Quels changements structurels se produisent dans le tissu PTFE haute température au cours du processus de vieillissement ?

Le tissu PTFE haute température est un matériau composite fabriqué en imprégnant ou en enduisant un tissu de base en fibre de verre avec du polytétrafluoroéthylène (PTFE).

Sous une exposition prolongée à des températures élevées, à des conditions thermo-oxydantes, à des rayonnements ultraviolets et à des contraintes mécaniques, sa structure subit des changements de vieillissement irréversibles du niveau moléculaire au niveau macroscopique. Les fabricants de tissus en PTFE haute température peuvent comprendre ce processus à travers les quatre aspects suivants :

I. Modifications microstructurales du revêtement PTFE

Dégradation et oxydation de la chaîne moléculaire : La chaîne principale carbone-fluor subit une scission, une dépolymérisation et une oxydation de la chaîne, ce qui entraîne une diminution du poids moléculaire et la formation de groupes polaires tels que le carbone et les groupes carboxyles aux extrémités de la chaîne. Cela augmente l'énergie de surface et réduit les propriétés antiadhésives et l'hydrophobie.

Modifications de la cristallinité : les segments de chaîne courte subissent une cristallisation secondaire. Au stade précoce, la cristallinité augmente anormalement, ce qui rend le revêtement plus dur et plus cassant. À mesure que la dégradation s'intensifie, les régions cristallines sont détruites et la structure s'effondre.

Détériorationdelamorphologiemicroscopique : La dégradation et les contraintes de retrait génèrent de nombreuses microfissures et trous d'épingle, formant des canaux de corrosion. Dans certains cas, les poudres de surface du revêtement et les particules de PTFE se détachent.

II.Changements structurels dans le substrat et l'interface en fibre de verre

Défaillance des agents d'encollage/de couplage des fibres : les agents de couplage au silane ou les agents d'encollage organiques sur la surface de la fibre de verre se décomposent et se carbonisent d'abord à des températures élevées, provoquant la perte de la liaison chimique et des forces de verrouillage mécanique entre le PTFE et la fibre de verre.

Décollage et délaminage interfacial : après une défaillance interfaciale, la différence de coefficients de dilatation thermique entre le PTFE et la fibre de verre génère une contrainte thermique, entraînant un pelage et une séparation du revêtement du tissu, entraînant des cloques, un délaminage et des zones blanches exposées.

Dégradation de la fibre de verre elle-même : les températures élevées et les substances alcalines érodent le réseau de verre, provoquant des microfissures sur la surface de la fibre et une fragilisation. Pendant ce temps, les oxydes de métaux alcalins dans la fibre de verre précipitent à des températures élevées, induisant une corrosion sous contrainte qui endommage à l'inverse l'interface et accélère la perte de résistance.

III.Changements dans la structure et l'apparence macroscopiques

Changement de couleur : Le matériau passe progressivement du blanc ou de sa couleur naturelle au beige, au marron ou même au noir, résultant de la carbonisation de la couche interfaciale, de l'adhésion de contaminants organiques et de produits résiduels d'une dégradation mineure du PTFE.

Stabilité dimensionnelle et planéité : une déformation par retrait se produit, la surface du tissu devient inégale et les bords se courbent. C'est le résultat d'une désorientation de la chaîne moléculaire et d'un relâchement des contraintes interfaciales.

Rugosité de la surface : la sensation de douceur disparaît, la surface devient rugueuse et perd son éclat. Dans certains cas, un poudrage est observé au toucher, indiquant une poudre de PTFE.

Effondrement structurel mécanique : le matériau perd complètement sa flexibilité et se brise lors du pliage. Le revêtement se sépare en grande partie du tissu de base, entraînant une perte totale de fonctionnalité.

IV. L'essence du processus de vieillissement

Les modifications ci-dessus constituent un processus progressif de 'dégradation du revêtement → défaillance interfaciale → dégradation du substrat. ' Le PTFE perd son inertie et développe des fissures ; l'interface de la fibre de verre est détruite avant le corps de la fibre lui-même, conduisant à un délaminage ; En conséquence, l'ensemble de la structure devient cassant, poudreux et se désintègre. Le contrôle des températures de fonctionnement, l'évitement des chocs thermiques dus à un chauffage et un refroidissement rapides et la prévention du contact avec les acides et les alcalis peuvent ralentir efficacement ce processus de vieillissement structurel.

Les informations ci-dessus sont fournies parJiangsuOKNewMaterialTechnologyCo., Ltd.

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