Как микропористая структура дышащей высокотемпературной тефлоновой ленты может сбалансировать воздухопроницаемость с изоляционными и антипригарными свойствами?

Производитель Цзянсутефлоновой высокотемпературной ткани – ЦзянсуAokaiNewMaterialTechnologyCo.,Ltd. напоминает, что это, по сути, вопрос синергии между пористой структурой и поверхностными/объемными функциональными свойствами.

1. Источники конфликта между микропористой структурой и свойствами. Воздухопроницаемость требует взаимосвязанных открытых пор с прохождением газа через извилистые каналы. Степень проницаемости пропорциональна квадрату диаметра пор и пористости и обратно пропорциональна извилистости поровых каналов.

Изоляция (диэлектрическая прочность) зависит от плотности материала. Введение микропор, эквивалентное смешиванию воздуха (с низкой напряженностью поля пробоя ~ 3 кВ/мм) с матрицей из ПТФЭ, а открытые поры обеспечивают потенциальные пути для частичного разряда и отслеживания утечки. Чем выше пористость и чем прямее сквозные поры, тем значительнее падение напряжения пробоя.

Воздухопроницаемость по сравнению с антипригарными свойствами: Антипригарные свойства обусловлены чрезвычайно низкой поверхностной энергией ПТФЭ (~ 18 мН/м) и гладкой поверхностью. Микропоры увеличивают шероховатость поверхности и фактическую площадь контакта; расплавленный материал или вязкая среда могут задерживать Таким образом, материал должен одновременно обеспечивать воздухопроницаемость и сопротивление поверхности к смачиванию и проникновению.

2. Основной подход к сбалансированному дизайну: синергетическая модуляция мезоскопических структурных параметров. Ключом к достижению баланса является не принесение в жертву одного свойства ради другого, а скорее скоординированная настройка размера пор, пористости, градиента пор, извилистости и обработки поверхности для одновременного удовлетворения всех трех требований.

2.1 Контролируйте средний диаметр пор (0,1–2 мкм) и узкое распределение пор по размерам. Для изоляции: Когда размер пор намного меньше среднего свободного пробега электрона и начального размера частичного разряда, пробой в воздушных зазорах все еще подчиняется закону Пашена; однако очень мелкие микропоры (субмикропоры в масштабе) может значительно увеличить напряжение пробоя. Исследования показывают, что, когда средний диаметр пор не превышает 0,5 мкм, прочность пробоя постоянного тока для пленки из ПТФЭ толщиной 50 мкм все еще может достигать значения выше 40 кВ/мм.

Для антипригарного исполнения: Когда размер пор меньше критического размера проникновения, определяемого радиусом вращения молекулярной цепи или вязкостью расплава термоплавких клеев (например, ПЭ, ПП), расплав не может проникнуть в микропоры. Фибриллы edPTFE на поверхности, что приводит к чрезвычайно малой фактической площади контакта, поэтому антипригарные свойства остаются неизменными. Как правило, поверхностные поры менее 0,5 мкм могут эффективно предотвратить проникновение большинства термоплавких клеев.

2.2 Контроль пористости в умеренном диапазоне (50–70 %)

Слишком низкая пористость (<30%) не может обеспечить практическую воздухопроницаемость; слишком высокая (>80%) чрезмерно снижает содержание твердых веществ, вызывая резкое ухудшение изоляционных и механических свойств. При пористости около 60% воздухопроницаемость (показатель Герли) можно контролировать в пределах 20–100 с/100 куб.см, а пленка толщиной 0,13 мм может сохранять диэлектрическую прочность ≥ 2 кВ, отвечая большинству требований к термосвариваемой изоляции.

 2.3 Адаптированная 3D-сетчатая структура пор с высокой извилистостью (используется производителем ткани Jiangsu TeflonHigh-TemperatureCloth)

Структура «узел-фибрилла» фПТФЭ по своей сути образует высокую извилистость (τ≈2,54). Газы должны проходить по извилистым путям, что удлиняет путь пробоя воздуха и эффективно подавляет образование прямоточных разрядных каналов. Высокая извилистость также уменьшает зависимость воздухопроницаемости от размера пор от квадратичного отношения к более слабому, позволяя использовать поры немного большего размера в обмен на более высокую надежность изоляции.

2.4ConstructanAsymmetricGradientPoreStructure–DenseSurface,PorousInterior Densesurfaceskinlayer (толщина 1–5 мкм)

Благодаря каландированию, кратковременному высокотемпературному спеканию или покрытию ультратонким фторполимером (например, Teflon AF) поверхность контакта с рабочим объектом приобретает поверхность, подобную плотной пленке. Основная масса сохраняет высокопористый воздухопроницаемый слой: под слоем кожи материал по-прежнему сохраняет высокопористую сеть взаимосвязанных микропор. Газ может передаваться в поперечном и продольном направлении через края или через оставшиеся нанопоры в коже, сохраняя общую воздухопроницаемость.

Эффект: В изоляции преобладает плотный слой, антипригарные свойства обеспечиваются чрезвычайно низкой поверхностной энергией плотного слоя и сверхтонкими порами, а воздухопроницаемость зависит от межслоевой диффузии и краевой конвекции. При использовании на машинах для термосваривания поверхность ленты не прилипает к расплавленной пленке, в то время как влага и летучие вещества могут вытесняться через края микропористого слоя.

2.5Поверхность после обработки: суперолеофобная/гидрофобная модификация без закупорки пор Путем плазменной прививки фторированного мономера или осаждения из паровой фазы очень тонкого (<50 нм) перфторированного слоя на внутренних стенках микропор можно сформировать покрытие с еще меньшей поверхностной энергией. Это дополнительно предотвращает смачивание липкими веществами без закупорки поровых каналов. Эта обработка придает поверхности «микро/нанофобность», улучшая антипригарные свойства до уровня защиты от загрязнений практически без потери воздухопроницаемости.

3. Типичные показатели производительности для сбалансированного дизайна.

В качестве примера возьмем дышащую ленту из ПТФЭ оптимальной конструкции (толщиной 0,13 мм):

4. Заключение

Баланс микропористой структуры в дышащей тефлоновой высокотемпературной ленте по существу достигается посредством морфологической инженерии , распределяющей три свойства на разных структурных уровнях:

Изоляция и антипригарные свойства обеспечиваются плотными микропорами, расположенными вблизи поверхности;

Воздухопроницаемость обеспечивается внутренней извилистой макропористой сетью. Поскольку размер поверхностных пор контролируется в субмикроном диапазоне, а внутренняя пористость и извилистость точно сочетаются с градиентной структурой, лента может одновременно обеспечивать хорошую воздухопроницаемость, изоляцию и антипригарные свойства в широком диапазоне характеристик.

Вышеуказанная информация предоставленаЦзянсуAokaiNewMaterialTechnologyCo.,Ltd. Если вы хотите узнать больше о подробных параметрах, сценариях применения и решениях по настройке для всего спектра нашей продукции, включая тефлоновую высокотемпературную ткань, тефлоновый высокотемпературный кран e, тефлоновые высокотемпературные сетчатые ремни, бесшовные ремни для ламинаторов, односторонняя ткань из ПТФЭ, высокотемпературные конвейерные ленты, высокотемпературная стеклоткань и многое другое. Пожалуйста, свяжитесь с нами: ~!phoenix_var158_1!~

Горячая линия сервиса:

Г-н Го: 18944819998

Г-н Лю: 13705266308

Мы всегда поддерживаем профессиональную и добросовестную философию обслуживания и стремимся предоставить вам комплексные решения и внимательное обслуживание!