Was verursacht Risse beim PTFE-Imprägnierungsprozess?

Als professioneller Hersteller von PTFE-Hochtemperaturgeweben erklärt Jiangsu Aokai New Materials die Ursachen für Risse in Glasfasergewebe nach der Imprägnierung mit PTFE-Emulsion (Polytetrafluorethylen). Dies ist ein häufiges Prozessproblem bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen, das normalerweise beim Trocknen (Entfernen von Feuchtigkeit und Tensiden) oder beim Hochtemperatursintern (Schmelzen von PTFE-Partikeln zu einem kontinuierlichen Film) auftritt.

1. Schwere Abweichung der Wärmeausdehnungskoeffizienten

Dies ist die grundlegende physikalische Ursache.

Es gibt einen großen Unterschied in den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Glasfaser und PTFE: Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Glasfaser beträgt etwa 5×10⁻⁶/℃ , während der von PTFE etwa 100×10⁻⁶/℃ bis 200×10⁻⁶/℃ beträgt  (ungefähr das 20-fache des von Glasfaser).

Beim Abkühlen (von ca. 380℃–400℃ Sintertemperatur auf Raumtemperatur) schrumpft PTFE weitaus stärker als das Glasfasergerüst. Da Glasfasergewebe als starres Skelett fungiert, wird PTFE beim Schrumpfen eingeschränkt, was zu einer erheblichen inneren thermischen Zugspannung führt. Wenn diese Spannung die Zugfestigkeit des PTFE-Films oder die Grenzflächenbindungsfestigkeit zwischen PTFE und Glasfaser übersteigt, kommt es zur Rissbildung, wodurch die Spannung abgebaut wird.

2. Unsachgemäße Kontrolle von Trocknungs- und Sinterprozessen

Die Erwärmungsparameter des imprägnierten Materials wirken sich direkt auf die Rissbildung aus:

·  Übermäßig schnelle Aufheizrate : Besonders bei etwa 100℃ (schnelle Verdampfung von Feuchtigkeit) und 200℃–250℃ (Zersetzung von Tensiden in der Emulsion und der kristallinen Übergangszone vor dem Sintern des PTFE). Schnelles Erhitzen führt zu inneren Spannungen und Gasstößen durch die sofortige Verflüchtigung von Lösungsmitteln und Zusatzstoffen, was zu Rissen in der Beschichtung führt.

·  Übermäßig schnelle Abkühlgeschwindigkeit : Die direkte Einwirkung von Umgebungsluft für eine schnelle Abkühlung nach dem Sintern führt aufgrund großer Temperaturunterschiede zu einer starken sofortigen Schrumpfungsspannung, die leicht zu feinen Netzwerkrissen führt.

·  Zu hohe Sintertemperatur oder zu lange Sinterzeit : Dies führt zu einer Verschlechterung des PTFE-Molekulargewichts und zu übermäßiger Fließfähigkeit, wodurch das Material anfälliger für Risse unter Belastung wird.

3. Probleme beim Imprägnierungsprozess und der Emulsionskonzentration

Die Dicke, Gleichmäßigkeit und Eindringtiefe der imprägnierten Schicht wirken sich direkt auf die Rissempfindlichkeit aus:

·  Zu dicke einzelne Imprägnierungsschicht : Aus Gründen der Dicke oder Produktionseffizienz wird eine zu dicke PTFE-Beschichtung in einem Durchgang aufgetragen. Während des Trocknens und Sinterns hat eine dicke Beschichtung einen längeren Weg zur Lösungsmittelentfernung und erfährt eine stärkere Volumenschrumpfung (PTFE-Emulsion hat typischerweise einen Feststoffgehalt von etwa 60 %, was bedeutet, dass etwa 40 % Feuchtigkeit entfernt werden müssen), was häufig zu Oberflächenrissen führt.

·  Ungleichmäßige Imprägnierung : Lokale übermäßige PTFE-Ansammlungen oder ungleichmäßige Emulsionsverteilung auf der Stoffoberfläche führen zu konzentrierter Schrumpfspannung.

·  Unzureichende Emulsionseindringung : Wenn Glasfasergewebe nicht entparaffiniert oder schlecht oberflächenbehandelt ist, dringt die PTFE-Emulsion nicht vollständig in die Faserbündel ein und bildet nur einen oberflächlichen „Hautfilm“. Dieser Film hat eine schwache Verankerung mit dem Untergrund und neigt bei Erwärmung dazu, sich abzulösen oder zu reißen.

4. Substratbezogene Faktoren

·  Ungewachstes Glasfasergewebe : Glasfasergewebe enthält Schlichtemittel (Paraffin, Epoxidharz usw.) aus dem Webprozess. Ohne Hochtemperatur-Entparaffinierung oder chemische Reinigung vor der Imprägnierung verkohlen und verflüchtigen sich diese organischen Substanzen beim anschließenden Sintern, wodurch Gas entsteht, das die Beschichtung aufreißt oder die Bindung zwischen PTFE und Glasfaser schwächt, was zu Rissen führt.

·  Struktur und Dicke des Glasfasergewebes : Dickeres und dichteres Glasfasergewebe (z. B. dickes Satingewebe) weist eine höhere Steifigkeit und eine stärkere Hemmung der PTFE-Schrumpfung auf. Währenddessen neigen tiefere Rillen zwischen Faserbündeln dazu, beim Trocknen Spannungskonzentrationen und Risse an den Rillenrändern zu verursachen.

Die oben genannten Informationen werden von bereitgestellt. Jiangsu Aokai New Materials Technology Co., Ltd.

Für detaillierte Parameter, Anwendungsszenarien und maßgeschneiderte Lösungen unserer gesamten Produktpalette – einschließlich PTFE-Hochtemperaturgewebe, PTFE-Hochtemperaturband, PTFE-Hochtemperatur-Netzband, nahtlose Bänder für Klebemaschinen, einseitiges PTFE-Gewebe, hochtemperaturbeständige Förderbänder, hochtemperaturbeständiges Glasfasergewebe und andere verwandte Produkte – kontaktieren Sie uns bitte:

·  Service-Hotline: Herr Guo: +86 18944819998 Herr Liu: +86 13705266308

Wir pflegen stets eine Service-Philosophie der kostengünstigen Qualität, Professionalität und Integrität und sind bestrebt, Ihnen Lösungen aus einer Hand und aufmerksamen Service zu bieten!