Фторопласты - Пашнин Ю.А.
Скачать (прямая ссылка):
Активация поверхности изделий из политетрафторэтилена
Известно несколько методов активации поверхности изделий из ПТФЭ, из которых наибольшее значение имеют химическая обработка [10, с. 124] и обработка электрическим разрядом [11, 12]. Предпочтителен метод обработки ПТФЭ растворами натрия в аммиаке или тетрагидрофуране или дисперсией натрия в органическом растворителе. Химический метод обеспечивает наиболее высокую адгезию к фторопласту ибычно применяемых адгезивов и широко используется в техник*..
Однако химический метод из-за применения металлического натрия представляет большую опасность и требует особой осторожности. Хорошую адгезию к адгезивам обеспечивает метод активации пленок из ПТФЭ тлеющим разрядом [13, с. 21—29]. Метод основан на деструкции ПТФЭ на поверхности изделия в результате бомбардировки электронами с образованием свободных радикалов, которые в дальнейшем переходят в присутствии воздуха в устойчивые перекисные радикалы, придающие поверхности ПТФЭ хорошую адгезию к адгезивам [14, 15].
В отличие от химической обработки при действии тлеющего разряда практически не образуется двойных сопряженных связей, и полимер не приобретает коричневую окраску. Глубина
Ч27 Зак. 830
193
обработки меньше 1 мкм. Обработка материала происходит в момент прохождения его между двумя параллельными электродами, на которые подается переменное напряжение частотою 50 Гц. Оптимальное остаточное давление воздуха в вакуумной камере, где происходит обработка, 19,95 Па (0,15 мм рт. ст.). Разрядный ток и напряжение зависят от остаточного давления и обычно составляют 0,4—0,6 А и примерно 1000 В соответственно. Продолжительность обработки 20 с обеспечивает адгезию 20—40 кН/м. Адгезионные свойства пленок, обработанных тлеющим разрядом, сохраняются неизменными в течение 7 лет при хранении в комнатных условиях. Адгезия снижается в два раза при прогреве материала при 200°С в течение 200 сут.
Для активации тлеющим разрядом разработаны установки, позволяющие обрабатывать пленки и другие рулонные материалы из фторопластов шириною до 800 мм.
Сварка политетрафторэтилена
Основным методом сварки ПТФЭ является контактно-тепловая сварка прессованием. Это обусловлено высокой вязкостью расплава ПТФЭ и приводит к серьезным затруднениям при необходимости сварки сложных изделий. Пленки толщиной 40— 200 мкм обычно сваривают при 370—380 °С и избыточном давлении 0,02—0,04 МПа, время выдержки сварного шва под давлением 5—10 мин [17, с. 83]. Прочность сварного шва при расслаивании составляет около 70—80% прочности основного материала, по прочности на сдвиг сварные швы равноценны не-сваренной пленке.
Сварка листов, пластин и подобных изделий должна выполняться, в сварочном приспособлении, обеспечивающем нагрев, сварку и охлаждение под давлением. Особое значение для сварки толстых изделий имеет качество подготовки поверхности под сварку. Необходимо также обеспечить тесный контакт по всей площади сваривания. Известны способы сваривания ПТФЭ с применением теплостойких пленок из термопластичных фторопластов, которые при нагревании плавятся и обеспечивают адгезию между свариваемыми элементами на уровне 80—90% от когезионной прочности ПТФЭ. В качестве таких полимеров используются сополимеры ТФЭ — ГФП (фторопласт-4МБ) и ТФЭ —ПФ(ПВ)Эф (тефлон-PFA).
Переработка отходов ПТФЭ
Многие способы переработки ПТФЭ связаны с получением значительных количеств отходов. Так, механическая обработка на станках может приводить к получению отходов (в количестве до 40% от перерабатываемого ПТФЭ) в виде стружки, лент остатков заготовок. Основные методы переработки отходов ПТФЭ заключаются в измельчении их до частиц с размерами
194
менее 1000 мкм и последующем спекании под давлением. При спекании в замкнутой форме или под давлением могут быть использованы частицы размером 500—1000 мкм. Качество таких изделий значительно ниже качества изделий из исходного (первичного) ПТФЭ, например механические показатели в 2—3 раза ниже. Для получения из отходов изделий высокого качества необходимо проводить измельчение до частиц размерами 100 мкм и менее.
Измельчение отходов обычно осуществляют в две стадии. Вначале на грубых ножевых мельницах получают гранулы размером 2—5 мм, затем на мельницах типа ИПР измельчают до порошка с размером частиц 500—1000 мкм или на специальных мельницах (вихревые, струйные) получают порошок с размером частиц 20—100 мкм. ПТФЭ очень трудно поддается тонкому измельчению, поэтому необходимо проводить процесс при температуре около 0 °С и ниже и эффективно отводить тепло, выделяющееся при помоле. В работе [15] описан следующий способ измельчения отходов ПТФЭ. Регенерируемый материал подается потоком воздуха при давлении до 7 МПа (70 кгс/см2) и сверхзвуковой скоростью в камеру с мишенью из карбида вольфрама. В результате адиабатического расширения воздуха ПТФЭ охлаждается и дробится на частицы неправильной формы размером около 20 мкм. Этим способом можно перерабатывать отходы чистого и наполненного ПТФЭ. Измельчение при низких температурах также дает возможность получить порошок с частицами размером 30 мкм [16].
