Quali sono le cause delle crepe nel processo di impregnazione del PTFE?

In qualità di produttore professionale di tessuti PTFE per alte temperature, Jiangsu Aokai New Materials spiegherà le cause delle crepe nel tessuto in fibra di vetro dopo l'impregnazione con l'emulsione di PTFE (politetrafluoroetilene). Si tratta di un problema di processo comune nella produzione di materiali compositi, che di solito si verifica durante l'essiccazione (rimozione di umidità e tensioattivi) o la sinterizzazione ad alta temperatura (fusione delle particelle di PTFE in una pellicola continua).

1. Grave discrepanza dei coefficienti di dilatazione termica

Questa è la causa fisica fondamentale.

C'è un'enorme differenza nei coefficienti di dilatazione termica tra fibra di vetro e PTFE: il coefficiente di dilatazione lineare della fibra di vetro è circa 5×10⁻⁶/℃ , mentre quello del PTFE è circa 100×10⁻⁶/℃ fino a 200×10⁻⁶/℃  (circa 20 volte quello della fibra di vetro).

Durante il raffreddamento (da una temperatura di sinterizzazione di circa 380℃–400℃ fino alla temperatura ambiente), il PTFE si restringe in modo molto più significativo rispetto alla struttura in fibra di vetro. Poiché il tessuto in fibra di vetro agisce come uno scheletro rigido, il PTFE viene vincolato durante il restringimento, generando un notevole stress termico di trazione interno. Quando questa sollecitazione supera la resistenza alla trazione della pellicola di PTFE o la forza del legame interfacciale tra PTFE e fibra di vetro, si verificano fessurazioni per rilasciare la sollecitazione.

2. Controllo improprio dei processi di essiccazione e sinterizzazione

I parametri di riscaldamento del materiale impregnato influiscono direttamente sulla fessurazione:

·  Velocità di riscaldamento eccessivamente elevata : soprattutto a circa 100℃ (rapida vaporizzazione dell'umidità) e 200℃–250℃ (decomposizione dei tensioattivi nell'emulsione e nella zona di transizione cristallina prima della sinterizzazione del PTFE). Il riscaldamento rapido provoca stress interno e impatto di gas dovuto alla volatilizzazione istantanea di solventi e additivi, con conseguente rottura del rivestimento.

·  Velocità di raffreddamento eccessivamente rapida : l'esposizione diretta all'aria ambiente per un raffreddamento rapido dopo la sinterizzazione crea un intenso stress da contrazione istantaneo a causa delle grandi differenze di temperatura, che induce facilmente sottili crepe nella rete.

·  Temperatura di sinterizzazione eccessivamente elevata o tempo di sinterizzazione eccessivamente lungo : ciò provoca la degradazione del peso molecolare del PTFE e un'eccessiva fluidità, rendendo il materiale più suscettibile alla rottura sotto stress.

3. Problemi nel processo di impregnazione e concentrazione dell'emulsione

Lo spessore, l'uniformità e la profondità di penetrazione dello strato impregnato influiscono direttamente sulla sensibilità alla fessurazione:

·  Strato di impregnazione singolo eccessivamente spesso : per perseguire lo spessore o l'efficienza produttiva, in un unico passaggio viene applicato un rivestimento in PTFE eccessivamente spesso. Durante l'essiccazione e la sinterizzazione, un rivestimento spesso ha un percorso più lungo per la rimozione del solvente e subisce un maggiore ritiro volumetrico (l'emulsione di PTFE ha tipicamente un contenuto solido di circa il 60%, il che significa che è necessario rimuovere circa il 40% di umidità), che spesso provoca fessurazioni superficiali.

·  Impregnazione non uniforme : Un accumulo localizzato eccessivo di PTFE o una distribuzione non uniforme dell'emulsione sulla superficie del tessuto portano a uno stress da restringimento concentrato.

·  Penetrazione insufficiente dell'emulsione : Se il tessuto in fibra di vetro non è decerato o trattato male in superficie, l'emulsione PTFE non penetra completamente nei fasci di fibre e forma solo una 'pellicola cutanea' superficiale. Questo film ha un debole ancoraggio al supporto e tende a distaccarsi o fessurarsi se riscaldato.

4. Fattori legati al substrato

·  Tessuto in fibra di vetro non cerato : Il tessuto in fibra di vetro contiene agenti collanti (paraffina, resina epossidica, ecc.) provenienti dal processo di tessitura. Senza deceratura ad alta temperatura o pulizia chimica prima dell'impregnazione, queste sostanze organiche carbonizzano e volatilizzano durante la successiva sinterizzazione, generando gas che rompe il rivestimento o indebolisce il legame tra PTFE e fibra di vetro, provocando crepe.

·  Struttura e spessore del tessuto in fibra di vetro : il tessuto in fibra di vetro più spesso e più denso (come il tessuto satinato spesso) presenta una maggiore rigidità e un maggiore contenimento del ritiro del PTFE. Nel frattempo, le scanalature più profonde tra i fasci di fibre tendono a causare concentrazione di stress e fessurazioni sui bordi delle scanalature durante l'essiccazione.

Le informazioni di cui sopra sono fornite da Jiangsu Aokai New Materials Technology Co., Ltd.

Per parametri dettagliati, scenari applicativi e soluzioni personalizzate della nostra gamma completa di prodotti, inclusi tessuto in PTFE per alte temperature, nastro in PTFE per alte temperature, nastro in rete per alte temperature in PTFE, nastri senza saldatura per macchine incollatrici, tessuto in PTFE su un solo lato, nastri trasportatori resistenti alle alte temperature, tessuto in fibra di vetro resistente alle alte temperature e altri prodotti correlati, non esitate a contattarci:

·  Hotline di servizio:Sig. Guo: +86 18944819998 Sig. Liu: +86 13705266308

Sosteniamo sempre una filosofia di servizio di qualità conveniente, professionalità e integrità e ci impegniamo a fornirti soluzioni complete e un servizio attento!