PTFE（聚四氟乙烯）与橡胶的粘合技术

武可迁

迎接2013年第五届橡胶技术交流会，贡献一篇文章《应用广泛的PTFE（聚四氟乙烯） - 与橡胶的粘合技术》
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0 x. v5 [# q' e& w2013年5月中旬，在广州市琶洲国际会展中心举办的第九届中国泵业丶阀门管道展览会上，一位阀门专家，拿着一块白色丶柔软丶好像帶气孔的弹性体请给予鉴别，是否是加了发泡剂发泡的氟橡胶。经过仔细观察，它不是发泡氟橡胶，而是由悬浮法PTFE和某些微粒状的有机玻璃材质，并通过由冷压工艺，加工成不同厚度的片材，再放于高温炉中煅焼而成类似于海绵状，比较柔软的多孔PTFE材料。也可以在悬浮法PTFE中，加入如胶体氧化铝之类物质，经过高温炉煅焼并用酸将氧化铝溶去，从而获得多孔状PTFE材质。
$ N/ j! q. l: X' e! h' p2 R        聚四氟乙烯[PTFE]，俗称塑料王，由含氟单体经均聚或共聚而成。由于其优良的低摩擦系数，表面惰性及化学稳定性，耐酸碱腐蚀，自润滑性极強，同时又兼耐高低温，不燃性及电绝缘性，和一定的机械強度，是其它材质所不具备的。近年来被广泛应用于工业丶高科技领域及军工方面。
0 @) E3 ~0 V1 Q! Q6 X  n      PTFE的生产方法有悬浮法和乳液法两种。用途各有不同。乳液法PTFE主要适用于糊状树脂成型，配成水分散体，用于喷塗丶塗复，或加工电工用的生胶带丶浸渍薄壁管及防水防尘纤维材料，还可以加工成橡胶工业用的脫模剂和润滑剂。而悬浮法制成的PTFE材料，是白色粉末状，无使用价值。必须要经过把粉状PTFE放在模具中先冷压成一定形状的胚料，然后再置于高温炉中进行焼结成不同形状的PTFE材料。供人们需要，在车床上车出各种规格的片丶圈丶管，垫块等。市面上出售的PTFE材料，是己经焼结好的PDFE的半成品。人们可以买回来再加工。
     由于PTFE的众多特殊优点，在橡胶制品方面，利用其非常低的摩擦系数和橡胶高压缩回弹性，通过特殊工艺，把PTFE和橡胶粘合在一起，达到高耐磨，自润滑，密封好丶耐老化，耐腐蚀，及硬与软的完美结合，是当今油封制品科技创新的发展方向。
     正是PTFE的存在化学惰性，要想把它与橡胶材质粘合在一起，那是非常困难。人们在探索和研究，在PTFE材质上作特殊处理。前人为此付出艰辛研发，先后研究了钠萘四氢呋喃表面处理丶強碱处理丶火焰处理丶等离子处理丶媒介法处理丶高能辐射接枝丶含鎂液氨液处理丶以及激光法丶电还原法处理。但从应用效果及普及性方面，还是以鈉萘四氢呋喃法比较适用。其机理是:钠将最外层的电子转移到萘的空轨道上，形成阴离子自由基，然后与Na形成离子对，通过反应产生一种淡绿褐色络合物，它具有很強的活性，能使CO2羧化为羧酸盐，被水解成部分饱和环及烷基化合物。络合物中的单电子可以存在于邻位和对位，所以它能与ROH丶或RX及CO2反应。
8 {2 V, D+ d/ ~% O- u# ~* w- B. f, y    若使NBR橡胶或其它胶种与PTFE粘合在一起共行共硫化。首先要配制PTFE材质表面处理液。把钠丶萘以等摩尔比溶解在四氢呋喃中[在特制的带有冷却及保溫系统和充氮保护以及密封搅拌装置的不锈钢反应釜中进行，]先将四氢呋喃输入反应釜，将将处理粉碎的萘在搅拌下加入，使其溶解，然后小心地把已在煤油中切成小块的金属钠迅速先在滤纸上吸去殘存煤油[因钠在空气中，迅速反应，易燃，所以要在煤油中保存，用时从煤油中取出]，然后小心加入，直至溶液变成墨绿色络合液。注意，在反应过程一定做好温度控制在10度左右。将此络合液用氮气压入以氮气处理过的深色玻璃瓶中，真空封存，备用。切记避免阳光照射和接触空气。整过操作过程中，要注意安全保护，防止意外事故发生。
   而后，把要处理的PTFE片材，先预切成设计形状，並经丙酮清洗，烘干，还是在通氮气保护的情况下，浸泡在备用的钠萘反应的络合液中，不断搅拌，时间约为30分钟，用攝子取出，用水和丙酮再清洗丶烘干，放在清洁丶干燥中密封箱中备用。经过如此这般折腾，原来白色的PTFE片，此时己变成褐色了。然后再把己配合好的，以NBR胶为例，先预成型好备用，再用攝子从密封箱取出表面处理好的PTFE料，和胶料叠合在一起，进入硫化机，按规定的NBR胶硫化条件共硫化，就这样，PTFE和NBR胶复合成型就完成了。应用于密封制品或油封及特殊橡胶制品，那是相当的好。
/ C4 d$ J/ h' ~$ ?0 e    随着时代的创新发展，PTFE自身的优异性能，将会被广泛应用于各广领域，已成为现代尖端科学重要组成部份。未来人们穿的衣服，也许会通过氟技术的应用，而省去洗滌，汽车及建筑物上不再沾滿灰尘和雨水，乳胶工业的胶乳貯存罐壁，不再有凝胶，橡胶与PTFE取长补短，完美并用，为人类作出更大贡献！

胶大

PTFE（聚四氟乙烯）应用很广泛，与橡胶的粘合有技术含量。感谢武老师分享！

海贝

好资料，多谢了。

海贝

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姜平辉

谢武老,好资料。

银子

绝对好资料，感谢

546887288

好资料  留着

龙行天下

感谢武老师分享这么好资料

stoneavid

先收藏了 观摩学习

a196589

又了解了一种新材料的应用方法，谢谢！！！！