膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚四氟乙烯技術領域，尤其是一種膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法。
【背景技術】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)是一種性能優異的特種工程塑料，具有較低的摩擦系數、良好的化學穩定性、優異的介電性能，被美譽為“塑料王”，是許多領域關鍵技術中不可或缺的材料，廣泛應用于石油化工、電子、電氣、航空、航天、半導體、機械、汽車等領域，但純PTFE存在磨損率高、承載能力較差、加工困難，耐應力開裂、抗蠕變性較差等缺點，從而限制了其應用范圍。因此，為了擴大PTFE的應用領域，國內外科研人員進行了大量的改性研究。
[0003]PTFE的熔點高、熔融粘度很大，且對于無定形狀態下的剪切很敏感，容易產生熔體破裂，因此不能采用熔融擠壓、注射成型等常規的熱塑性塑料成型工藝，只能采用類似粉末冶金的方法進行燒結成型。填充的PTFE的制造與PTFE的成型一樣，可以采用預成型、自由燒結加工，也可以采用柱塞擠出法成型，上述加工工藝一般適合于一定壁厚的產品，不適應于PTFE薄膜的加工，近年來國內進行大量研究，比較成熟的加工技術有，針對分散性PTFE樹脂，進行壓延加工；利用PTFE燒結產品硬度低、韌性好的特點，進行金屬車削加工；另外還有一種常規擠出法和壓延法的合成方法的擠壓加工，樹脂不經過熔融塑化，直接進行生料加工。PTFE加工除以上介紹一次加工工藝外，還有一些新開發的二次加工技術值得關注，如PTFE真空成型技術、熱壓成型與熱吹塑成型技術、等壓成型加工技術等。PTFE是耐腐蝕管道、管件、波紋管、泵體、閥門、釜、槽、塔和各類標準設備的耐腐蝕襯里首選材料；作為密封材料在機械、石化、交通運輸、紡織和建筑行業使用十分廣泛；PTFE還可用做閥門、軸承、活塞環、導軌等要求耐蝕和低摩擦件；根據PTFE薄膜處理后具有選擇透氣性，可用做分離材料，有選擇的透過氣體或液體，尤其是過濾腐蝕性液體；由于聚四氟乙烯的優良的生物相容性，近些年來許多人將其作為生物材料進行了深入的研究，近年來國內外開發將PTFE膜用作人造器官，如人造血管、心臟瓣膜等，例如在臨床上將其作為人工血管、鼻部整形中的假體支架材料，都取得了良好的效果。根據目前國內外研究生產與應用狀況，我國應該大力發展改性PTFE材料，使其商品化、系列化、高性能化，尤其重要是優先發
[0004]展需求量大流動性好玻璃纖維、碳纖維、石墨、銅粉填充的PTFE，充分利用我國稀土資源，開發稀土填充PTFE和納米改性PTFE新品種將是我國今后重點研究方向。
[0005]由于PTFE極低的表面活性和不粘性限制了它與其他復合材料的復合，特別是PTFE薄膜與其他
[0006]骨架材料的粘結，因此必須對FE材料進行一定的表面改性，以提高其表面活性。PTFE常用的表面改性技術有化學處理法、高溫熔融法、輻射接枝法、等離子體處理法以及激光輻射改性法等。這些方法的基本設計思路或是引入極性基團，增強界面的結合力；或是消除弱界面層，形成強化表面層；或是調整表面粗糙度，賦予拋錨效果。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法。
[0008]本發明的技術方案是:
[0009]一種膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法，包括以下步驟:
[0010]I)通過腐蝕液與膨體聚四氟乙烯膜發生化學反應，扯掉材料表面上的部分氟原子，在表面留下碳化層和某些極性基團；
[0011]2)在膨體聚四氟乙烯膜表面引人羥基、羰基和不飽和鍵等極性基團，使表面能增大，接觸角變小，潤濕性提高，由難粘變為可粘；
[0012]3)實用鈉一萘溶液法，鈉一萘溶液是由鈉、萘在四氫呋喃、乙二醇二甲醚等活性醚中溶解或絡合而成的，Na將最外層電子轉移到萘的空軌道上，形成陰離子自由基，再與Na形成離子對，釋放出大量的共振能，生成了墨綠色金屬有機化合物的混合溶液。這些化合物的反應活性很高，與PTFE接觸時，鈉能破壞C一F鍵，脫去PTFE表面上的部分氟原子，這樣就在表面留下了碳化層和某些極性基團。紅外光譜表明，改性后的PTFE表面引入了 C = O、C:C、COOH等極性基團，這些基團能使表面能增大，接觸角變小，濕潤性提高，由難粘變為可粘。
[0013]所述步驟3)后還包括在膨體聚四氟乙烯膜中加入填充劑，從而改善和克服PTFE的缺陷，在保持其原有優點的基礎上，利用復合效應，改善其綜合性能。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015]本發明的膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法優點是耐候性、耐濕熱性比其他方法顯著，適于長期戶外使用，粘接表面積增大，粘接強度提高。這種方法具有操作簡單、處理時間短、速度快，不需要催化劑、引發劑，可在常溫下反應，接枝率容易控制等特點，非常適合聚四氟乙烯和其他氟聚合物表面的改性。
[0016]本發明的膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法有利于跨界面方向以及沿界面方向的成鍵，故PTFE表面與其他材料的粘接性能明顯增強。
【具體實施方式】
[0017]下面對本發明作進一步描述:
[0018]一種膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法，包括以下步驟:
[0019]4)通過腐蝕液與膨體聚四氟乙烯膜發生化學反應，扯掉材料表面上的部分氟原子，在表面留下碳化層和某些極性基團；
[0020]5)在膨體聚四氟乙烯膜表面引人羥基、羰基和不飽和鍵等極性基團，使表面能增大，接觸角變小，潤濕性提高，由難粘變為可粘；
[0021]6)實用鈉一萘溶液法，鈉一萘溶液是由鈉、萘在四氫呋喃、乙二醇二甲醚等活性醚中溶解或絡合而成的，Na將最外層電子轉移到萘的空軌道上，形成陰離子自由基，再與Na形成離子對，釋放出大量的共振能，生成了墨綠色金屬有機化合物的混合溶液。這些化合物的反應活性很高，與PTFE接觸時，鈉能破壞C一F鍵，脫去PTFE表面上的部分氟原子，這樣就在表面留下了碳化層和某些極性基團。紅外光譜表明，改性后的PTFE表面引入了 C = O、C:C、COOH等極性基團，這些基團能使表面能增大，接觸角變小，濕潤性提高，由難粘變為可粘。
[0022]所述步驟3)后還包括在膨體聚四氟乙烯膜中加入填充劑，從而改善和克服PTFE的缺陷，在保持其原有優點的基礎上，利用復合效應，改善其綜合性能。
[0023]聚四氟乙烯作為一種特種工程塑料，發揮著越來越重要的作用。多種改性方法使得聚四氟乙烯的性能不斷得到改善，應用范圍越來越廣泛。我國是全球聚四氟乙烯的主要生產國和使用國，但是在技術、產品方面仍與國外有較大差距，特別是在聚四氟乙烯改性研究和加工應用水平方面差距更大，國內有關生產企業應該加強與相關高等院校以及科研機構的合作，在完善聚四氟乙烯生產技術同時，重點研究和開發聚四氟乙烯的應用與改性加工技術，大力發展改性聚四氟乙烯材料，使其商品化、系列化、高性能化，以此促進我國聚四氟乙烯產業的提升，保證我國聚四氟乙烯工業快速發展。
[0024]上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構思和范圍進行限定，在不脫離本發明設計構思前提下，本領域中普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容已經全部記載在權利要求書中。
【主權項】
1.一種膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法，其特征是包括以下步驟: 1)通過腐蝕液與膨體聚四氟乙烯膜發生化學反應，扯掉材料表面上的部分氟原子，在表面留下碳化層和某些極性基團； 2)在膨體聚四氟乙烯膜表面引人羥基、羰基和不飽和鍵等極性基團，使表面能增大，接觸角變小，潤濕性提高，由難粘變為可粘； 3)實用鈉一萘溶液法，鈉一萘溶液是由鈉、萘在四氫呋喃、乙二醇二甲醚等活性醚中溶解或絡合而成的，Na將最外層電子轉移到萘的空軌道上，形成陰離子自由基，再與Na形成離子對，釋放出大量的共振能，生成了墨綠色金屬有機化合物的混合溶液。這些化合物的反應活性很高，與PTFE接觸時，鈉能破壞C一F鍵，脫去PTFE表面上的部分氟原子，這樣就在表面留下了碳化層和某些極性基團。紅外光譜表明，改性后的PTFE表面引入了 C = O、C:C、COOH等極性基團，這些基團能使表面能增大，接觸角變小，濕潤性提高，由難粘變為可粘。2.根據權利要求1所述的膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法，其特征在于所述步驟3)后還包括在膨體聚四氟乙烯膜中加入填充劑，從而改善和克服PTFE的缺陷，在保持其原有優點的基礎上，利用復合效應，改善其綜合性能。
【專利摘要】一種膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法，其特征是包括以下步驟：通過腐蝕液與膨體聚四氟乙烯膜發生化學反應，扯掉材料表面上的部分氟原子，在表面留下碳化層和某些極性基團；本發明的膨體聚四氟乙烯膜的微孔控制改性方法優點是耐候性、耐濕熱性比其他方法顯著，適于長期戶外使用，粘接表面積增大，粘接強度提高。這種方法具有操作簡單、處理時間短、速度快，不需要催化劑、引發劑，可在常溫下反應，接枝率容易控制等特點，非常適合聚四氟乙烯和其他氟聚合物表面的改性。
【IPC分類】C08J7/12
【公開號】CN105085967
【申請號】CN201410213377
【發明人】宗昀, 蔣輝
【申請人】江蘇東邦科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月20日