Široko temperaturno območje PTFE trak se mora zanesljivo vezati pri -70 °C (ali nižje) in preživeti stalno izpostavljenost pri 200-260 °C – razpon nad 300 °C. To zahteva lepilni sistem, ki ostane prožen brez kohezivne okvare ali medfaznega odlepljenja na kateri koli skrajnosti.
Lepilna plast je običajno posebno silikonsko lepilo, občutljivo na pritisk (PSA), prevlečeno na površinsko modificirane PTFE folije ali s PTFE impregnirano tkanino iz steklenih vlaken. Ključ do stabilnega delovanja v tako širokem temperaturnem oknu je v izdelavi prilagodljivega omrežja – zasnove, ki uravnoteži nizkotemperaturno močenje, visokotemperaturno odpornost proti lezenju in toleranco na toplotne udarce.
Aokai PTFE je razvil širokotemperaturne PTFE trakove z uporabo spodaj opisanih principov. Ta članek pojasnjuje štiri ključne elemente zasnove: strukturo prehodne plasti, dvofazno mikrostrukturo morskega otoka, gradientno zamreženje in toplotno stabilizirana kompozitna polnila.
Struktura prehodne plasti med substratom in lepilno plastjo
1. Ključni izziv – površinska energija PTFE
PTFE ima izjemno nizko površinsko energijo (18-20 dynov/cm). Neposredna prevleka lepila se nagiba k luščenju med toplotnim ciklom zaradi neusklajenih koeficientov toplotnega raztezanja – PTFE se razširi 30-40x bolj kot steklena vlakna.
2. Površinska aktivacija in temeljno sidranje
Da bi to rešili, je površina PTFE podvržena kemičnemu jedkanju s kompleksi natrij-naftalen ali obdelavi s plazmo, da se uvedejo dvojne vezi C=C in polarne skupine, ki vsebujejo kisik. Nato se nanese ultra tanek namenski silikonski temeljni premaz (npr. sredstvo za spajanje silana, ki vsebuje vinil), da se na vmesniku s kemično vezjo oblikuje 'molekularni most'.
3. Vmesni sloj za blaženje napetosti
V določenih formulacijah je med aktivirano plastjo in glavno lepilno plastjo vstavljena nizkomodulna, visoko duktilna elastična vmesna plast (gelasti silikon s fleksibilnimi segmenti). To absorbira medfazne napetosti, ki jih povzročajo močna temperaturna nihanja, in preprečuje dviganje robov lepila.
Regulacija bifazne mikrostrukture Sea-Island
Glavna lepilna matrica je klasični sistem PSA, sestavljen iz silikonske smole MQ (razpršena otočna faza) in visokomolekularnega polisiloksana (kontinuirana morska faza).
1. Silikonska smola MQ – trda otočna faza
Zagotavlja kohezijo, moč zadrževanja in odpornost proti lezenju pri visokih temperaturah. Natančen nadzor njegovega molskega razmerja M/Q (običajno 0,6–0,9) in disperzije velikosti delcev zagotavlja enakomerno vdelavo v neprekinjeno fazo, da se oblikujejo fizična mesta zamreženja.
Zagotavlja hitro oprijemljivost, omočljivost pri nizkih temperaturah in prožnost. Običajno se izbere metil vinil silikonski kavčuk z visoko molekulsko maso ali metil fenil vinil silikonski kavčuk.
3. Posebna optimizacija za široko temperaturno območje
majhna količina siloksanskih segmentov z visoko vsebnostjo fenila . Vključena je Fenilne skupine zavirajo nizkotemperaturno kristalizacijo polidimetilsiloksana in znižajo temperaturo krhkosti lepila pod -100°C. Medtem pa fenilne skupine povečajo odpornost proti toplotno-oksidativni razgradnji pri visokih temperaturah, kar omogoča neprekinjeni morski fazi, da ohrani visoko elastičnost v širokem temperaturnem oknu.
Večplastna ali gradientna zamrežena zasnova za odpornost na toplotne udarce
Za uravnoteženje odpornosti proti lezenju pri visokih temperaturah in lepljivosti pri nizkih temperaturah je uporabljen postopek dvoslojnega premaza:
1. Notranja plast (stran podlage)
Relativno visoka gostota navzkrižnih povezav , ki zagotavlja robustno moč zadrževanja pri visokih temperaturah in kohezijsko trdnost kot ogrodje, odporno na striženje.
2. Zunanji sloj (lepilna površina)
Izjemno nizka gostota zamreženja z zelo mobilnimi molekularnimi verigami, ki zagotavljajo hitro omočenje adherentov pri nizkih temperaturah in zadostno začetno lepljivost.
Druga možnost je, da se neprekinjen gradient gostote zamreženja od notranje proti zunanji strani oblikuje znotraj enega samega sloja s postopki strjevanja, ki brezhibno povezuje toge in fleksibilne funkcionalne cone.
Aokai PTFE uporablja tehnologijo gradientnega zamreženja, da zagotovi, da trak ostane prožen pri -70 °C (omogoča začetno oprijemljivost in skladnost), hkrati pa ohranja kohezijsko trdnost pri 260 °C (preprečuje lezenje in prenos lepila).
Toplotno stabilizirana kompozitna polnila
Fugirani silicijev dioksid v nano merilu je fino razpršen v lepilni matrici za ojačitev v kombinaciji z dvema kategorijama funkcionalnih polnil:
1. Toplotno odporni dodatki
Cerijev oksid, železov oksid in drugi lovilci radikalov zavirajo oksidativno utrjevanje stranskih verig siloksana in razgradnjo hrbtenice pod visoko vročino. Ti antioksidanti podaljšajo življenjsko dobo pri 260°C.
2. Toplotno prevodna polnila
Mikronski aluminijev nitrid, aluminijev oksid itd. hitro odvajajo toploto, da zmanjšajo notranjo akumulacijo toplote in upočasnijo staranje. To je še posebej pomembno za aplikacije, kjer se trak uporablja kot toplotni vmesnik ali kjer bi kopičenje toplote iz podlage lahko pospešilo razgradnjo lepila.
Vsa polnila zahtevajo površinsko pasivizacijo ali obdelavo s silanom, da se prepreči čezmerno povečanje modula in strjevanje lepila pri nizkih temperaturah.
Povzetek – Prilagodljivo omrežje za ekstremne pogoje
Lepilna plast PTFE trakov s širokim temperaturnim razponom je v bistvu s platino katalizirana adicijska zamrežna mikrofazno ločena mreža, vdelana s kemičnimi sidranimi mesti smole MQ in hibridnimi fenilnimi dolgoverižnimi siloksani. Prek tehnologij gradientnega zamreženja in sozamreževanja popolnoma združuje:
Hitro vlaženje in visoka prožnost pri nizkih temperaturah
Močna kohezija in antioksidacijska učinkovitost pri visokih temperaturah
… znotraj enega samega elastičnega lepilnega sloja, ki izpolnjuje stroge zahteve glede uporabe v širokem temperaturnem območju.
Aokai PTFE izdeluje širokotemperaturne PTFE trakove z uporabo te zasnove lepilnega sistema. Specifikacije po meri – vključno z debelino, gradientom zamreženja in obremenitvijo polnila – so na voljo za posebne potrebe uporabe.
Če želite izvedeti podrobne specifikacije, scenarije uporabe in prilagojene rešitve za našo celotno linijo izdelkov, vključno s PTFE visokotemperaturnimi tkaninami, PTFE lepilnimi trakovi, PTFE mrežastimi transportnimi trakovi, brezšivnimi talilnimi trakovi, enostransko tkanino s PTFE prevleko, visokotemperaturno odpornimi transportnimi trakovi in visokotemperaturnimi tkaninami iz steklenih vlaken, nas kontaktirajte prek kanalov. spodaj:
