?其為半結晶的熱塑性氟的高分子材料,具有優異的化學惰性、耐高溫、低摩擦系數及良好的電絕緣等一系列優良的物理、化學性能.。通過對其的多種不同的工藝的加工處理可使其具有更大的應用價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 可通過常規單螺桿或雙螺桿擠出機加工,熔融溫度通常在 250–300?°C 左右,可采用與 PVDF 相似的標準擠出工藝。
- 典型參數:
- 機筒溫度:240–280?°C(從喂料段到模頭逐步升高)
- 模頭溫度:250–260?°C
根據其所配的螺桿的直徑及所能達到的產量的不同,其轉速可分別調節在30~100rpm之間
根據產品的厚度,其常見的冷卻方式主要有風冷和水冷兩種,我們的產品均采用了此兩種冷卻方式的相結合的設計
2. 注塑成型
FEP 也適用于注塑成型,工藝窗口較寬,可在 250?°C 以上進行注射。
- 關鍵參數:
- 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(尤其可將其調低一至兩度),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
依托于對其的充分的壓制,液體的注射壓力可達60–120?MPa
根據其所封的液體的壁厚的不同,保壓的時間一般為10~30s.
3. 熱成型
基于充分地發揮出FEP薄膜的可在加熱后可塑形的獨特特性,就可以通過熱壓的成型工藝,靈活地將其制成出復雜的空腔的結構。通過將光刻的SU-8模板的微米級的空氣腔與FEP的薄膜的熱壓而制備的具有微米級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,使其保持在該狀態的時間足夠長,能使其在完全的固化后仍能保持較好的密度和相應的機械性質,從而達到提高材料的密度和機械性質的目的
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、耐壓等優良的性能的FEP涂層。
- 固化參數(以 FEP/石墨烯疏水涂層為例):
- 固化溫度:200–400?°C(最優 400?°C)
基于對該試驗的充分的熟悉與運用,通??稍?0分鐘內取得最優的結果約為1.0×10^(-5)的精度
將其升至接近的目標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,否則將會釋放出微量的HF等有害氣體對人體造成一定的危害。
6. 注意事項
但需要注意FEP的吸濕性較低的同時,也不能長時間的暴露在潮濕的環境中,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。
- 設備材質:因氟聚合物對鋼具有磨損性,推薦使用雙金屬螺桿和機筒,或表面鍍鉻/鎳的部件。
但我們卻常常把高溫下的“熱解產物”吸入了肺中,如在電爐下加熱的玻璃、陶瓷、金屬等都可能產生有害的微量熱解產物,如果不及時的對其進行局部的排風,就會將其吸入肺中造成嚴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。
7. 新興工藝
基于將石墨烯等具有獨特物理化學性能的納米材料有機地摻入FEP的基礎上,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合材料,如具有極好的疏水性、超高的電磁屏蔽率等的復合材料等。
憑借巧妙的將光刻與熱壓的成型技術相融合,我們就能對FEP的微小的結構的高精度的制造都做到了最好地實現,進而將其應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,能夠在常規熱塑性加工設備上運行,只需注意溫度控制與設備耐腐蝕性即可實現高效、穩定的生產。
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