特定条件下的密封。填料可以单独使用,也可以集中填料复合应用。将5%的玻璃纤维和5%的二硫化钼填充到90%的PTFE中,玻璃纤维减少了密封的磨损,二硫化钼则起到减少了摩擦的作用,因而有效地改善了密封效果。表1是几种填充PTFE复合材料的物理性能。(插入表1)
三、共混改性
共混的基本原理是相似相容原理、容度参数相近原理、表面张力相近原则。
根据前述的3个原则,为改善PTFE与其他聚合物共混的相容性,从PTFE方面考虑:
(1)为改善PTFE与橡胶的相容性,从热力学角度看,低相对分子质量的PTFE有利于与其他聚合物共混相容,另外,低相对分子质量的PTFE容易渗透到表面,增加材料表面的自润滑性。
(2)对PTFE进行表面特殊的处理,提高其与其他聚合物的相容性。
(3)采用细粒粉料的PTFE,增大混合熵。一般粒子在50nm以下。
一般PTFE作为填料使用,PTFE作为主体材料的报道甚少,聚四氟乙烯和弹性体可以分别作为密封材料使用,它们也有其局限性,聚四氟乙烯及其复合材料本身的缺陷,不能像相机那样受到负荷之后能100%恢复到原来的状态,随着时间的推移缝隙逐渐加大,容易发生泄露,密封效果不是很理想,橡胶具有较大的弹性,耐磨损,但容易变形,润滑能力差。采用PTFE与橡胶共混的方法能有效综合共混各组分的长处,实现了优势互补,使工程塑料功能化,使之达到最佳的密封状态,从而拓宽了应用领域。
适用于聚四氟乙烯的共混料需要满足以下条件:
(1)在380~400℃烧结温度下稳定。
(2)填料粒子与聚四氟乙烯粉末粒度相当,一般粒度应小于150μm。
(3)不潮解和不与聚四氟乙烯反应。
(4)与PTFE的界面相容性。
(5)填料与分子极性相差不大。
(6)共混组分热膨胀系数差别不大。