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浅析聚四氟乙烯薄膜及其疏水性和工艺及压延加工
- 分类：行业动态
- 作者：PFA管小姐姐
- 来源：丹凯
- 发布时间：2022-12-10 15:10
- 访问量：
浅析聚四氟乙烯薄膜及其疏水性和工艺及压延加工
- 分类：行业动态
- 作者：PFA管小姐姐
- 来源：丹凯
- 发布时间：2022-12-10 15:10
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湿润性是一种固体表面性质，与自然界和人类社会息息相关。我们随处可见与湿润有关的现象，如水在物体表面铺展、在车窗
上滴落、在荷叶上滚动、雨水冲洗掉树叶上的尘埃。超疏水性是表面湿润的一种特殊现象，它是指液滴与固体表面的接触角大
于150°、滞后角小于10°的表面现象。随着对超疏水现象的研究，发现超疏水表面具有优良的防雾、防腐蚀、减阻、抗粘附性，
不仅影响自然界生物的日常生活，而且对工农业生产、生物医学领域也有着重要作用。
目前，制备超疏水表面多采用湿法工艺，但由于聚四氟乙烯几乎不溶于市面的溶剂，并不适用于湿法工艺，采用低功率电子束
蒸发法制备聚四氟乙烯薄膜，主要研究内容有：
采用低功率电子束法在陶瓷片基底上沉积聚四氟乙烯（铁氟龙）薄膜，研究制备工艺、基底性质对聚四氟乙烯薄膜形貌、湿润
性能的影响。结果表明，所制备的薄膜表面均呈疏水性，硫酸浓度、刻蚀时间、沉积时间对薄膜的表面形貌、粗糙度、疏水性
均产生显著影响；在陶瓷片和载玻片上沉积聚四氟乙烯薄膜并计算基底表面能。发现基底表面粗糙度和表面能同时影响薄膜的
表面湿润性，但表面能的作用比粗糙度更明显。
图一：聚四氟乙烯薄膜 来源：网络
通过改变制备条件，在经草酸刻蚀过的Cu片基底上成功制备出超疏水聚四氟乙烯薄膜，且薄膜表面最大接触角达到153.34°，滚
动角几乎为0°，具有优异的超疏水效果。通过分析，进一步说明低表面能物质的装饰是基底表面呈现超疏水性的主要原因。
以磁控溅射法制备的Cu膜为基底，分别退火或H2O2溶剂处理后制备Cu/聚四氟乙烯PTFE复合膜，研究工艺条件对复合膜表面
形貌、粗糙度及疏水性的影响。结果发现，H2O2处理过的Cu膜表面形成纳米棒结构，且粗糙度较大；在该基底上沉积聚四氟
乙烯PTFE薄膜，测得Cu/PTFE复合膜表面接触角最大达到155.17°，滚动角2°，显示出优良的超疏水性。
采用电子束蒸发法在Cu片上沉积聚乙烯PT/PTFE复合膜，研究过渡层PE的厚度对复合膜表面粘附性及疏水性的影响。结果表
明，经草酸刻蚀过的Cu片上复合膜的疏水性比未刻蚀的好；同时，粘附力与接触角呈负相关，粘附力越小，其接触角越大，表
面疏水性越好。说明一定厚度的PE过渡层能明显降低薄膜表面粘附力，增强疏水性。
聚四氟乙烯的优点很多，这就不一一列举了，但它的加工性能不好，不仅导热系数低，更主要是其粘度大，因此将聚四氟乙烯
加热到熔点以上，虽熔融但不能流动，常规的塑料加工方法不适于聚四氟乙烯PTFE的加工。聚四氟乙烯的加工主要是用粉末冶
金的方法进行烧结成型，这种方法对有一定壁厚的产品适用，但不适于加工聚四氟乙烯薄膜。
特别是近几年来，聚四氟乙烯的应用正在从传统的PTFE烧结产品转向聚四氟乙烯薄膜，为此，人们一直在不断探索聚四氟乙烯
薄膜的生产方法。早期，人们曾致力于开发其它氟塑料品种的聚四氟乙烯的改性品种，虽然加工问题基本得到解决，但这些材
料的性能都不及聚四氟乙烯，因而，不能完全取代聚四氟乙烯薄膜，尤其在某些苛刻的环境中。因此，开发聚四氟乙烯薄膜的
生产研究意义更为重大。
聚四氟乙烯薄膜的压延加工只适用于分散树脂。这种树脂粒子之间的凝聚力低，受到很小的压缩剪切作用，分子易沿粒子长轴
方向排列，形成线性结晶，称之为纤维化。这种现象是聚四氟乙烯所独有的。利用这一特长可以把聚四氟乙烯水乳液添加到粉
状体系中，搅拌一定时间，聚四氟乙烯原纤维就会落住粉状体，然后将其压缩。可使粉状体变成固体。再将这种固体压延，也
可得到聚四氟乙烯填充改性薄膜。不同的粉状体，赋予聚四氟乙烯薄膜不同的性能。如在聚四氟乙烯水乳液中加入TiO粉状体，
生产的薄膜可在Ni-Zn二次电池中，代替原来使用的PP或PA薄膜，用作电池的隔膜。
本文由铁氟龙管小姐姐原创，欢迎关注，带你一起长知识！
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