Co powoduje pękanie w procesie impregnacji PTFE?

Jako profesjonalny producent tkanin wysokotemperaturowych PTFE, Jiangsu Aokai New Materials wyjaśni przyczyny pękania tkaniny z włókna szklanego po impregnacji emulsją PTFE (politetrafluoroetylen). Jest to częsty problem procesowy w produkcji materiałów kompozytowych, który zwykle występuje podczas suszenia (usuwanie wilgoci i środków powierzchniowo czynnych) lub spiekania w wysokiej temperaturze (topienie cząstek PTFE w ciągłą warstwę).

1. Poważne niedopasowanie współczynników rozszerzalności cieplnej

Jest to podstawowa przyczyna fizyczna.

Istnieje ogromna różnica we współczynnikach rozszerzalności cieplnej pomiędzy włóknem szklanym a PTFE: współczynnik rozszerzalności liniowej włókna szklanego wynosi około 5 × 10⁻⁶/℃ , podczas gdy PTFE wynosi około 100 × 10⁻⁶/℃ do 200 × 10⁻⁶/℃  (około 20 razy więcej niż w przypadku włókna szklanego).

Podczas chłodzenia (od temperatury spiekania około 380℃–400℃ do temperatury pokojowej) PTFE kurczy się znacznie bardziej niż szkielet z włókna szklanego. Ponieważ tkanina z włókna szklanego działa jak sztywny szkielet, PTFE jest ściskany podczas skurczu, powodując znaczne wewnętrzne naprężenia termiczne przy rozciąganiu. Kiedy naprężenie to przekracza wytrzymałość na rozciąganie folii PTFE lub siłę wiązania międzyfazowego pomiędzy PTFE i włóknem szklanym, następuje pękanie w celu uwolnienia naprężenia.

2. Niewłaściwa kontrola procesów suszenia i spiekania

Parametry cieplne impregnowanego materiału bezpośrednio wpływają na pękanie:

·  Zbyt duża szybkość nagrzewania : Szczególnie w temperaturze około 100℃ (szybkie odparowanie wilgoci) i 200℃–250℃ (rozkład środków powierzchniowo czynnych w emulsji i strefie przejścia krystalicznego przed spiekaniem PTFE). Szybkie nagrzewanie powoduje naprężenia wewnętrzne i działanie gazów w wyniku natychmiastowego ulatniania się rozpuszczalników i dodatków, co powoduje pękanie powłoki.

·  Nadmiernie szybkie tempo chłodzenia : Bezpośrednie wystawienie na działanie powietrza otoczenia w celu szybkiego schłodzenia po spiekaniu powoduje intensywne, chwilowe naprężenia skurczowe z powodu dużych różnic temperatur, które łatwo powodują drobne pęknięcia sieci.

·  Zbyt wysoka temperatura spiekania lub zbyt długi czas spiekania : Powoduje to degradację masy cząsteczkowej PTFE i nadmierną płynność, czyniąc materiał bardziej podatnym na pękanie pod wpływem naprężeń.

3. Zagadnienia procesu impregnacji i zagęszczania emulsji

Grubość, jednorodność i głębokość penetracji impregnowanej warstwy bezpośrednio wpływają na wrażliwość na pękanie:

·  Zbyt gruba pojedyncza warstwa impregnacyjna : W celu uzyskania odpowiedniej grubości lub wydajności produkcji, w jednym przejściu nakłada się zbyt grubą powłokę PTFE. Podczas suszenia i spiekania gruba powłoka ma dłuższą drogę usuwania rozpuszczalnika i ulega większemu skurczowi objętościowemu (emulsja PTFE ma zazwyczaj zawartość substancji stałych wynoszącą około 60%, co oznacza, że ​​należy usunąć około 40% wilgoci), co często powoduje pękanie powierzchni.

·  Nierówna impregnacja : Miejscowe nadmierne gromadzenie się PTFE lub nierównomierne rozprowadzenie emulsji na powierzchni tkaniny prowadzi do skoncentrowanych naprężeń skurczowych.

·  Niewystarczająca penetracja emulsji : Jeśli tkanina z włókna szklanego nie zostanie odparafinowana lub źle przygotowana powierzchniowo, emulsja PTFE nie wniknie całkowicie w wiązki włókien i tworzy jedynie powierzchowną „film naskórkowy”. Folia ta słabo łączy się z podłożem i ma tendencję do odrywania się lub pękania pod wpływem ogrzewania.

4. Czynniki związane z podłożem

·  Niewoskowana tkanina z włókna szklanego : Tkanina z włókna szklanego zawiera środki zaklejające (parafinę, żywicę epoksydową itp.) powstałe w procesie tkania. Bez odparafinowania w wysokiej temperaturze lub czyszczenia chemicznego przed impregnacją te substancje organiczne ulegają zwęgleniu i ulatniają się podczas późniejszego spiekania, wytwarzając gaz, który rozrywa powłokę lub osłabia wiązanie pomiędzy PTFE i włóknem szklanym, powodując pęknięcia.

·  Struktura i grubość tkaniny z włókna szklanego : Grubsza i gęstsza tkanina z włókna szklanego (taka jak gruba tkanina satynowa) wykazuje większą sztywność i silniejsze ograniczenie skurczu PTFE. Tymczasem głębsze rowki pomiędzy wiązkami włókien mają tendencję do powodowania koncentracji naprężeń i pękania na krawędziach rowków podczas suszenia.

Powyższe informacje zostały dostarczone przez Jiangsu Aokai New Materials Technology Co., Ltd.

W celu uzyskania szczegółowych parametrów, scenariuszy zastosowań i niestandardowych rozwiązań naszego pełnego asortymentu produktów — obejmującego wysokotemperaturową tkaninę PTFE, taśmę wysokotemperaturową PTFE, wysokotemperaturową taśmę siatkową PTFE, pasy bez szwu do maszyn klejących, jednostronną tkaninę PTFE, taśmy przenośnikowe odporne na wysokie temperatury, tkaninę z włókna szklanego odporną na wysokie temperatury i inne powiązane produkty — prosimy o kontakt:

·  Infolinia serwisowa: Pan. Guo: +86 18944819998 Pan Liu: +86 13705266308

Zawsze przestrzegamy filozofii usług opartej na opłacalnej jakości, profesjonalizmie i uczciwości, a naszym celem jest dostarczanie kompleksowych rozwiązań i uważnej obsługi!