Nguyên nhân gây ra vết nứt trong quá trình ngâm tẩm PTFE?

Là nhà sản xuất vải nhiệt độ cao PTFE chuyên nghiệp, Vật liệu mới Giang Tô Aokai sẽ giải thích nguyên nhân gây nứt trên vải sợi thủy tinh sau khi ngâm tẩm với nhũ tương PTFE (polytetrafluoroethylene). Đây là vấn đề quy trình phổ biến trong sản xuất vật liệu composite, thường xảy ra trong quá trình sấy khô (loại bỏ độ ẩm và chất hoạt động bề mặt) hoặc thiêu kết ở nhiệt độ cao (nung chảy các hạt PTFE thành màng liên tục).

1. Hệ số giãn nở nhiệt không phù hợp nghiêm trọng

Đây là nguyên nhân vật lý cơ bản.

Có sự khác biệt rất lớn về hệ số giãn nở nhiệt giữa sợi thủy tinh và PTFE: hệ số giãn nở tuyến tính của sợi thủy tinh xấp xỉ 5×10⁻⁶/oC , trong khi của PTFE là khoảng 100×10⁻⁶/oC đến 200×10⁻⁶/oC  (gấp khoảng 20 lần so với sợi thủy tinh).

Trong quá trình làm mát (từ nhiệt độ thiêu kết khoảng 380oC–400oC xuống nhiệt độ phòng), PTFE co lại đáng kể hơn nhiều so với khung sợi thủy tinh. Vì vải sợi thủy tinh hoạt động như một bộ xương cứng nên PTFE bị hạn chế trong quá trình co ngót, tạo ra ứng suất nhiệt kéo bên trong đáng kể. Khi ứng suất này vượt quá độ bền kéo của màng PTFE hoặc cường độ liên kết bề mặt giữa PTFE và sợi thủy tinh, vết nứt sẽ xảy ra để giải phóng ứng suất.

2. Kiểm soát quá trình sấy và thiêu kết không đúng cách

Các thông số gia nhiệt của vật liệu tẩm ảnh hưởng trực tiếp đến hiện tượng nứt:

·  Tốc độ gia nhiệt quá nhanh : Đặc biệt ở khoảng 100oC (độ ẩm bốc hơi nhanh) và 200oC–250oC (sự phân hủy chất hoạt động bề mặt trong nhũ tương và vùng chuyển tiếp tinh thể trước khi thiêu kết PTFE). Gia nhiệt nhanh gây ra ứng suất bên trong và tác động của khí do sự bay hơi tức thời của dung môi và chất phụ gia, dẫn đến nứt lớp phủ.

·  Tốc độ làm nguội quá nhanh : Tiếp xúc trực tiếp với không khí xung quanh để làm mát nhanh sau khi thiêu kết tạo ra ứng suất co ngót tức thời dữ dội do chênh lệch nhiệt độ lớn, dễ gây ra các vết nứt mạng nhỏ.

·  Nhiệt độ thiêu kết quá cao hoặc thời gian thiêu kết quá dài : Điều này gây ra sự suy giảm trọng lượng phân tử PTFE và tính lưu động quá mức, khiến vật liệu dễ bị nứt khi chịu ứng suất.

3. Các vấn đề trong quá trình ngâm tẩm và nồng độ nhũ tương

Độ dày, độ đồng đều và độ sâu xuyên thấu của lớp ngâm tẩm ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhạy nứt:

·  Lớp ngâm tẩm đơn quá dày : Để đạt được độ dày hoặc hiệu quả sản xuất, một lớp phủ PTFE quá dày được áp dụng trong một lần. Trong quá trình sấy khô và thiêu kết, lớp phủ dày có lộ trình loại bỏ dung môi dài hơn và chịu độ co thể tích lớn hơn (nhũ tương PTFE thường có hàm lượng chất rắn khoảng 60%, nghĩa là phải loại bỏ khoảng 40% độ ẩm), điều này thường gây ra nứt bề mặt.

·  Tẩm không đều : Sự tích tụ quá mức cục bộ của PTFE hoặc sự phân bổ nhũ tương không đồng đều trên bề mặt vải dẫn đến ứng suất co rút tập trung.

·  Độ thẩm thấu của nhũ tương không đủ : Nếu vải sợi thủy tinh không được tẩy sáp hoặc xử lý bề mặt kém, nhũ tương PTFE không thể thẩm thấu hoàn toàn vào các bó sợi và chỉ tạo thành một 'màng da' bề ngoài. Lớp màng này có khả năng bám dính yếu với bề mặt và có xu hướng bong ra hoặc nứt khi bị nung nóng.

4. Các yếu tố liên quan đến chất nền

·  Vải sợi thủy tinh không tẩy sáp : Vải sợi thủy tinh có chứa chất hồ (parafin, epoxy, v.v.) trong quá trình dệt. Nếu không tẩy sáp ở nhiệt độ cao hoặc làm sạch bằng hóa chất trước khi ngâm tẩm, các chất hữu cơ này sẽ cacbon hóa và bay hơi trong quá trình thiêu kết tiếp theo, tạo ra khí làm vỡ lớp phủ hoặc làm suy yếu liên kết giữa PTFE và sợi thủy tinh, dẫn đến các vết nứt.

·  Cấu trúc và độ dày của vải sợi thủy tinh : Vải sợi thủy tinh dày và đặc hơn (chẳng hạn như vải sa tanh dày) thể hiện độ cứng cao hơn và khả năng hạn chế co ngót của PTFE mạnh hơn. Trong khi đó, các rãnh sâu hơn giữa các bó sợi có xu hướng gây tập trung ứng suất và gây nứt mép rãnh trong quá trình sấy.

Thông tin trên được cung cấp bởi Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Giang Tô Aokai.

Để biết thông số chi tiết, kịch bản ứng dụng và giải pháp tùy chỉnh cho toàn bộ dòng sản phẩm của chúng tôi — bao gồm vải chịu nhiệt độ cao PTFE, băng nhiệt độ cao PTFE, đai lưới nhiệt độ cao PTFE, đai liền mạch cho máy liên kết, vải PTFE một mặt, băng tải chịu nhiệt độ cao, vải sợi thủy tinh chịu nhiệt độ cao và các sản phẩm liên quan khác — vui lòng liên hệ với chúng tôi:

·  Đường dây nóng dịch vụ: Mr. Quách: +86 18944819998 Ông Lưu: +86 13705266308

Chúng tôi luôn đề cao triết lý dịch vụ về chất lượng tiết kiệm chi phí, tính chuyên nghiệp và tính toàn vẹn, đồng thời tận tâm cung cấp cho bạn các giải pháp toàn diện và dịch vụ chu đáo!