?其為半結(jié)晶的熱塑性氟的高分子材料,具有優(yōu)異的化學(xué)惰性、耐高溫、低摩擦系數(shù)及良好的電絕緣等一系列優(yōu)良的物理、化學(xué)性能.。通過對(duì)其的多種不同的工藝的加工處理可使其具有更大的應(yīng)用價(jià)值和更好的使用效果主要包括以下幾種方法:既可制成各類的中空纖維又可制成各類的三維的泡沫塑料。其中以用二氧化碳的法制成的泡沫塑料最為常見
1. 擠出成型
FEP 可通過常規(guī)單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)加工,熔融溫度通常在 250–300?°C 左右,可采用與 PVDF 相似的標(biāo)準(zhǔn)擠出工藝。
- 典型參數(shù):
- 機(jī)筒溫度:240–280?°C(從喂料段到模頭逐步升高)
- 模頭溫度:250–260?°C
根據(jù)其所配的螺桿的直徑及所能達(dá)到的產(chǎn)量的不同,其轉(zhuǎn)速可分別調(diào)節(jié)在30~100rpm之間
根據(jù)產(chǎn)品的厚度,其常見的冷卻方式主要有風(fēng)冷和水冷兩種,我們的產(chǎn)品均采用了此兩種冷卻方式的相結(jié)合的設(shè)計(jì)
2. 注塑成型
FEP 也適用于注塑成型,工藝窗口較寬,可在 250?°C 以上進(jìn)行注射。
- 關(guān)鍵參數(shù):
- 熔體溫度:260–300?°C
基于將模具的溫度控制在30–80℃的適宜范圍內(nèi)(尤其可將其調(diào)低一至兩度),不僅可將周期大大縮短,而且可大大提高了材料的密度和表面粗度的均勻性
依托于對(duì)其的充分的壓制,液體的注射壓力可達(dá)60–120?MPa
根據(jù)其所封的液體的壁厚的不同,保壓的時(shí)間一般為10~30s.
3. 熱成型
基于充分地發(fā)揮出FEP薄膜的可在加熱后可塑形的獨(dú)特特性,就可以通過熱壓的成型工藝,靈活地將其制成出復(fù)雜的空腔的結(jié)構(gòu)。通過將光刻的SU-8模板的微米級(jí)的空氣腔與FEP的薄膜的熱壓而制備的具有微米級(jí)空氣腔的壓電的駐極體(piezoelectrets)等。
將其置于150-200℃的低溫下成型,嚴(yán)禁過度的軟化使其失去原有的性能
- 壓力:0.5–2?MPa
基于將材料的各個(gè)部位的溫度逐步降低至完全的固化溫度下,使其保持在該狀態(tài)的時(shí)間足夠長(zhǎng),能使其在完全的固化后仍能保持較好的密度和相應(yīng)的機(jī)械性質(zhì),從而達(dá)到提高材料的密度和機(jī)械性質(zhì)的目的
4. 涂層與固化
借助將FEP的薄膜或粉末等形式的涂層材料通過噴涂、浸涂等方式均勻的施加在基材的表面上,隨后經(jīng)過一定的高溫的固化處理,制得具有良好的耐高溫、耐腐蝕、耐壓等優(yōu)良的性能的FEP涂層。
- 固化參數(shù)(以 FEP/石墨烯疏水涂層為例):
- 固化溫度:200–400?°C(最優(yōu) 400?°C)
基于對(duì)該試驗(yàn)的充分的熟悉與運(yùn)用,通??稍?0分鐘內(nèi)取得最優(yōu)的結(jié)果約為1.0×10^(-5)的精度
將其升至接近的目標(biāo)溫度的過程中又能以每分鐘的10℃的速度將其從室溫的升高.
5. 表面處理與連接
基于對(duì)FEP薄膜的Ar?離子束的轟擊,可顯著提高其與濺射的銅層的界面之的附著力。
基于對(duì)FEP的不同焊接工藝的嘗試,如用熱板的熱壓、激光的激光、超聲的超聲波等都可將其焊接成功,但都必須把其溫度控制在分解溫度(>320℃)以下,否則將會(huì)釋放出微量的HF等有害氣體對(duì)人體造成一定的危害。
6. 注意事項(xiàng)
但需要注意FEP的吸濕性較低的同時(shí),也不能長(zhǎng)時(shí)間的暴露在潮濕的環(huán)境中,為了盡量的保持其高的耐熱性和高的絕緣性,干燥2-4h在80-100℃的干燥箱中更為合適。
- 設(shè)備材質(zhì):因氟聚合物對(duì)鋼具有磨損性,推薦使用雙金屬螺桿和機(jī)筒,或表面鍍鉻/鎳的部件。
但我們卻常常把高溫下的“熱解產(chǎn)物”吸入了肺中,如在電爐下加熱的玻璃、陶瓷、金屬等都可能產(chǎn)生有害的微量熱解產(chǎn)物,如果不及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行局部的排風(fēng),就會(huì)將其吸入肺中造成嚴(yán)重的健康損害甚至危及生命,所以在高溫的加工中都要注意安全的通風(fēng)。
7. 新興工藝
基于將石墨烯等具有獨(dú)特物理化學(xué)性能的納米材料有機(jī)地?fù)饺隖EP的基礎(chǔ)上,通過擠出或涂覆的工藝方法可制備出一系列具有特色的功能性復(fù)合材料,如具有極好的疏水性、超高的電磁屏蔽率等的復(fù)合材料等。
憑借巧妙的將光刻與熱壓的成型技術(shù)相融合,我們就能對(duì)FEP的微小的結(jié)構(gòu)的高精度的制造都做到了最好地實(shí)現(xiàn),進(jìn)而將其應(yīng)用到如能量的收集等各類的器件的研制中去。
FEP 的加工性能良好,能夠在常規(guī)熱塑性加工設(shè)備上運(yùn)行,只需注意溫度控制與設(shè)備耐腐蝕性即可實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的生產(chǎn)。
以上關(guān)于FEP加工工藝是什么內(nèi)容為上海春毅新材料原創(chuàng),請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載!
