노화 과정에서 PTFE 고온 직물에는 어떤 구조적 변화가 발생합니까?

PTFE 고온 직물은 유리섬유 베이스 직물에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 함침 또는 코팅하여 만든 복합재료입니다.

고온, 열산화 조건, 자외선 및 기계적 스트레스에 장기간 노출되면 구조가 분자 수준에서 거시적 수준으로 비가역적인 노화 변화를 겪습니다. PTFE 고온 직물 제조업체는 다음 네 가지 측면을 통해 이 과정을 이해할 수 있습니다.

I.PTFE코팅의 미세구조 변화

분자 사슬 분해 및 산화: 탄소-불소 주 사슬은 사슬 절단, 해중합 및 산화를 거쳐 분자 무게가 감소하고 사슬 끝 부분에 카르보닐산 카르복실기와 같은 극성 그룹이 형성됩니다. 이는 표면 에너지를 증가시키고 비점착성 특성과 소수성을 감소시킵니다.

결정화도 변화: 짧은 사슬 부분은 2차 결정화를 거칩니다. 초기 단계에서는 결정화도가 비정상적으로 상승하여 코팅이 더 단단해지고 부서지기 쉬워집니다. 분해가 심해지면 결정 영역이 파괴되고 구조가 붕괴됩니다.

미세한 형태의 악화: 열화 및 수축 응력으로 인해 수많은 미세 균열과 핀홀이 발생하여 부식 채널이 형성됩니다. 심한 경우 코팅 표면 분말과 PTFE 입자가 분리됩니다.

II.유리섬유 기판과 인터페이스의 구조적 변화

섬유사이징/커플링제 실패: 유리섬유 표면의 실란 커플링제 또는 유기 사이징제는 먼저 고온에서 분해 및 탄화되어 PTFE와 유리섬유 사이의 화학적 결합 및 기계적 결합력이 손실됩니다.

계면 탈착 및 박리: 계면 장애 후 PTFE와 유리 섬유 사이의 열팽창 계수의 차이로 인해 열 응력이 발생하여 직물에서 코팅이 벗겨지고 분리되어 기포가 생기고 박리되고 흰색 영역이 노출됩니다.

유리 섬유 자체의 열화: 고온과 알칼리성 물질이 유리 네트워크를 부식시켜 섬유 표면에 미세 균열과 취성을 유발합니다. 한편, 유리 섬유의 알칼리 금속 산화물은 고온에서 침전되어 응력 부식을 유발하여 역으로 인터페이스를 손상시키고 강도 손실을 가속화합니다.

III.거시적인 구조와 외관의 변화

색상 변화: 재료는 계면층의 탄화, 유기 오염물질의 부착 및 경미한 PTFE 분해로 인한 잔여 제품으로 인해 흰색 또는 자연 색상에서 베이지색, 갈색, 심지어 검은색으로 점진적으로 변경됩니다.

치수 안정성 및 평탄도: 수축 변형이 발생하고 직물 표면이 고르지 않게 되며 가장자리가 휘어집니다. 이는 분자 사슬 방향 상실 및 계면 응력 방출의 결과입니다.

표면거칠음 : 매끄러운 감촉이 사라지고 표면이 거칠어지며 광택이 없어집니다. 심한 경우 손으로 만지면 가루날림이 관찰되어 PTFE 가루날림을 나타냅니다.

기계적 구조적 붕괴: 소재는 유연성을 완전히 잃고 접을 때 부서집니다. 코팅이 베이스 직물에서 광범위하게 분리되어 기능성이 완전히 상실됩니다.

IV.노화 과정의 본질

위의 변화는 코팅 열화→계면 실패→기판 열화의 점진적인 과정을 구성합니다. PTF는 비활성을 잃고 균열이 발생합니다. 유리 섬유 인터페이스는 섬유 본체 자체보다 먼저 파괴되어 박리로 이어집니다. 결국, 전체 구조는 부서지기 쉽고, 가루가 되고, 분해됩니다. 작동 온도를 제어하고, 급속 가열 및 냉각으로 인한 열충격을 피하고, 산과 알칼리와의 접촉을 방지하면 이 구조적 노화 과정을 효과적으로 늦출 수 있습니다.

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