悬浮聚四氟乙烯树脂球形和纤维粒子的特性及应用.doc

文档下载 免费文档下载 第 32 卷第 1 期 2004 年 1 月晨光科技悬浮聚四氟乙烯树脂球形和纤维粒子的特性及应用张在利　曾子敏　李　嘉(中昊晨光化工研究院,四川 643201)摘　要　介绍了悬浮聚四氟乙烯树脂球形和纤维状粒子的制备和主要性能,以及不同形状粒子适宜加工的制品类型关键词　聚四氟乙烯,特性,应用Characteristicandandfibrousparticlesofresin文档下载 免费文档下载　Theproductionandmaincharacteristicsofsphericalandfibrousparticlesofsuspensionpolyterafluo2roethyleneresinandthetypesofproducewhichareeasyforprocessingparticleswithdifferentshapesarereviewedinthispa2per1polyterafluoroethylene,characteristis,applicationKeywords　悬浮法聚四氟乙烯(PTFE)树脂具有优异的耐高低温性、电性能,极好的化学稳定性和良好的自润滑性,在很多领域得到了广泛应用。

目前国内悬浮 PTFE 树脂的品种主要有模塑用中粒度粉、模塑用特别是对于小制件,流动性好,加料就方便,尤其对于加工薄板,优点更明显但一般球形粒子烧结品致密性稍差,制件抗张强度略低,用其加工的薄膜抗张强度、断裂伸长率及电性能较差球形粒子分为硬球和软球,一般来讲,对于一定粒径的粒子,表观密度小于一定值时为软球;大于则为硬球由于影响流动性的原因主要是粒子大小和形态,而分子 量高低对树脂机械性能有较大影响,分子量高,制品的机械性能好,但加工大制件需要的烧结时间长,要求树脂的耐高温性要好,分子量分布要窄因此在悬浮树脂生产过程中,如何提高树脂分子量并使其分布在较窄的范围内,同时保证树脂粒子形态为球形,控制表观密度在适宜的范围内,是保证树脂机械性文档下载 免费文档下载 粒子的制备和主要性能,探讨粒子形状与表观密度、流动性及制品机械性能、电气性能之间的关系,从而了解不同形状的粒子特性及其应用,以便加工适用制品1　PTFE 树脂球形粒子的性能及应用PTFE 球形粒子主要用于制备模压制品其主要特点是:树脂流动性好,利于向料腔加料,同时树脂收缩率相对稳定,有利于制件尺寸的精密控制作者简介:张在利,男,研究员,中国氟硅材料工业协会副理事长,中国有机氟行业协会副理事长,现任中昊晨光化工研究院院长。

第 1 期张在利等:悬浮聚四氟乙烯树脂球形和纤维粒子的特性及应用?45?究,摸索出一条新的工艺路线,可根据需要制得分子量高的硬、软球型粒子,树脂粒子形态 90%以上为球形,这样得到的粒子,又硬又重,流动性好,中粒度料适宜加工小型制件,细粒度料适宜加工大制件通过电镜扫描拍摄其粒子形状如下:文档下载 免费文档下载 2　国内悬浮 PTFE 树脂中粒度的平均粒径及表观密度比较平均粒径 d50/μm 粒子形态/%表观密度/(g/L)球形 20国内同行 1200±20430±20纤维 80国内同行 2140±10 球形 485±25:// 球形 80国内同行 3 未测 495±25纤维 20 球形 85国内同行 4150475±30纤维 15国内同行 5120±10 球形 530±20球形 75国内某装置 130480文档下载 免费文档下载 25 纤维 65晨光院工艺 A110462球形 35晨光院工艺 B110 球形 90500 生　产　厂()(见表 3、4)3PTFE 树脂机械性能比较悬浮树脂的分子量、,能、验现将有关测试和试验结果介绍如下:(1)国内外悬浮 PTFE 树脂分子量比较见表 1 所示。

表 1　国内外悬浮 PTFE 树脂分子量比较厂　家牌　号标准比重SSG2116521162117521178211612117121158211592114031031031031031031A文档下载 免费文档下载 国内同行(3)031国内同行(4)021(4 批测试平均值)国内同行(5)031021031(3 批测试平均值)021(3 批测试平均值)031(4 批测试平均值)(批号)国内同行(1),一级国内同行(1),合格国内同行(2),一级国内同行(2),合格国内同行(5),合格国内同行 3晨光院　160060　　　　160061　　　　160062　　　　160063　　　　160064　　　　160065 抗张强度/MPa 断裂伸长率/%2610410241234025183 4　晨光院(配方 C)悬浮 PTFE 树脂球型粒子机械性能(检测时间:2002 年)文档下载 免费文档下载 1 配方 2031A031A031A031-160031A031A031-160031-160031A031A031A031A031-B031A031A031A031A晨光院由表 1 可见,晨光院配方 2 所得 PTFE 树脂相对分子量最大,由其所制得动密封制件的耐磨性(德国实验结果)比国内同行高 30%,制得的密封件出口到国外可以免检。

2)国内悬浮 PTFE 树脂中粒度的平均粒径及表观密度比较见表 2 所示由表 2 可见,晨光院 A、B 制得的树脂粒子最小,从粒子形态看,国内同行 1 和晨光工艺 A 的中粒度料均以纤维形态占多数;国内同行 2 和 5、晨光院工艺 B 生产的粒子主要为球形,且可根据用户的要抗张强度/MPa29113110281730193212321130143016321629173014311130112717331531153218断裂伸长率/%270320300330290300300290310310310300290270330270280?46?文档下载 免费文档下载 32 卷由表 3、4 可知,晨光院中粒度悬浮 PTFE 树脂抗张强度高,断裂伸长率较低,说明产品分子量高,中粒度树脂流动性好,加工性能好用其制备的制件强度高,耐磨性优于其它厂家产品4)晨光院悬浮 PTFE 树脂球型中粒度处理成细粒度 021 的机械性能见表 5 所示由表 5 可见,粉碎成的球型粒子很硬,表观密度很重,适宜制作特大制件表 5　晨光院悬浮 PTFE 树脂球形细粒度 021 的机械性能生产厂测试产品生平均抗 张批次产年份强度/MPa2002143415图 3　PTFE 悬浮树脂分子量与耐磨性关系图2　纤维状悬浮 PTFE 粒子的制备及性能纤维状悬浮 PTFE 粒子分为硬纤维和软纤维,对于一定粒径的树脂粒子,表观密度在一定值以上的为硬纤维粒子,较低的为软纤维粒子。

纤维粒子软,则表观密度低,可以在较低的预成型压力成型;烧结制品密度高,强度好,伸长率高,用其加工的薄膜强度高,伸长率大,;纤维越长,μm 电容器薄膜时,20文档下载 免费文档下载 360～380℃十几～几十 h 烧结、冷却后,车削成很薄的定向膜其生产过程聚合、后处理和加工成型均对膜的性能有很大影响特别是树脂的分子量及其分布对其性能的影响较大因为薄膜用树脂,需经高温长期烧结聚合物分子量越大,则热失重越小,热稳定性越好,反之亦然这就要求其平均分子量要足够大,使它能经得起长期高温的考验在聚合过程中,采用了高纯单体、高纯助剂,控制聚合温度和反应速度,以提高树脂平均分子量;同时采取措施,使其分子量分布较窄,提高树脂的加工性能和抗开裂性此外,为得到松软的纤维状粒子,在聚合中引入了少量分散剂和其他含氟单体,使粒子具有较高的比表面积,疏松柔软,加工性能优良,车削膜强度高过去我国生产树脂电绝缘性欠佳,只能靠进口日本大金公司 M-12 树脂加工为填补国内空白,晨光院在上世纪 80 年代开发出性能与 M-12 相近的疏松型悬浮 PTFE 树脂,应用于生产并经不断改进现用晨光院悬浮 PTFE 树脂细料所制得的薄膜的抗张强度、伸长率优于国内同行产品,达到国外同类产品先进水平。

其粒子形状与日本大金公司同类产品的电镜图片如下:平均断裂平均粒径表观密度伸长率/?0/μm/(g/L)31530430晨光院 17(5)晨光院不同聚合后处理工艺制备软、硬球型粒子性能见表 所示文档下载 免费文档下载 6　晨光院工艺 C、D 所得各 4 批样品测试结果测试项目成品平均粒径/μm 表观密度/g/L 粒子形态/%收缩率/%流动性工艺 C109454工艺 D113502球形占()31 好()3 好由表 6 可见,采用不同工艺可制得流动性能良好的软、硬球粒子6)晨光院悬浮 PTFE 树脂球型粒子加工性能见图 1、2 所示图 1　悬浮 PTFE 树脂表观密度与文档下载 免费文档下载 2　悬浮 PTFE 树脂相对分子量与烧结透明时间关系图(7)晨光院悬浮 PTFE 树脂球形粒子分子量与耐磨性关系见图 3 所示第 1 期张在利等:悬浮聚四氟乙烯树脂球形和纤维粒子的特性及应用?47?制得的薄膜抗张强度、断裂伸长率高于国内同行3　结论(1)PTFE 球形粒子流动性好,主要。