聚四氟乙烯的六大表面改性技术
聚四氟乙烯PTFE的改性
聚四氟乙烯PTFE的改性为了改善PTFE存在的缺陷，可以通过增强、填充、复配和共混等多种手段对PTFE进行改性，以弥补自身缺陷，从而使开发出来的复合材料广泛适应于机械、电子电气、航空航天、汽车等行业的零部件的制备，改性方法主要有表面改性、填充改性和共混改性。
l 表面改性由于PTFE极低的表面活性和不粘性限制了它与其他复合材料的复合，因此必须对PTFE 材料进行一定的表面改性，以提高其表面活性。
常用技术有表面活化技术，可以采用高能射线的辐射使其表面脱氟，在一定装置和条件下与其他材料氟化接技；用一些惰性气体的低温等离子处理PTFE材料，发生碳—氟或碳—碳键的断裂，生成大量自由基以增加PTFE的表面自由能，改善其润湿性和粘接性；将PTFE浸人熔融的醋酸钾中，在适宜温度下处理形成具有一定活性的活化层；PTFE在一定配比的氢氧化钠、二丙烯基三聚氰胺混合液加热处理可以提高其表面活性；PTFE经过一定强度和时间的电晕处理，可以形成可胶接的活化层。
化学腐蚀改性，将PTFE经过一定化学试剂处理可以提高其表面活性，这些化学试剂可以是金属钠的氨溶液、萘钠四氢呋喃溶液、碱金属汞齐、五羰基铁溶液等。
表面沉积改性，将PTFE浸渍在某些金属氢氧化物的胶体溶液中，使得胶体粒子沉积在PTFE表面。
从而增大其湿润性，改善其表面活性，而易于与其他材料复合。
上述表面改性方法主要适应于PTFE 薄膜，通常PTFE薄膜进行适当处理后，可使其与其他材料很好粘接复合，从而广泛应用于化工防腐村里、密封制品及润滑装置的设计与制造中，其主导思想是引人极性基团，增加界面结合力。
2 填充改性在PTFE中加人填充剂，从而改善和克服PTFE的缺陷，目前填充PTFE制品是产量最大的PTFE树脂产品，值得注意的是在国外PTFE填充技术都是由PTFE树脂生产厂家完成，而我国PTFE填充技术都是由加工生产企业来完成。
通过在PTFE树脂填充无机类、金属类和有机高聚物类等不同填料来改善PTFE的耐压性、耐磨性和冷却性，这些填料要求能经受住PTFE的烧结温度；不与PTFE反应；另外具有一定粒度并能改善PTFE的一些物化性能。
聚四氟乙烯的表面接枝改性研究开题报告
科学技术学院毕业设计（论文）开题报告题目：聚四氟乙烯的表面接枝改性研究学科部：专业：班级：学号：姓名：指导教师：填表日期：年月日一、选题的依据及意义：1.1聚四氟乙烯(PTFE)的概述聚四氟乙烯(PTFE)被誉为“塑料王”。
1938年Du Pont公司研究氟烷制冷剂时发现了PTFE,并于1949年实现了工业化生产。
由于其优异的性能,几十年间, PTFE已成为氟树脂中产量最大的一支,并在化工、机械、电气、建筑、医疗等众多领域成为不可缺少的特种材料。
但是由于其蠕变和耐磨性差,有极高的熔体粘度,使它的应用受到一定限制。
为了弥补PTFE 性能上的不足,对PTFE进行改性,开发新型PTFE复合材料,已成为目前PTFE的主要研究和发展方向。
聚四氟乙烯结构式为（CF2CF2）n,在聚四氟乙烯分子中, CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子的范德瓦尔斯半径比氢原子稍大,原子之间范德瓦尔斯作用力较大,产生较强的排斥力,所以相邻的单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的构象,由于氟原子具有合适的原子半径,使每一个氟原子恰好能与间隔的碳原子上的氟原子紧靠,这样的构象使氟原子能包围在碳-碳主链周围,形成一个低表面能的保护层。
氟原子保护着易受侵蚀的碳原子链,使聚四氟乙烯具有各种优异的性能:宽广使用温度,高度的化学稳定性,卓越的电绝缘性,理想的防粘性,优秀的自润滑性,长期的耐大气老化性,良好的不燃性和适中的机械强度等。
目前,聚四氟乙烯材料已广泛应用于航空航天、国防军备、石油化工、电子电器、交通运输、机械、能源、建筑、纺织、食品、医药等诸多领域。
聚四氟乙烯(PTFE)有很多优点：(1)摩擦系数小。
(2)优异的耐老化性能和抗辐射性能。
(3)极佳的化学稳定性。
(4)极小的吸水率(0.001% ~0.005% )。
(5)良好的电性能。
(6)宽广的使用温度。
(7)突出的表面不粘性和良好的自润滑性。
(8)极好的热稳定性。
1.2研究的意义虽然PTFE有诸多的优点,但是由于该材料分子结构高度对称,结晶度高且不含活性基团,导致其表面能很低(19 dyns/cm),表面疏水性极高(与水接触角超过100℃)。
聚四氟乙烯的改性及应用
聚四氟乙烯的改性及应用聚四氟乙烯，又称特氟龙，是一种具有优异性能的工程材料。
其具有高耐腐蚀、高绝缘、低摩擦系数等特性，在许多领域都有广泛的应用。
然而，聚四氟乙烯也存在一些局限性，如加工难度大、耐热性差等，因此需要通过改性等方法进行优化。
本文将重点探讨聚四氟乙烯的改性方法、应用领域以及未来发展趋势。
改性聚四氟乙烯的方法主要包括：化学改性、填充改性、共混改性、表面改性等。
化学改性是通过改变聚四氟乙烯的分子结构来实现的，常见的方法包括：磺化、氧化、氢化等。
这些方法可以增加聚四氟乙烯的极性，提高其溶解性和粘结性能。
然而，化学改性往往会引起材料性能的损失，同时工艺难度较大。
填充改性是在聚四氟乙烯中加入一些无机或有机填料，以改善其性能。
常见的填料有：玻璃纤维、碳纤维、无机盐等。
这些填料可以显著提高聚四氟乙烯的耐热性、强度和耐磨性。
然而，填充改性会增大材料的密度，降低其绝缘性能。
共混改性是将聚四氟乙烯与其他塑料或橡胶共混，以获得综合性能。
常见的共混材料有：聚酰胺、聚碳酸酯、丁腈橡胶等。
这些共混材料可以改善聚四氟乙烯的加工性能、耐热性和韧性。
然而，共混改性可能会导致材料的不相容性和界面结合力的减弱。
表面改性是通过改变聚四氟乙烯的表面性质来实现的，常见的方法包括：等离子处理、射线处理、化学浸渍等。
这些方法可以增加聚四氟乙烯表面的粗糙度、极性和粘结性能。
表面改性对材料性能的影响较小，但会影响表面的光滑度和均匀性。
聚四氟乙烯被广泛应用于以下领域：管道和阀门：由于聚四氟乙烯具有出色的耐腐蚀和低摩擦系数，常用于制造管道和阀门。
特别是在强酸强碱等腐蚀性环境中，聚四氟乙烯管道和阀门可以显著提高设备的寿命和安全性。
防腐涂层：聚四氟乙烯涂层是一种常见的防腐材料，可用于各类金属和塑料表面。
它具有优异的耐腐蚀性和高绝缘性，可以长期有效保护基材不受腐蚀和电化学损伤。
高压电器：聚四氟乙烯在高压电器领域也有广泛应用，如高压绝缘子、高压电缆等。
聚四氟乙烯的改性及应用研究
聚四氟乙烯的改性及应用研究摘要：聚四氟乙烯为高分子化合物，化学性能稳定，耐腐蚀效果强，密封性好，且有较高的润滑不粘性，同时在电绝缘性和抗老化能力方面表现优异，也正因如此聚四氟乙烯在工程塑料领域中被广泛应用。
本文深入探索与分析聚四氟乙烯的改性及应用，希望能够对当前聚四氟乙烯的应用领域拓展提供必要的参考。
关键词：聚四氟乙烯；改性；应用引言：聚四氟乙烯（PTFE）于1936年发明，随后被投入到工业化生产之中，聚四氟乙烯性质优良，被广泛应用于航空、化工、电子、机械、医药等工业领域中，同时也逐渐深入到人民群众的日常生活中。
为了进一步提高聚四氟乙烯复合改性技术的研究水平，本文针对聚四氟乙烯的改性及应用进行深入的研究与分析，希望能够有效推动聚四氟乙烯改性技术的发展和进步。
1 聚四氟乙烯改性分析1.1 表面改性分析由于聚四氟乙烯的分子链结构呈现对称性，同时也体现出电中性，使得材料的表面张力较低，仅仅为19mN/m左右，表面低张力也限制了聚四氟乙烯与其它材料之间的复合性应用，特别是聚四氟乙烯薄膜与其它骨架材料的粘结效果相对较差，因此需要对基于四氟乙烯材料进行表面改性，以进一步焕发材料表面活性。
在实施表面改性时可以提前做好预处理，让聚四氟乙烯材料表面进行去氟处理之后接枝聚合物，以进一步提高表面的粘接性。
此外也可以在聚四氟乙烯材料表面包裹张力较高、粘接性更好的聚合物，让聚四氟乙烯材料与其他材料之间的粘接效果更强。
在实施表面改性技术时，可以综合应用钠-萘络合物化学改性、高温熔融改性技术等方法，此种方法最基本的思路在于对聚四氟乙烯材料引入极性基团，以进一步增加材料的结合力或单纯消除聚四氟乙烯相对年轻向角落的界面层已形成，粘接效果更强的表面层，在不同类型的表面改性技术中钠-萘络合物化合物改性方法，操作水平和操作工艺更加简单，投入成本较低，但是改性效果更好，也正如此，该技术成为了对聚四氟乙烯材料进行改性的经典方法之一。
除了此类化学方法以外，也可以应用物理化处理方法对聚四氟乙烯材料表面进行改性，例如可以应用离子束注入技术等对聚四氟乙烯表面进行改性，随后开展接枝处理。
聚四氟乙烯膜的表面改性研究进展
以紫外线、激光、伽玛射线、离子束和电子等为辐照源的辐 照技术广泛应用于高分子材料的改性° 结果表明 &辐 照过程改
变了基体的结构、形貌、表面性质和化学成分°许尤一等（8）用 电子束对聚四 氟乙 烯多 孔 膜进行真空 预辐 照° 然后 用 丙烯 （AAc）和4 —苯乙烯磺酸钠（SSS）的二元单体溶液进行单步接 枝，引入了亲水磺酸基团°结果表明，接枝的聚合物层将亲水 性基团引入PTFE膜，提高了多孔膜的亲水性° Nosyahidah Mohd Hidzir等3研究了丙烯酸（AA）和衣康酸（IA）共聚物对 聚四氟乙烯（PTFE）膜的原位辐射接枝改性，增强了其界面结 合性能°结果表明，膜表面被接枝的聚合物覆盖，其疏水性显 著降低，吸水率高°林爱国等（0）用紫外辐照法将经气压辉光放 电（APGD）预处理的PTFE膜接枝上2 —丙烯酰胺一2—甲基 丙基磺酸（AMPS）单体，使得新制备的聚四氟乙烯膜对油田废 水进行了有效的处理和回用。总之，辐照是一种比较简单的聚 四氟乙烯改性方法，尤其是表面活化°然而，接枝和聚合过程 发生在膜的表面，会形成有机层，可能堵塞多孔PTFE膜的孔 隙°
2.1 PTFE膜的化学改性
湿法化学改性具有操作简便、反应条件温和等优点，具有 广泛的应用范围°用于聚四氟乙烯改性的化学溶液包括咲喃 基溶液、钠萘溶液、多巴胺、强酸和强氧化盐（15 19）°湿化学法 在PTFE膜改性中的机理是基于溶液与PTFE之间的反应，如 图2所示°高活性溶剂使C—F键断裂，从而使目标基团取代 F元素的位置°
用受到了极大的限制。为了提高PTFE膜的抗污染性能，使其得到广泛的应用。人们采用了各种改性方法，如化学改性、等离子体辐
照、原子层沉积和高温熔化来表面改性PTFE膜，提高其抗污染性能。本文介绍了近年来聚四氟乙烯膜改性技术的研究进展。讨论了
PTFE改性
② 填料与PTFE基体间的结合力较小，致使最高粘接强度 受到影响。
高能辐射接枝改性
辐射接枝改性研究主要是指在高能辐射条件下向PTFE表面直接接枝亲水 性单体如丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、苯乙烯(St)和苯乙烯／马来酸酐 (SMA)等，或通过两步法引进磺酸基团(-SO32-)，使PTFE表面形成一层易于 粘接的接枝聚合物；接枝后的PTFE表面变得粗糙、被粘接面积增大，表 现为粘接强度明显提高。
等离子体改性
利用等离子体中所含有的大量活性粒子轰 击材料表面，其能量会传递给材料的表层分子， 使材料发生热蚀、交联、降解和氧化反应，并 使材料表面产生大量的自由基或引进某些极 性基团，从而优化了材料表面的性能。 单纯的等离子体改性技术虽然能增加PTFE 薄膜的亲水性，但其耐久性较差。等离子体 改性后引发接枝反应，是一种高分子材料表 面改性的新技术，能够有效改变PTFE的表面性 质，提高其亲水性和粘接强度。
① 改性后PTFE表面的耐久性较好； 优点 ② 可以根据需要对PTFE表面选择性改性，避免了化学改性法的盲目性； ③ 具有良好的实用价值。
但是，该方法对所使用的激光源要求比较苛刻， 需要满足以下条件： ①激光束的振荡波长必须能够被PTFE所吸收； ② 激光束的光子能量必须大于PTFE中的C-F键能。
高温熔融改性
高温熔融改性法是将一些表面活性较强、易粘合和粒径较小 的填料(如二氧化硅、铝粉等)在高温条件下烧结到PTFE表面 ，以此来改变PTFE表面的结构与性质，达到提高粘接强度的 目的。
① 耐候性、耐湿热性较好；
该方法的优点
② 适合长期户外使用。 ①高温时PTFE的尺寸稳定性较差，不易保持形状；
叁
表面改性发展方向
PTFE表面改性的发展方向主要包括： ① 研制更为理想的表面处理液；
聚四氟乙烯的改性技术及其在机械工程中的应用
注： 摸压成型收缩率 ＊
＊＊ Ｈ） 为 Ｉ
从 表 ｌ图 １ 、 可看 出 ：ｒ Ｆ的弹性模 量 比其它 塑料 ＦＥ 低， 即在 受到相 同应 力 下 ， Ｐ Ｅ 用 Ｔ Ｆ制 出 的机 械 工程 上
不 同应力 作用下 ， 不仅 变形 量有很 大差 异 ， 而且具 有不 同的蠕变 速率 。
表 ３ 填充聚 四氟 乙烯 的耐磨性和导热性
啦
一
斟 邕 蛰
愠 厦 ，。 ｃ
１无填充剂 ２填充石英粉 ．
３填充石墨 ４填克青铜粉
图 ２ 填充 剂对 聚四氟乙烯热膨胀 的影 响
维普资讯
５ ４
Ｊ ｎ． ２ ０ ｕ ０２
Ｖ０ ． ｌ Ｎ ． Ｉ３ ０ ３
聚四氟 乙烯 的改性技术及其在机械工程 中的应 用
刘先兰 ． 张文 玉
（ 湖南大学衡 阳分校 ， 湖南 衡阳
４ １ｏ ） ２ ｌ１
［ 要］ 通过聚四氟 乙烯 与其他一些 工程 塑料在性能方面的对比 ， 摘 特提 出对聚四 氟乙烯的改性技术的方 法、 内容和 填料 的要 求， 井研 完它的应 用情况。 ［ 关键词 ］ 聚四氟 乙烯 ； 改性技术 ； 机械 工程 ； 用 应 ［ 中图分类号 ］Ｈ ４ ． Ｔ １５２ ［ 文献标识码］ Ｂ ［ 文章编 号］０ １ ６０ ２０ ）３ ４ ４ １０ —３（ １Ｏ２ Ｏ —５ —０
燃 、 极性 ， 无 密度 为 ２ １ ．ｇｅ ３ ． —２ ３／ｒ 。比金 属轻 ， 泽 乳 ａ 色 强酸 、 碱 、 氧化 剂 ， 强 强 即使 在高 温下 ， 它不 发生 任何 对 作用 。同时 ， 它还 是一 种 优 良的 防牯 和 润 滑 性 的添 加 剂 ， 是优于其 它 塑料防腐 的材 料 也
聚四氟乙烯表面改性及粘接
聚四氟乙烯表面改性及粘接收稿日期：2013-06-17分析了聚四氟乙烯难粘的原因，综述了PTFE表面的化学改性法、高能辐射接枝法、高温熔融法、ArF激光辐射改性、离子束注入改性法和等离子体处理法，介绍了常用表面改性剂和几种新型胶粘剂。
展望了解决聚四氟乙烯材料粘接难题的研发方向。
关键字：聚四氟乙烯（PTFE）；表面改性；粘接性能；胶粘剂聚四氟乙烯（PTFE）具有宽广的使用温度，优异的化学稳定性、电绝缘性、自润滑性、耐老化性等性能，已广泛应用于航空航天、石油化工、电子电器等诸多领域[1]。
但由于聚四氟乙烯材料表面润湿性差，不易粘接，从而限制了其在某些特殊场合的使用。
1 PTFE难粘的原因关于聚四氟乙烯难粘性的原因，粘接理论能够从不同角度给出解释[2]：①吸附理论认为，胶粘剂粘附是来自界面上分子的作用力，包括偶极力、诱导力和色散力，聚四氟乙烯是非极性高分子，其表面只能形成较弱的色散力，因而粘附性能较差。
②扩散理论认为，由于PTFE的结晶度大，化学稳定性好，它的溶胀和溶解都比非结晶高分子困难，当与溶剂型胶粘剂粘接时，很难发生高聚物分子链的扩散和相互缠结，不能形成很强的粘附力。
③表面自由能理论认为，由于PTFE的表面能特别低，水对其接触角为114°[3]，是所有材料中最大的。
对粘接来说，润湿接触是粘接的首要条件，接触角越大，润湿能力就差，因而胶粘剂不能很好地粘附在PTFE上。
④配位键理论认为，聚四氟乙烯的大分子只具有单纯的给电子能力，对那些大多数也只具有单纯的给电子能力而接受电子能力很弱的粘合剂具有很强的排斥性，难以同这些物质在界面上生成配位键而产生有效的粘附作用。
为了使PTFE更容易粘接从而获得更广泛的应用，必须对它的表面进行改性，以提高其粘合性能，另一方面，应致力于合成新型胶粘剂。
2 表面改性方法2.1 化学改性法PTFE经过化学品处理可以改善其表面活性，这些化学品包括钠-萘四氢呋喃溶液、金属钠的氨溶液、碱金属汞齐液等[4]。
聚四氟乙烯表面改性及粘接
聚四氟乙烯表面改性及粘接作者：陈虹寇开昌李子寓张宇来源：《粘接》2013年第11期收稿日期：2013-06-17作者简介：陈虹（1990-），女，在读硕士研究生，主要从事特种工程塑料及高性能航空材料的结构与性能研究。
E-mail：916348939@。
摘要：分析了聚四氟乙烯难粘的原因，综述了PTFE表面的化学改性法、高能辐射接枝法、高温熔融法、ArF激光辐射改性、离子束注入改性法和等离子体处理法，介绍了常用表面改性剂和几种新型胶粘剂。
展望了解决聚四氟乙烯材料粘接难题的研发方向。
关键字：聚四氟乙烯（PTFE）；表面改性；粘接性能；胶粘剂中图分类号：TG494 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2013）11-0077-05聚四氟乙烯（PTFE）具有宽广的使用温度，优异的化学稳定性、电绝缘性、自润滑性、耐老化性等性能，已广泛应用于航空航天、石油化工、电子电器等诸多领域[1]。
但由于聚四氟乙烯材料表面润湿性差，不易粘接，从而限制了其在某些特殊场合的使用。
1 PTFE难粘的原因关于聚四氟乙烯难粘性的原因，粘接理论能够从不同角度给出解释[2]：①吸附理论认为，胶粘剂粘附是来自界面上分子的作用力，包括偶极力、诱导力和色散力，聚四氟乙烯是非极性高分子，其表面只能形成较弱的色散力，因而粘附性能较差。
②扩散理论认为，由于PTFE的结晶度大，化学稳定性好，它的溶胀和溶解都比非结晶高分子困难，当与溶剂型胶粘剂粘接时，很难发生高聚物分子链的扩散和相互缠结，不能形成很强的粘附力。
③表面自由能理论认为，由于PTFE的表面能特别低，水对其接触角为114°[3]，是所有材料中最大的。
对粘接来说，润湿接触是粘接的首要条件，接触角越大，润湿能力就差，因而胶粘剂不能很好地粘附在PTFE上。
④配位键理论认为，聚四氟乙烯的大分子只具有单纯的给电子能力，对那些大多数也只具有单纯的给电子能力而接受电子能力很弱的粘合剂具有很强的排斥性，难以同这些物质在界面上生成配位键而产生有效的粘附作用。
聚四氟乙烯填充改性知识
聚四氟乙烯填充改性知识
聚四氟乙烯填充改性知识
塑料知识10月15，聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene)，一般称作不粘涂层或易洁镬物料；是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。
这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。
同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易洁镬和水管内层的理想涂料。
聚四氟乙烯填充改性:
为了改善聚四氟乙烯的蠕变特性和耐磨耗性能，以石墨、碳黑、二硫化钼、玻璃纤维、碳纤维、聚苯硫醚等为主要材料对聚四氟乙烯进行填充改性。
主要用途：垫片、阀座、密封、轴承、滑块、活塞环等。
浸渍制品:
是利用高强玻璃纤维纱纺织成各种厚度的基布，然后浸渍PTFE，进行高温硅胶处理而成的耐高温产品。
用途：纺织印染,印花烘干导带,丝网印刷,紫外线烘干,食品烘培机导带, 食品、药品、复合塑料袋热封口、防腐管道衬里等。
特点：
◆耐温性：从低温到高温70-260摄氏度范围内连续使用；
◆透气性：输送带的透气率，减少热源耗费，提高干燥效率；
◆耐药品性：对大部分的化学药品和溶剂都不受影响；
◆抗粘性：树脂、涂料、化学品等几乎所有粘着物都可以简易清除；
◆耐弯曲疲劳性：有很高的抗拉强度和耐弯曲疲劳性能，能使用于较小轮径。
表面改性聚四氟乙烯（PTFE）
表⾯改性聚四氟⼄烯（PTFE）1. PTFE性能的结构分析：在PTFE中，氟原⼦取代聚⼄烯中的氢原⼦。
由于氟原⼦的半径（0.064nm）⼤于氢原⼦的半径（0.028nm），因此碳 - 碳链由聚⼄烯的平坦，完全延伸的曲折构象，该构象逐渐逆转为PTFE的螺旋构象。
螺旋构象位于PTFE的碳链⾻架之外，易受化学侵蚀，形成紧密的完全“氟化”保护层，因此PTFE⾻架不受任何外部试剂的影响，使PTFE与其他材料⽆法匹敌。
耐溶剂性，化学稳定性和低内聚能密度; 同时，碳 - 氟键极强，其键能⾼达460.2kJ / mol，远远超过碳 - 氢键（410 kJ / mol）和碳 - 碳键（372 kJ / mol）⾼，使PTFE具有更好的热稳定性和化学惰性。
此外，氟原⼦的电负性⾮常⼤，四氟⼄烯单体具有完美的对称性，因此PTFE分⼦与表⾯能之间的吸引⼒低，因此PTFE具有⾮常低的表⾯摩擦系数和良好的性能。
温度低。
可扩展性; 同时，PTFE的抗蠕变性差，容易发⽣冷流。
PTFE的⾮⽀化对称主链结构也使其⾼度结晶，因此加⼯困难。
2.聚四氟⼄烯表⾯改性⽅法：萘溶液置换法））还原剂法（（钠 - 萘溶液置换法2.1还原剂法在各种已知的改性⽅法中，钠 - 萘溶液置换⽅法是有效且⼴泛使⽤的。
原理如下：Na将最外层的电⼦转移到萘的空轨道，形成阴离⼦基团; 然后与Na形成离⼦对，释放出⼤量的共振能，并形成深绿⾊⾦属有机化合物的混合溶液。
这些化合物具有⾼反应性。
当与PTFE接触时，钠可以破坏CF键，撕掉PTFE表⾯上的⼀些氟原⼦，在表⾯上留下碳化层和-CH，-CO，C = C，-COOH和其他基团。
极地组; 碳化层深度约为0.05~1µm，PTFE表⾯张⼒为18.5×10-3N /m，表⾯能量⾼。
除了钠 - 萘四氢呋喃蚀刻溶液之外，诸如钠 - 联苯⼆恶烷和钠 - 萘⼆甲醇⼆甲醚的处理液也具有良好的效果。
2.2⾼温熔化法该⽅法的优点是与其他⽅法相⽐，耐候性和耐湿热性显着，适合长期户外使⽤; 缺点是PTFE在⾼温烧结过程中会释放出有毒物质，并且PTFE膜的形状难以保持。
聚四氟乙烯的六大表面改性技术
聚四氟乙烯的六大表面改性技术PTFE具有化学惰性和低表面能，难以和其他材料粘接，因此必须对PTFE材料进行一定的表面改性，以提高其表面活性。
PTFE常用的表面改性技术有：表面改性技术一：钠 - 萘溶液置换法钠 - 萘溶液置换法是目前已知中效果较好的一种改性方法。
原理是:Na将最外层电子转移到萘的空轨道上，形成阴离子自由基；再与Na+形成离子对，释放出大量的共振能，生成了深绿色金属有机化合物的混合溶液。
这些化合物混合溶液活性很高，与 PTFE发生化学反应，破坏 C - F 键，扯掉表面上的部分氟原子，在表面留下了碳化层和引入某些如-CO、C=C、-CH、-COOH 等极性基团。
这些极性基团使得聚合物表面能增大、接触角变小、浸润性提高，从而由难粘变为可粘。
此法也存在一些明显缺点。
比如：被粘物表面变暗或变黑、在高温环境下表面电阻降低、长期暴露在光照下胶接性能将大大下降等。
对此，bellas等利用重氮盐接枝改性PTFE 的表面性能。
处理方法首先将PTFE表面用砂纸打磨、丙酮清洗 5min，放置于80℃的炉子烘干，再用Pt电极插入PTFE表面(10μm)，局部还原试样表面，使之碳化。
然后，在N₂或Ar₂氛围下，将试样置于硝基苯和溴代苯各半的重氮盐的四氟硼酸盐电介质中反应5 ～ 10min, 接着在甲醇溶液中磁性搅拌12h。
循环伏安法和荧光 X - 射线实验表明，硝基苯和溴代苯共价交联接枝在 PTFE的表面，只有磨损才能使之剥离。
此改性方法对样品的表面处理范围更具选择性，这是传统的钠 - 萘法不可比拟的，更具有研究意义。
表面改性技术二：等离子处理技术等离子处理技术是将试样置于特定的离子处理装置里面，通过离子轰击或注入聚合物的表面，使其发生碳 -氟键和碳 -碳键的断裂，生成大量自由基，同时也可引入活性基团，增加 PTFE 的表面自由能，改善其润湿性和粘接性的一种改性方法。
目前已报道的等离子气体有:CF4、C2F6、CF3H 、CF3Cl、CF3Br、NH3、N2、NO、O2、H2O、CO2、SO2、H2/N2、CF4/O2、O2/He、空气、He、Ar、Kr、Ne等。
聚四氟乙烯表面改性研究进展
聚四氟⼄烯表⾯改性研究进展综述秸接２００６，ｅ７（２）—⼀Ｉ———■●●●●———————●—————●—■●●■■■—————●——————■■■■——————————●—■■■—————●————●聚四氟⼄烯表⾯改性研究进展丁美平，寇开昌，颜录科，⽥普锋，乔红云（西北⼯业⼤学应⽤化学系，陕西西安７１００７２）摘要：介绍了钠⼀萘溶液、等离⼦体、⾼能辐射接枝、激光辐射、离⼦注⼊等⼏种不同的聚四氟⼄烯表⾯改性⽅法厦其研究进展。
关键词：聚四氟⼄烯；表⾯处理；表⾯改性中图分类号：ＴＱ３２５４⽂献标识码：Ａ⽂章编号：１００１—５９２２（２００６）０２—００３９—０３１前⾔聚四氟⼄烯（ＰＴＦＥ）是综合性能优良的塑料，有极好的耐热、耐寒和耐化学腐蚀性，因此，常⽤作耐腐蚀性介质的衬⾥。
同时，它还具有优良的介电性能，被⼴泛应⽤于电⼦⼯业作⾼频介电材料如雷达天线罩、波导密封窗和⾼频印刷电路基板等“。
但ＰＴＦＥ表⾯能微低，表⾯湿润性能差，不利于牯接、印染、涂装等，对⽣物相容性也有不利影响。
为此，⼈们采取了多种⼿段对ＰＴＦＥ表⾯进⾏改性处理：⼀是在ＰＴＦＥ材料表⾯的分⼦链上导⼈极性基团；⼆是提⾼ＰＴＦＥ材料的表⾯能；三是提⾼ＰＴＦＥ制品表⾯的粗糙度；四是消除ＰｒＦＥ制品表⾯的弱界⾯层。
２ＰＴＦＥ的表⾯改性⽅法２１钠－萘络台物化学处理”１钠－萘溶液是由钠、萘在四氢呋嘀、⼰⼆醇⼆甲醚等活性醚中溶解或络合⽽成的。
Ｎａ将最外层电⼦转移到萘的空轨道上，形成阴离⼦⾃由基，再与Ｎａ＋形成离⼦对，释放出⼤量的共振能，⽣成了墨绿⾊⾦属有机化合物的混合溶液。
这些化台物的反应活性很⾼，与ＰＴＦＥ接触时．钠能破坏Ｃ—Ｆ键．脱去ＰＴＦＥ表⾯上的部分氟原⼦，这样就在表⾯留下了碳化层和某些极性基团。
红外光谱表明，改陛后的ｌＸＦＦＥ表⾯引⼊了Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｃ、ＣＯＯＨ等极性基团ｏｏ，这些基团能使表⾯能增⼤，接触⾓变⼩，湿润性提⾼，由难粘变为町粘，这是⼀种较经典的、实⽤效果较好的⽅法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
聚四氟乙烯的六大表面改性技术
PTFE具有化学惰性和低表面能，难以和其他材料粘接，因此必须对PTFE材料进行一定的表面改性，以提高其表面活性。
PTFE常用的表面改性技术有：
表面改性技术一：
钠-萘溶液置换法
钠-萘溶液置换法是目前已知中效果较好的一种改性方法。
原理是:Na将最外层电子转移到萘的空轨道上，形成阴离子自由基；再与Na+形成离子对，释放出大量的共振能，生成了深绿色金属有机化合物的混合溶液。
这些化合物混合溶液活性很高，与PTFE发生化学反应，破坏C - F 键，扯掉表面上的部分氟原子，在表面留下了碳化层和引入某些如-CO、C=C、-CH、-COOH 等极性基团。
这些极性基团使得聚合物表面能增大、接触角变小、浸润性提高，从而由难粘变为可粘。
此法也存在一些明显缺点。
比如：被粘物表面变暗或变黑、在高温环境下表面电阻降低、长期暴露在光照下胶接性能将大大下降等。
对此，bellas等利用重氮盐接枝改性PTFE的表面性能。
处理方法
首先将PTFE表面用砂纸打磨、丙酮清洗5min，放置于80℃的炉子烘干，再用Pt电极插入PTFE表面(10μm)，局部还原试样表面，使之碳化。
然后，在N₂或Ar₂氛围下，将试样置于硝基苯和溴代苯各半的重氮盐的四氟硼酸盐电介质中反应5 ～10min, 接着在甲醇溶液中磁性搅拌12h。
循环伏安法和荧光X -射线实验表明，硝基苯和溴代苯共价交联接枝在PTFE的表面，只有磨损才能使之剥离。
此改性方法对样品的表面处理范围更具选择性，这是传统的钠-萘法不可比拟的，更具有研究意义。
表面改性技术二：
等离子处理技术
等离子处理技术是将试样置于特定的离子处理装置里面，通过离子轰击或注入聚合物的表面，使其发生碳-氟键和碳-碳键的断裂，生成大量自由基，同时也可引入活性基团，增加PTFE 的表面自由能，改善其润湿性和粘接性的一种改性方法。
目前已报道的等离子气体有:CF4、C2F6、CF3H 、CF3Cl、CF3Br、NH3、N2、NO、O2、H2O、CO2、SO2、H2/N2、CF4/O2、O2/He、空气、He、Ar、Kr、Ne等。
J.X.Chena等在6.7×10000Pa下，利用He等离子体产生的真空紫外辐射源对PTFE进行表面光刻蚀处理，表面氧原子含量增加，氟原子含量降低，从而使水接触角从110°下降到43°(见表1)。
Zhang E C等进行了在高电场/气体密度比条件下PTFE与铝金属间粘附的实验，其结果为：高电场/气体密度比条件下改性得到的PTFE与Al之间的粘附力是常规条件下的7倍。
目前，国外利用最新等离子装置Plasmodul和Planartron进行PTFE的表面处理，已取得了卓越成效。
然而，等离子处理的聚合物表面耐久性不稳定。
因此，等离子体处理后的表面应用，如涂敷和粘接等应尽快进行。
此外，也由于表面结构的重组，不可能长时间地保持处理后表面的亲水性能不下降。
表面改性技术三：
准分子激光处理
准分子激光处理相对于钠-萘金属溶液和射频等离子体处理具有较好的选择性和耐久性。
因此，最近几年来成为众多学者研究的热点。
准分子激光处理又有以下三种方法：
一种是采用ArF、KrF或XeCl等激光器对处于某气态物质氛围中的PTFE进行照射，气态物质(N2H4)发生光分解，产生的活性原子或基团(H，NH2，N2H3和NH)攻击PTFE的表面而使其发生脱氟反应，从而使PTFE表面的氟原子含量降低，表面能和亲水性增加。
另一种是ArF激光器引发PTFE及放置在PTFE表面的液体试剂发生光反应，引入活性官能团而达到PTFE表面化学改性的目的。
第三种方法是在激元灯的直接照射下进行，不需任何介质且反应器不用抽真空。
开始时接触角随着脉冲能量增加而降低，但当激光脉冲达到某一值时接触角变化已经不明显(图2)。
这说明对于各种样品都有相对应的脉冲能量使之获得最佳表面处理效果，这需要通过实验一一确定。
B.Hoppp等对比了ArF激光器和Xe激元灯对PTFE的表面改性，结果表明激元灯比激光器有更多优势：
(1)激元灯只需要Xe，是“清洁”的处理过程；
(2)适用大面积试样处理，有更多的发展优势。
表面改性技术四：
力化学粘接法
力化学粘接，即对涂有胶粘剂的聚合物表面进行摩擦，通过力化学作用，使聚合物表面产生力降解而形成大分子游离基，再与胶粘剂分子形成一定数量的共价键，产生牢固的结合界面，从而大大提高了接头的粘接强度，这已为电子自旋共振谱(ESR)和内反射红外光谱(ATRIR)研究所证实。
力化学粘接工程流程：首先将胶粘剂涂在已脱脂的聚合物表面，用砂纸或直接往胶中混入适量磨料粒子对被粘接表面进行研磨使其发生力化学作用，然后再按固体化工艺进行固化。
力化学处理设备采用普通的固体表面机械加工设备即可，如抛光机、刷子、磁性研磨机等。
因此力化学粘接法具有成本低、简便易行、胶粘强度高和耐久性好等特点。
力化学处理的工艺参数(压力、转速和时间等)对于不同的胶粘剂-粘物体系是不尽相同的，需要一一通过实验来优化确定。
一般研磨处理压力为0.2～0.6MPa，转速为0.6～1.0m/s，时间为10～30s。
表面改性技术五：
激光辐射法
将PTFE置于一些可聚合的单体如苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯等中，用Co - 60辐射，使单体在PTFE的表面发生化学接枝聚合，在表面形成一层易于粘接的接枝聚合物，且接枝后表面变粗糙，粘接表面积增大，粘接强度提高。
这种方法的优点是操作简单、处理时间短、速度快，但改性后的表面耐久性差，且辐射源对人体伤害较大。
表面改性技术六：
高温熔融法
此法的基本原理是：在高温下，使PTFE表面的结晶形态发生变化，嵌入一些表面能高、易粘合的物质如SiO2、Al粉等；这样冷却后就会在PTFE表面形成一层嵌有可粘物质的改性层。
由于易粘物质的分子已进入PTFE表层分子中，破坏它相当于分子间破坏，所以，粘接强度很高。
此法的优点是耐候性、耐湿热性比其它方法显著，适于长期户外使用；不足之处在于高温烧结时PTFE会放出一种有毒物质，且PTFE膜形状不易保持。
聚四氟乙烯表面改性能有效解除其惰性，使其成为最佳的防腐蚀密封材料，被广泛应用到环境恶劣的防腐蚀密封场所。