聚四氟乙烯加工技术、填充改性及应用进展
乙烯-四氟乙烯共聚物的制备、加工及应用进展
• 28 •有机氟工业Organo- Fluorine Industry2021年第1期乙燔-四氟乙烯共聚物的制备、加工及应用进展孟庆文王京辉胡帅捷路迪(浙江巨化股份有限公司氣聚合物事业部，浙江衢州324004)摘要：乙烯和四氟乙烯共聚物（E T FE)为交替共聚物，它在保持了PTFE(聚四氟乙烯）良好的耐热、耐化学性能及电绝缘性能的同时，耐辐射和力学性能有很大程度的改善。
主要介绍了E T F E的制备、加工及相关应用。
展望了E T F E树脂的应用前景。
关键词：E T F E;制备；加工;应用〇刖目ETFE( ethylene - tetrafluoroethylene)为乙稀（E)和四氟乙烯(T F E)的交替共聚物，于1945年由杜邦 公司率先开发[1],1974年、1976年分别在美国和日 本投产。
其具有非常平衡的物理、化学和电学性能，且易熔融加工，但其二元共聚物不耐开裂使其鲜有 合适用途。
直至1970年，杜邦公司[2]将第三单体 PPVE(全氟正丙基乙烯基醚）引入E T F E分子链中 后才大大改善了 E T F E的韧性，使其实现商业化生 产。
尽管E T F E含有氢元素，使其作为含氟聚合物 在性能方面有所下降，但E T F E树脂分子链呈锯齿 状构相[3]，一CF2—与邻近分子链上的一C H2—相互 作用，赋予其突出的力学强度、抗蠕变性和耐切割 性,能够满足市场对氟聚物高力学强度的需求。
辐 射交联后其力学性能更优。
E T F E树脂能够耐受众 多化学品，常温下不溶于所有溶剂，耐酸碱和有机溶 剂,但是对氧化剂、含氯溶剂、酮和酯的耐受性稍差。
ETFE树脂还具有优良的光学性能、耐核辐射性能 和耐候性。
E T F E树脂熔体剪切敏感性低，易于加 工,可以制成气枕、管、线、膜和衬里等制品，广泛应 用于建筑、电子、汽车、空天、能源和化工等领域[4]。
1ETFE的制备1.1乙烯-四氟乙烯共聚乙烯和四氟乙烯的共聚按自由基聚合机理进行，由于乙烯、T F E的竞聚率都很小,共聚反应以形 成交替结构的分子链为主。
211022008_聚四氟乙烯垫片的密封性能研究现状及展望
殷小明·聚四氟乙烯垫片的密封性能研究现状及展望2023年 第49卷·13·作者简介：殷小明（1992-），男，助理工程师，硕士研究生，从事压力容器的检验及性能优化研究。
收稿日期：2022-07-200 引言螺栓法兰接头作为生产运输中最常见的一种静态密封形式，尤其在化工、制药、石油及机械行业中被广泛的使用，其主要有螺栓、法兰和垫片组成。
根据GB150.3—2011《压力容器》中螺栓法兰接头使用定义，螺栓法兰接头是通过螺栓提供足够的预紧力压缩垫片，在垫片的密封接触面上产生足够的压缩应力，使结构获得有效的密封。
垫片作为其基本的组成部分，对其要求也很高，需要从不同的角度去合理选择相应的垫片，以满足密封性能。
由于材料的制造工艺及有机合成的新技术不断地发展，产生了许多新型的材料和密封垫片，目前垫片根据材料特性可分为非金属垫片、金属垫片及金属+非金属复合型垫片三大类，只有了解其材料性能，才能在生产过程中选择需要的垫片以满足工业需要，降低企业的安全事故率，增加生产效率。
聚四氟乙烯作为一种有机聚合物，因其高耐腐蚀、物理性能稳定及耐高低温，而被选作密封材料[1]，相关学者对其密封性能进行了相关的研究，并提出了优化的方向。
1 聚四氟乙烯材料特性聚四氟乙烯（PTFE ）是由单体四氟乙烯聚合而成的一种白色、无毒无味高结晶聚合物，聚合物分子由—CF 2—CF 2—结构单元重复连接而成，其结构和聚聚四氟乙烯垫片的密封性能研究现状及展望殷小明(上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200062）摘要：聚四氟乙烯垫片作为一种非金属密封元件，因其耐高低温、抗腐蚀性及抗老化等特性，被用于工业设备中机件之间的密封连接，其本身的属性决定了PTFE 垫片的使用场合。
本文基于聚四氟乙烯垫片的密封性能，从聚四氟乙烯材料特性及PTFE 垫片技术要求的角度对其介绍，重点对优化PTFE 垫片的密封性能方法进行论述，为提高聚四氟乙烯垫片的密封性能及减少安全事故提供思路。
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℃)。
聚四氟乙烯十大品牌简介
朗盛公司是全球领先的化学品生产商 之一，其聚四氟乙烯产品具有良好的 耐化学腐蚀性、电气绝缘性和良好的 加工性能。
03
塞拉尼斯
塞拉尼斯是一家美国的化工企业，其 聚四氟乙烯产品具有良好的耐高温性 能和抗老化性能。
根据用户反馈和口碑评价排名
霍尼韦尔
霍尼韦尔是一家美国的大型多元化企业，业务遍及全球，在聚四 氟乙烯领域也有良好的用户反馈和口碑评价。
原料准备
选用优质原料，如PTFE树脂、分散剂等， 并进行除杂、干燥等预处理。
后处理
对聚四氟乙烯进行粉碎、造粒、干燥等后 处理，以得到符合要求的聚四氟乙烯产品 。
乳液聚合
在乳液聚合反应釜中，加入PTFE树脂、分 散剂、引发剂等原料，控制反应温度和压 力，进行乳液聚合反应。
本体聚合
在本体聚合反应釜中，加入PTFE树脂、引 发剂等原料，控制反应温度和压力，进行 本体聚合反应。
聚四氟乙烯在医疗领域的应用
利用聚四氟乙烯的生物相容性和稳定性，在医疗领域中广泛应用于制造人工关节、血管等医疗器械。
聚四氟乙烯的发展趋势和未来研究方向
高性能聚四氟乙烯材料的研发
01
针对国家重大需求和新兴产业的发展，开展高性能聚四氟乙烯
材料的基础研究和应用研究，提高材料的综合性能指标。
绿色环保型聚四氟乙烯材料的研发
机械性能
聚四氟乙烯具有优良的机械性能，如高强度、高耐磨性和 抗蠕变性。机械性能受分子量、温度、压力和应变速度等 因素的影响。
电性能
聚四氟乙烯具有优良的电绝缘性能，其介电常数和介质损 耗角正切值受温度和频率等因素的影响。
如何选择合适的聚四氟乙烯品牌和产品
品牌选择
在选择聚四氟乙烯品牌时，应考 虑其品质、性能、价格、服务等 方面，并选择具有良好口碑和信
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。
聚四氟乙烯材料相关标准现状与趋势
化工新材料是“十二五”期间重点发展的七大战略性新兴产业之一。在《新材料产业“十二五”发展规划》中，氟塑料作为高性能氟材料位列其中，表明氟塑料符合我国“十二五”规划新材料产业发展方向，已被国家提升到非常重要的战略地位。作为特种工程塑料，聚四氟乙烯(PTFE)一直是用量最大的氟塑料，全球产量与消费量快速增加，目前全球氟树脂的消费量约为30万t，其中聚四氟乙烯占70%左右。聚四氟乙烯具有高度的化学稳定性、极强的耐高低温性能、突出的不黏性、异常的润滑性以及优异的电绝缘性和抗辐射性、极小的吸水率等，使得其在航空航天、机械、石油化工、建筑、电子电器、医疗器械和纺织等领域具有广泛的应用。本文力图从我国及国际上已经颁布实施的聚四氟乙烯材料相关标准入手，通过分析评述，对聚四氟乙烯现状与发展趋势进行总结和分析，为氟树脂和氟化工行业的发展提供参考，以便更好地了解聚四氟乙烯材料与相关技术，更好地用好标准，规范市场。
技术标准是战略性工作，是塑造国家科技创新体制和提高企业科技竞争力的重要手段。聚四氟乙烯材料相关的标准制订与发布实施情况实际上也是我国氟化工领域相关国家标准的一个缩影和镜像。聚四氟乙烯材料目前除了普通的PTFE树脂外，还包括可融性PTFE、膨化PTFE、填充改性PTFE、共混改性PTFE、表面改性PTFE以及其他PTFE共聚材料等，不但应用于涂料、电缆、密封件和衬里材料，而且还广泛用于纤维、过滤、润滑和医用材料，在这些方面目前仍然缺乏相关的行业标准、国家标准和国际标准。建议企业从自身主导产品和测试方法入手，选择技术成熟和市场急需者适时立项，相信在这类新标准的制订方面还大有可为。
聚四氟乙烯助剂相关标准
全氟辛基磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)及其盐类(主要指铵盐、钠盐等)是典型的全氟辛碳烃类化合物。全氟辛碳类化合物与其他卤代化合物的相分配行为不同，其具有低表面张力、高表面活性的特性。全氟辛酸及其钠盐或铵盐是用于四氟乙烯聚合及氟橡胶等高效能氟聚合物生产时的加工助剂。而这些高效能氟聚合物可被广泛应用于航空科技、运输、电子行业，以及厨具等民生用品。PFOA和PFOS具有与其他持久性污染物不同的特性，包括在环境中的高持久性、生物储蓄性和多种毒性等。近年来，欧盟及世界各国都对相关产品中PFOA和PFOS提出限制要求。因此，相关检测方法的国家标准也于近几年陆续发布和实施(见表 3)。
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。
聚四氟乙烯滤膜的发展及应用
聚四氟乙烯滤膜的发展及应用郭玉海;朱海霖;王峰;唐红艳;张华鹏【摘要】为了进一步开发聚四氟乙烯(PTFE)材料,介绍了PTFE滤膜的应用、微孔特点、关键加工技术及最新发展,指出滤膜孔径的精准控制以及在新风系统和膜蒸馏等领域的应用是滤膜发展的趋势.认为采用调整制膜参数、双层共拉伸、后整理和包缠等技术在孔径控制上有优势,后整理含有羧基、羟基、磺酸基等基团的亲水材料是赋予亲水性能的主要方法.我国在服装膜、除尘膜上尚可满足国内要求,但泡点膜、亲水膜还存在一些急需解决的问题.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2015(036)009【总页数】5页(P149-153)【关键词】聚四氟乙烯;平板膜;中空纤维膜;拉伸【作者】郭玉海;朱海霖;王峰;唐红艳;张华鹏【作者单位】浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8聚四氟乙烯(PTFE)膜材一般采用压延、车削和拉伸等方法加工，其中采用分散PTFE原料和拉伸法制备的膜材具备良好的微孔结构，才能用于过滤领域。
拉伸法加工的PTFE滤膜分为平板膜、中空纤维膜和管式膜，依据制品形状和微孔结构，PTFE滤膜可用于空气和水净化等领域。
纳米聚四氟乙烯合成工艺进展
此 法属 自由基 聚 合 反 应 。在 此 法 中． 用 的 单 使
体 为气体 四 氟 乙烯 。 具 体 方 式 如 下 ： 向一 个 压 力 先
下， 粒子 可填 平 凹 处 ， 可 及 时 地 填 补 损 伤 的 部 位 ， 并 具有 自修复功 能 ， 摩擦 表 面始 终 处于 较 为 平 整 的 使
维普资讯
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润 滑 油
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第ｌ ７卷 第 ５期 １ （｛ ２ ０ ．０ ８０ １０ —１９ ２１ ｌ ５０ １—３ ０
（ ）乳 液 合成 法 １
从ｌ ４万 到 ５） ， （万 它是 以碳 原子 为主干 ， 原子 围绕 氟 着主干 结 合起 来 的流 线 型 高 分 子 化 合物 ， 一 种 优 是 良的 固体润 滑材 料 。 聚四 氟 乙烯 的 流线 型结构 和 极 低 的分 子 内聚 力使 得 分 子 间很 容 易相 对 滑 动 ， 而 因 显 示出 极 低 的 摩 擦 系数 … 。 一 般 认 为 常 规 聚 四 氟
般 为 氟化 型， 而引 发剂 一般 使 用水 溶性 过 硫酸 盐 ：
但使 用水溶 性 过 硫酸盐 作为 引 发剂 时应 注意 一个 原 则 ： 应温 度 高 于 ５ ℃ 时 ， 反 ０ 只单 独 使 用 此 引 发 剂 可 以了 ； 当温 度 在 ５ ０ 之 间时 ， 再 加 入一 些 还 原 ～５ ℃ 需
关 键 词 ： 米 聚 四 氟 乙 烯 ； 成 方 法 ； 滑 ； 加 剂 纳 合 润 添 中图 分 类 号 ： Ｅ ２ ．２ ＴＥ ２ ．３ Ｔ ６ ４ ８ ， ６ ４ ８ 文献标识 码 ： Ａ
工程塑料聚四氟乙烯改性研究进展
把咖置于苯乙烯、反丁二烯二酸、甲基丙 烯酸酯等可聚合的单体中。以睨。辐射使单体在 咖表面发生化学接枝聚合。从而在表面形成一
层易于粘接的接枝聚合物。接枝后表面变粗糙，粘 接面积增大．粘接强度提高。这种方法操作简单、 处理时间短、速度快，不需要催化剂、引发剂，可在 常温下反应，接枝率容易控制，非常适合聚四氟乙
Ｐ眦表面发生基团反应．可根据册的不同用
途，选择不同的反应物质进行改性。例如，选择【Ｂ （ｃＨ３）３］作反应物质，改性后的表面是亲油性的，而 选择ＮＨ３、Ｂ２Ｈ６、Ｎ２Ｉｔ，（肼）或Ｈ２０２等作反应物质， 则改性后的表面是亲水性的。用芳香族化合物对
咖改性，可以大大提高其粘接强度，此法的优 点是简便、安全，还可以根据实际需要对唧表
（ＤＢＤｌ改性处理咖的方法，通过ｘＰＳ和ＳＥＭ 发现帆表面产生刻蚀，粗糙度增加，并引入了
极性含氧基因．通过比较发现ＡＧＰＤ的效果优于 ＤＢＤ。处理程度更均匀，处理后与水的接触角下降 值和表面含氧量均高于ＤＢＤ处理法．用ＡＧＰＤ处 理４０ ｓ后接触角最小值为５３。。
１．５
烯和其他氟聚合物表面的改性。但改性后的咖
接枝纤维进行洗脱．证实该纤维对铜离子具有优 异的解吸性能。 卢婷利等１３１采用共辐射接枝技术，在ＰＩ’ＦＥ上 接枝了苯乙烯后对其进行磺化。研究了溶剂种类、 单体浓度、辐射剂量及计量率对接枝反应的影响。 结果表明单体浓度和辐射剂量是反应的主要影响 因索。同时随着接枝率的增大。ＰｒＦＥ与水的接触 角由１０２．４０下降到７５．６。。 １．４低温等离子体表面改性 低温等离子体是指低气压放电（辉光、电晕、高 频、微波）产生的电离气体。在电场作用下，气体中 的自由电子从电场中获得能量成为高能电子。这 此高能量电子与气体中的原子、分子碰撞，如果电 子的能量大于分子或原子的激发能。就能产生激
聚四氟乙烯微孔膜亲水改性研究进展
收稿日期：2021-02-20聚四氟乙烯微孔膜亲水改性研究进展游欣1，唐宝华1，刘江涛2，蔡波2，王虹1，李荣年1（1.浙江鹏辰造纸研究所有限公司，浙江杭州311215；2.特种化学电源国家重点实验室，贵州遵义563000）摘要：该文介绍了亲水性聚四氟乙烯（PTFE ）微孔膜的优异性能和在水性溶液处理领域的应用，指出亲水改性PTFE 微孔膜是目前研究热点之一，综述了PTFE 微孔膜亲水改性的主要技术，分析了其所存在的问题，并进行了今后的研究展望。
关键词：聚四氟乙烯；微孔膜；亲水性能；改性；接触角doi:10.13752/j.issn.1007-2217.2021.01.002第51卷第1期2021年3月Vol.51No.1Mar.2021杭州化工HANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY亲水性聚四氟乙烯（PTFE ）微孔膜是PTFE 微孔膜亲水改性的产品，性能上它不仅保留了PTFE 微孔膜优异的热稳定性、良好的机械强度、抗化学腐蚀性以及低表面摩擦系数和高透光性等特性[1]111，而且通过亲水改性后，化学键能降低，表面张力提高，从而具有了良好的润湿性和相容性。
水性液体贯穿于环保、电子和食品等多个领域，无论在分离过滤或者质子交换等过程中都需要有与水有强浸润性的材料[2]42。
为了拓展PTFE 微孔膜的应用，疏水性聚合物膜的亲水改性研究成为PTFE 微孔膜研究的热点之一。
国内外学者为了提高表面润湿性对PTFE 微孔膜进行了大量的亲水改性研究，探索出诸多改性方法。
本文就近年来有关PTFE 微孔膜的亲水改性方法的最新成果进行了综述，分析了目前存在的问题，并对亲水性PTFE 微孔膜的改性研究进行了展望。
1前处理改性法前处理改性法是指在成膜前通过亲水填料与PTFE 树脂物理混合或对PTFE 树脂粉末进行亲水改性，然后再进行拉伸等工艺制备亲水性PTFE 微孔薄膜。
郭玉海等人将淀粉羧甲基化材料等亲水性聚合物与金属化合物通过偶联制成填料，与PTFE 树脂粉末物理混合拉伸制备亲水性PTFE 微孔薄膜，在过滤压力为0.009MPa 时，水过滤速度达3.812m 3/（m 2·h ）[3]。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展
综述CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2022， 39（4）： 70随着现代科技的飞速发展，对高性能材料的需求日益增加，聚四氟乙烯（PTFE）作为一种性能优良的工程塑料，在许多领域具有广泛的应用［1-2］。
PTFE是由单体四氟乙烯聚合而成［3］，分子结构为一种螺旋构象，即C—C骨架全部被周围的F原子包裹。
同时由于C—F的键能很高不易断裂，使PTFE可以抵抗强酸、强碱、油脂、纯氧化剂和有机溶剂等的腐蚀，但缺点是强度较低，不利于成型加工，机械磨损率高，特别是在受外力作用下会产生严重的蠕变现象，极大地限制了PTFE 的应用。
因此对PTFE的改性显得尤为重要［2］。
目前，PTFE的改性方法主要有表面改性、填充改性和共混改性。
本文详细阐述了PTFE改性的几种方法，并研究了改性方法对PTFE复合材料力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2022.04.15 *1 PTFE的改性1.1 表面改性由于PTFE表面结合能较小，不易与其他化合物和小分子反应，同时其他填料也很难附着在PTFE表面。
采用物理化学法对PTFE表面进行处理，可以在PTFE表面产生反应位点同时提高表面的粗糙程度，改善PTFE表面的疏水性、亲核性和防污性能。
常见的处理方法主要有等离子体处理法、电子辐照处理法、偶联剂处理法［4］。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展左 程1，肖 伟2*（1. 江苏扬建集团有限公司 扬州华正建筑工程质量检测有限公司，江苏 扬州 202105；2. 上海工程技术大学 数理与统计学院，上海 201620）摘要：综述了近几年国内外聚四氟乙烯（PTFE）改性的研究进展，并总结了表面改性、填充改性和共混改性的优缺点，着重分析了填料对PTFE力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
最后对PTFE改性工艺的发展趋势和前景进行了展望。
聚四氟乙烯薄膜的制备改性及应用进展
ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００４－２７５Ｘ ２０２０ １２ ０９聚四氟乙烯薄膜的制备改性及应用进展卢 聪，李贺希，项丰顺，刘 波，屈秀文（中国人民解放军陆军防化学院，北京 １０００００）摘 要：阐述了通过双向拉伸法、成孔剂法、静电纺丝法制备ＰＴＦＥ薄膜，系统分析了ＰＴＦＥ薄膜的不同改性方法的优缺点与最新的改性进展，讨论了ＰＴＦＥ薄膜在环保、服装面料、医疗卫生、电化学方面的应用，最后对ＰＴＦＥ薄膜的发展方向提出展望。
关键词：聚四氟乙烯薄膜；制备；改性；应用中图分类号：ＴＱ３２０ ７２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）１２－０２６－０４Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）ｍｅｍｂｒａｎｅｓＬｕＣｏｎｇ，ＬｉＨｅｘｉ，ＸｉａｎｇＦｅｎｇｓｈｕｎ，ＬｉｕＢｏ，ＱｕＸｉｕｗｅｎ（ＰＬＡＡｒｍｙＤｅｆｅｎｓｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｗｅｅｘｐｏｕｎｄｖａｒｉｏｕｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｐｒｏｄｕｃｅＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｉａｘｉａｌｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ，ｐｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｌａｔｅｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓａｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄ Ｗｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｃｌｏｔｈｉｎｇｆａｂｒｉｃｓ，ｍｅｄｉｃａｌｃａｒｅａｎｄｅ ｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｐｒｏｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＰＴＦＥｍｅｍｂｒａｎｅｓｆｉｎａｌｌｙＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）ｍｅｍｂｒａｎｅｓ；Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 有机膜是工业生产中应用最广泛的膜，具有质轻、堆积密度高、占地面积小等特点。
聚四氟乙烯表面改性研究进展
ＰＦ Ｔ Ｅ的情况 ， 发现用氨气等离子体处理 ｆ Ｆ ， Ｅ只需很短 的时 ｒ 间即可获得 良好 的亲水性 ， 处理后与水接触角可达 ２ 。 ０。
刘际伟等 用纯氧等离子体处理 ｆ Ｆ ， ， Ｅ处理后的 ｆ Ｆ ｒ ，Ｅ ｒ
与水 的接 触 角下 降 近 ３。 压剪 强 度 提 高 １倍 以 上。通 过 ０， Ａ Ｍ对处理前后的 ＰＦ Ｆ Ｔ Ｅ表面进行扫描照相， 发现表面明显 变粗 糙 ， 明等离子体对 Ｆ 说 Ｅ表面 有刻蚀作用 。 Ｈａ ｕ ｕ 等 用 Ｈ Ｏ Ａ 混合 气体 等离 子处理 Ｐ Ｆ ， Ｘ ２／ｔ Ｔ Ｅ 发 现处 理后的 ＰＦ Ｔ Ｅ与水 的接触角随处理时 间和功率 的增大而 减小 ， 最小接触角可达 ２ ． 。 同时 用 Ｘ Ｓ及 Ａ Ｒ Ｉ ３６ ； Ｐ Ｔ Ｒ分析 了
粘接 、 、 印染 涂装等 ， 生物 相 容性 也有不 利影 响。为此 ， 对 人 们采取 了多种手段对 Ｐ Ｆ 表 面进行 改性处理 ： ＴＥ 一是在 ＰＦ ＴＥ 材料表面的分子链上导 人极性 基 团； 是提高 ＰＦ 二 Ｔ Ｅ材料 的 表面能 ； 三是提 高 Ｐ Ｆ Ｔ Ｅ制 品表面 的粗糙度 ； 四是 消除 Ｐ Ｆ ＴＥ
等。 Ｇｉ ｓｒ ｒ ｓｅ 等 研 究 了空气 、 、 ｅ 水 氩气 、 氨气 等离 子体处理
２ １ 钠一 ． 萘络合物化学处理 钠． 萘溶液是 由钠 、 萘在四氢 呋喃 、 乙二醇 二 甲醚 等 活性 醚中溶解或络合而成 的。Ｎ 将最外 层 电子转移 到萘 的空 轨 ａ 道上， 形成阴离子 自由基 ， 再与 Ｎ ａ 形成离子对， 释放 出大量 的共振能 ， 了墨绿 色金属有机化 合物 的混合溶液 。这 些 生成 化合物的反应活性很高 ， Ｐ Ｆ 接触时 ， 能破坏 Ｃ Ｆ ， 与 ＴＥ 钠 — 键
PTFE的性能与应用
PTFE的性能与应用化学性质绝缘性：不受环境及频率的阻碍，体积电阻可达1018欧姆·厘米，介质损耗小，击穿电压高。
耐高低温性：对温度的阻碍转变不大，温域范围广，可利用温度-190~260℃。
自润滑性：具有塑料中最小的摩擦系数，是理想的无油润滑材料。
表面不粘性：已知的固体材料都不能粘附在表面上，是一种表面能最小的固体材料。
耐大气老化性，耐辐照性能和较低的渗透性：长期暴露于大气中，表面及性能维持不变不燃性：限氧指数在90以下。
应用PTFE独特的性能使其在化工、石油、纺织、食物、造纸、医学、电子和机械等工业和海洋作业领域都有着普遍的应用。
1、聚四氟乙烯(PTFE) 在建筑上应用，比如TACONIC公司生产的SOLUS系列产品，已经普遍应用在大型公共设施：的屋顶系统、机场大厅、展览中心、站台等。
重量轻它的重量只是传统建筑材料的一小部份高玻璃纤维是纺织布料中强度最高的,它乃至比同一直径的钢丝还要牢固不同与大多数固体建筑材料,柔软的Solus产品可被拉伸成各类动态的弧线形状透光性通过内外表面的均匀透光,就形成了柔和的散射光线低保护在织布利用期限内,只需做极少量的清洁工作。
因为织布表面的不粘性强,同时又是绷紧的,因此雨水会把尘土冲洗掉表面完全惰性化恶劣的环境,如霉菌,酸雨等将不对织布表面起作用可焊接性每一个织布构架将被焊接起来成为一体的大顶棚。
焊缝的强度会大于织布本身利用期限长在其利用期内,PTFE涂层的玻璃织布几乎无退化。
目前, Solus织布估量可利用至少25年防火性能 Solus织布取得A级防火评估,同时它仍然维持很强的透光性1、聚四氟乙烯(PTFE)在防侵蚀性能的应用由于橡胶、玻璃、金属合金等材料在耐侵蚀方面存在缺点，难以知足条件苛刻的温度、压力和化学介质共存的环境，由此造成的损失相当惊。
而PTFE材料以其卓越的耐侵蚀性能，业已成为石油、化工、纺织等行业的要紧耐侵蚀材料。
其具体应用包括：输送侵蚀性气体的输送管、排气管、蒸汽管，轧钢机高压油管，飞机液压系统和冷压系统的高中低压管道，、热互换器，釜、塔、槽的衬里，阀门等化工设备。
聚四氟乙烯表面改性技术研究进展
聚四氟乙烯表面改性技术研究进展郑振超;寇开昌;张冬娜;高攀【期刊名称】《工程塑料应用》【年(卷),期】2013(41)2【摘要】Research progress of surface modification of polytetrafluoroethylene (PTFE) at home and abroad was summarized. Several surface modification methods, such as quasi-molecule laser irradiation modification, high-energy radiation modification, chemical solution modification, high temperature melting modification, plasma modification, ion beam implantation modification and so on were mainly introduced. The advantages and disadvantages of surface modification methods were briefly described, and the development trend of PTFE' s surface modification was prospected.%综述了国内外聚四氟乙烯(PTFE)表面改性技术的研究进展,主要介绍了准分子激光改性、高能辐射改性、化学改性、高温熔融改性、等离子体改性及离子束注入改性等在PTFE表面改性方面的应用情况,简要叙述了各种改性方法的优势与不足,并对PTFE表面改性的发展趋势进行了展望.【总页数】6页(P105-110)【作者】郑振超;寇开昌;张冬娜;高攀【作者单位】西北工业大学理学院应用化学系,西安710129;西北工业大学理学院应用化学系,西安710129;西北工业大学理学院应用化学系,西安710129;西北工业大学理学院应用化学系,西安710129【正文语种】中文【中图分类】TQ324.8【相关文献】1.碳纤维表面改性技术研究进展 [J], 黄春旭;陈刚;王启芬;王志远;于倩倩;刘欣2.聚四氟乙烯密封材料的改性技术研究进展 [J], 吴迪菲;安源胜3.种植体掺离子表面改性技术及其促进骨结合的研究进展 [J], 俞舟;黄廷贲;王慧明;杨国利4.多巴胺氧化聚合膜表面改性技术研究进展 [J], 田欣欣;王暄;彭维;吕晓龙;于越;袁晓彤5.聚烯烃锂电隔膜表面改性技术研究进展 [J], 李嘉兴;李锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
聚四氟乙烯生产工艺及应用ppt课件
PTFE纤维特性
PTFE纤维的链构象
(1)耐化学性。“C-F”键具有极高的键能， 不易被拆开，PTFE大分子间的堆砌密度大， 使各种试剂难于透入其间。氟原子的取代 使PTFE形成螺旋结构型，这惰性的螺旋形 全氟“外壳”加之聚合物的非极性和结晶 结构，使得PTFE纤维具有极优异的耐化学 性，PTFE纤维在用于对焚烧炉排出的热气 体进行过滤中，到目前为止无任何其他材 料可以取代。
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PTFE纤维的应用
医学材料
近年来，PTFE纤维在医学上的应用越来越广泛， 如可用于人造血管，人工心脏瓣膜和人工心脏辅 助装置，人造韧带和人造食道等，PTFE纤维还可 用于普通外科和整形外科的手术缝合等，如比较 常见的整容手术隆鼻和整形下颌就是采用PTFE作 为填充材料。
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PTFE纤维的应用
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研究现状
2 国外研究现状 国外PTFE纤维的工业化生产始于1954年，由美国杜邦 公司研发，是最早工业化的特种合成纤维。其品种有单 丝、复丝、短纤维以及膜裂纤维。 奥地利Lenzing公司则于20世纪70年代开发成功PTFE的膜 裂纤维。该方法生产效率极高，但是生产的纤维线密度 不匀。除此之外，俄罗斯在研发多种PTFE纤维方面也取 得了较大的成效。
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PTFE纤维特性
(5)耐大气中的老化。对紫外是100％的稳定，不会老 化，在室外暴露15年机械性能也无明显的变化。 (6)拒水和耐水洗。PTFE不吸水，且容易洗涤，可以在 高温下使用强洗涤剂。其表面排斥水、灰尘和其它污 染物，因此它也是一种极好的的防污材料。 除此之外，PTFE纤维还有本身无毒、绝缘、抗辐射的 优良性能。
ptfeptfe简介简介1953发展简史发展简史195780年1984至今聚四氟乙烯纤维首先由美国杜邦公司开发使用开始实现工业化生可溶性聚四氟乙烯纤维投入生产主要是单丝聚四氟乙烯纤维的世界总产能力达到12kt研究现状研究现状国内研究现状国内研究现状目前我国生产的ptfe纤维产量已占全球总量的50以上出口到亚洲日韩美洲欧洲以及中东等国家和地区且部分性能超过国际同类产品
聚四氟乙烯在5g通信领域的应用进展
有机氟工业Organo-Fluorine Industry・58・2019年第4期聚四氟乙烯在5G通信领域的应用进展汤阳孟庆文(浙江巨化股份有限公司氟聚合物事业部，浙江衢州324004)摘要:介绍了5G通信的特点及对5G通信材料的要求,重点介绍聚四氟乙烯在高频覆铜板、射频线缆领域的应用。
关键词：聚四氟乙烯；5G；应用0前言2019年为中国5G商用元年。
作为第5代移动通信技术,5G具有比4G更好的性能,如高速高稳定性、低延时、频谱利用率高和扩展性好等优势"7。
高频传输技术是5G无线通信的关键技术之一，高频传输技术能够有效地增加频段资源的可利用率，增强5G无线通信技术对于网络发展的技术需求⑶。
要实现高频传输,必须使用低介电常数、低介质损耗材料,而聚四氟乙烯(PTFE)作为目前有机材料中介电常数最低的材料必将得到广泛的应用。
15G通信对高频技术的依赖物质上传播,就是有线通信，基本上用的就是铜线、光纤等线缆，统称为有线介质。
在有线介质上传播数据,速率可以达到很高的数值。
以光纤为例，在实验室中，单条光纤最大传输速率已达到了26Tbps, (1Tbps=1000Gbps=1000000Mbps)，是传统网络的26000倍,而无线通信才是移动通信的瓶颈所在，所以5G通讯如果要实现高速率传输，重点是解决无线通信的高频传输技术问题。
无线通信就是利用电磁波进行通信，电波和光波都属于电磁波，电磁波的功能特性是由它的频率决定的。
不同频率的电磁波有不同的属性，因而有不同的用途，如表1所不。
通讯分为有线通信和无线通信,如果是在实体表1不同频率电波的用途名称符号频率波段波长主要用途基低频VLF3~30Hz超长波1000km-100km海岸潜艇通信;远距离通信;超远距离通信低频LF30~300Hz长波10km~1km越洋通信;中距离通信;地下岩层通信;远距离导航中频MF0.3~3.0MHz中波10km〜100m移动通信;船用通信;业余无线电通信;中距离导航高频HF3~30MHz短波100m~10m移动通信;远距离短波通信;国际定点通信基高频VHF30~300MHz米波10m~1m 移动通信;电离层散射通信;流星余迹通信；人造电离层通信;对空间飞行体通信特高频UHF0.3~3.0GHz分米波1m~0.11m移动通信;小容量微波中继通信；对流层散射通信;中容量微波通信超高频SHF3~30GHz厘米波10cm~1cm 移动通信;大容量微波中继通信；卫星通信；国际海事卫星通信极高频EHF30-300GHz毫米波10mm~1mm再入大气层时的通信;波导通信电磁波频率越高，波长则越短。
聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展
第３５卷第３期中国机械工程V o l ．３５㊀N o ．３２０２４年３月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N Gp p．４９８Ｇ５１４聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展倪㊀敬１㊀崔㊀智１㊀何利华１㊀付㊀新２㊀朱泽飞１１．杭州电子科技大学机械工程学院,杭州,３１００１８２．浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州,３１００２７摘要:聚四氟乙烯(p o l y t e t r a f l u o r o e t h yl e n e ,P T F E )因其优异的物理化学性能而成为生产制造电子通信㊁航空航天等领域关键零部件的重要材料.相比模压烧结工艺,切削工艺能够更高效地加工结构较为复杂的P T F E 零部件.然而,P T F E 材料具有韧性强㊁回弹性高㊁导热性差和线膨胀系数大等特点,使得其切削加工质量难以保证,在一些特殊领域,对P T F E 零部件的表面洁净度更是有极高的要求,这些都对P T F E 材料的切削工艺提出了新的挑战.从P T F E 材料的基础力学和物理化学等特性出发,总结了P T F E 材料的切削加工性;结合聚合物切削理论及其研究方法分析了P T F E 材料的切削去除机理;阐述了P T F E 及其复合材料的车㊁铣㊁钻等切削加工工艺;最后概述了P T F E 材料切削工艺在相关重要领域的应用现状,并从材料性能研究㊁基础切削理论研究㊁切削工艺探索等方面总结了现有研究和应用中存在的问题,对未来研究的发展趋势和研究重点进行了展望.关键词:聚四氟乙烯;切削机理;切削工艺;力学性能中图分类号:T H １６D O I :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００４ １３２X．２０２４．０３．０１２开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):S t a t e Ｇo f Ｇt h e ＧA r t o fC u t t i n g T e c h n o l o g y a n dA p pl i c a t i o n s o fP T F E N I J i n g １㊀CU I Z h i １㊀H EL i h u a １㊀F U X i n ２㊀Z HUZ e f e i １１．S c h o o l o fM e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,H a n g z h o uD i a n z iU n i v e r s i t y ,H a n gz h o u ,３１００１８２．S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f F l u i dP o w e r a n d M e c h a t r o n i cS y s t e m s ,Z h e j i a n g U n i v e r s i t y,H a n gz h o u ,３１００２７A b s t r a c t :P T F E ,w i t h t h e e x c e l l e n t p h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s ,b e c a m e a n i m po r t a n tm a Ｇt e r i a l i n p r o d u c i n g k e yp a r t s i nt h e f i e l d ss u c ha se l e c t r o n i cc o mm u n i c a t i o n ,a e r o s pa c e ,e t a l ．C o m Ｇp a r e dw i t h t h em o l d i n g a n d s i n t e r i n gp r o c e s s e s ,t h e c u t t i n g t e c h n o l o g y m i gh t b e u s e d t om a n u f a c t u r e P T F E p a r t s w i t hc o m p l e xs t r u c t u r e s m o r ee f f i c i e n t l y．H o w e v e r ,P T F E h a dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f s t r o n g t o u g h n e s s ,h i g hr e s i l i e n c e ,p o o r t h e r m a l c o n d u c t i v i t y ,a n d l a r g e l i n e a re x pa n s i o nc o e f f i c i e n t ．S o ,t h em a c h i n i n gq u a l i t y o fP T F E p a r t sw a sd i f f i c u l t t ob e g u a r a n t e e d ．I ns o m es pe c i a l c a s e s ,t h e h i g hs u rf a c e c l e a n l i n e s s o f t h eP T F E p a r t sw a s a l s o r e q u i r e d ,w h i c h p r e s e n t e dn e wc h a l l e n ge s t o t h e c u t t i n g t e c h n o l o g y of P T F E m a t e r i a l s ．F i r s t l y ,t h em a c h i n a b i l i t y ofP T F E w a s s u mm a r i z e db a s e do n t h eb a s i cm e c h a n i c s ,p h y s i c a l a n dc h e m i c a l p r o p e r t i e s ．S e c o n d l y ,t h ec u t t i n g re m o v a lm e c h a n i s m of P T F Ew a sa n a l y z e db a s e do nt h e p o l y m e rc u t t i ng th e o r y a n dr e s e a r c h m e t h o d s ．T h e n ,t h ec u t ti n gt e c h n o l o g y o f P T F Es u c ha s t u r n i n g ,m i l l i n g ,a n dd r i l l i n g w a s p r e s e n t e d ．F i n a l l y ,t h e a p pl i c a t i o n s o f P T F Ec u t t i n g t e c h n o l o g y w a s d i s c u s s e d ．T h e p r o b l e m s i n t h e e x i s t i n g r e s e a r c h e s i n t e r m s o fm a t e r i a l p r o p e r t y r e s e a r c h ,b a s i cc u t t i n g t h e o r y r e s e a r c h ,a n dc u t t i n g t e c h n o l o g y e x p l o r a t i o n w e r es u mm a Ｇr i z e d ．A n d t h e r e s e a r c h t r e n d a n d f o c u sw e r e p r o s pe c t e d ．K e y wo r d s :p o l y t e t r a f l u o r o e t h y l e n e (P T F E );c u t t i n g m e c h a n i s m ;c u t t i n g t e c h n o l o g y ;m e c h a n i c s p r o p e r t y收稿日期:２０２３０３０７基金项目:国家自然科学基金(５２１７５３９５,U ２２A ２０１９７)１㊀聚四氟乙烯材料切削加工研究现状聚四氟乙烯(p o l y t e t r a f l u o r o e t h yl e n e ,P T ＧF E )是一种以四氟乙烯作为单体聚合而成的高分子聚合物,于１９３８年由美国杜邦公司的P l u n k e t t博士发明[１].P T F E 的分子表达式为－[C F ２－C F ２－]－n ,其分子链具有螺旋构象,较大的氟原子与碳碳链骨架紧密地堆砌,连接在碳原子的两个氟原子完全对称,使其成为完全的非极性聚合物,并使分子间的吸引力和表面能较低[２],这使P T F E 具有良好的自润滑性㊁耐酸耐碱性㊁耐高温性,可以在－１８０~２６０ħ的工况下长期使用[３Ｇ５],８９４因此,P T F E 被广泛应用于电子通信㊁航空航天㊁光伏发电和生物医疗装备制造领域[６Ｇ８].由于P T F E 材料的熔融黏度极高,当外界温度超过其结晶转变温度(３２７ħ)时,虽然P T F E 材料呈熔融状态,但是流动性极差,且P T F E 对无定形状态下的剪切很敏感,容易产生熔体破裂[９],故通常使用模压成形的方法生产P T F E 棒㊁板㊁圆管等毛坯和形状简单的零件.对于具有复杂结构或应用于特殊场合的P T F E 零部件,还需进行二次加工,其中,切削加工应用最为广泛,如图１所示.首先在室温下将P T F E 粉末置于模具中压制成密实的预成形品,此时P T F E 材料呈结晶相和无定形相混合的状态;再将预成形品置于烧结炉内,加热到熔点以上,使其结晶相转变为无定形相,形成密集㊁连续㊁透明的弹性体,之后通过降温得到P T F E 毛坯[１０];最后通过车削㊁铣削㊁钻削和复合加工等方式将毛坯加工成形.然而,P T F E 材料的回弹性高㊁弹性模量低㊁刚度和导热性差㊁线膨胀系数高等特性均不利于机械加工,给P T F E材料的高质量㊁高性能切削加工带来巨大挑战.从发明P T F E 至今,由于其切削加工技术在各个关键领域内的重要性和迫切需求,研究人员开展了广泛的研究.基于«科学引文索引(S C I )»㊁«工程索引(E V ２ＧE I )»㊁«中国知网(C N K I )»检索统计的国内外P T F E 材料切削加工技术领域的文献报道如图２所示,尤其是近十年来,相关文献发表数量呈现出快速增长趋势,其中包含许多具有代表性的文献.此领域研究人员主要关注以下几个方面:①P T F E 材料的切削加工性;②P T F E 材料的切削加工理论;③P T F E 材图１㊀P T F E 材料零部件生产加工过程F i g ．１㊀P r o c e s s o fm a n u f a c t u r i n g PT F E p a r ts １．P T F E 首次被发现㊀２．P T F E 切削过程成屑机理原位成像研究㊀３．国内较早对P T F E 车㊁铣㊁钻削加工工艺的探索研究４㊁５．P T F E 材料切削加工相关力学性能研究㊀６．P T F E 材料切削加工参数优化㊀７㊁８．P T F E 材料性质㊁应用综述９．P T F E 材料切削过程低温冷却技术的应用㊀１０．P T F E 材料切削力数学模型的建立与验证图２㊀P T F E 材料切削加工技术研究已出版文献统计F i g ．２㊀S t a t i s t i c s o f p u b l i s h e d l i t e r a t u r e o f r e s e a r c ho nP T F Em a t e r i a l c u t t i n g t e c h n o l o g y９９４ 聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展倪㊀敬㊀崔㊀智㊀何利华等料的切削加工工艺(刀具㊁切削参数㊁冷却技术等);④P T F E复合材料的切削加工工艺.根据统计与预测,在２０１５年的全球氟聚合物市场中, P T F E及其衍生物产品占比高达６０％,且其全球市场占比正以每年７％的增速增长;到２０２２年,全球P T F E需求达到２９亿美元[１１Ｇ１２].目前,世界范围内P T F E材料的主要供应商有旭硝子株式会社(日本)㊁科慕(美国)㊁大金株式会社(日本)㊁３M(美国)等.我国虽然是P T F E材料的生产大国,但是P T F E材料相关产品的性能与国际先进水平差距很大,国内P T F E材料切削加工相关的研究也不够系统.随着我国 十四五 规划的提出,在航空航天㊁电子通信㊁光伏发电和生物医疗装备制造等重要领域必然会对P T F E零部件和其切削加工工艺提出新的要求.本文基于P T F E材料的材料特性㊁切削加工性和切削加工理论,对P T F E材料及其复合材料的切削工艺和应用研究现状进行了综述,根据P T F E材料切削加工过程中存在的主要科学问题和研究焦点进行了分析和总结,为P T F E材料的切削加工提供理论依据.２㊀P T F E材料的切削加工性P T F E材料在切削加工过程中被切削层在刀具作用下与工件表面分离,该过程是不可逆的且伴随有大应变和高温状态下的大变形,其中切削力㊁切削热㊁振动㊁加工表面质量等物理现象都与切削变形有关[１３].切削加工过程中材料的力学性能和热学性能是影响其切削变形的主要因素. P T F E材料具有强度和刚度低㊁硬度小㊁导热性差㊁线膨胀系数大等特点,使得其切削加工性较为独特.从微观角度出发,如图３所示,P T F E材料的分子链中每个碳原子连接的两个氟原子完全对称,使P T F E成为完全的非极性聚合物.分子链的完全非极性是导致P T F E材料宏观上力学性能不佳的主要原因[１４].为探究P T F E材料力学性能对其切削加工性的影响规律,研究者借助标准的力学性能检测技术研究了P T F E材料在不同温度㊁不同工况下的力学性能(如拉伸压缩强度㊁蠕变㊁硬度等)[１５Ｇ１９].表１列出了被广泛报道的P T F E材料力学性能参数.图３㊀P T F E材料的微观结构和热力学性能对切削加工特性的影响F i g．３㊀T h e i n f l u e n c e o fm i c r o s t r u c t u r e a n d t h e r m o d y n a m i c p r o p e r t i e s o n t h e c u t t i n g c h a r a c t e r i s t i c s o fP T F E表１㊀P T F E材料的力学性能T a b．１㊀M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o fP T F E力学性能数值/范围测试标准(A S TM)拉伸强度(M P a)２７．４~３４．３D６３８伸展率(％)２００~４００D６３８压缩强度(M P a)１１．８D６９５冲击强度(J/m)１６０D２５６A硬度(肖氏)D５０~D５５D２２４０弯曲弹性率(M P a)５５０D７９０拉伸弹性率(M P a)４００~５５０D６３８动摩擦因数０．１０．６９M P a,３m/m i n ㊀㊀此外,根据图３所示的P T F E分子链螺旋构象,该结构中氟原子与骨架碳原子的连接和紧密堆砌使得分子链产生很大刚性,分子链的高度规整又使P T F E产生高度结晶,这样便决定了P TＧF E具有高耐热性和高熔点[２０].但是,P T F E材料的热导率较低,约０．２０~０．２４W/(m K).其线膨胀系数较大,约１０ˑ１０－５~１５ˑ１０－５m/(m K),且对温度较为敏感,在特定温度(１５~２５ħ)下会发生突变[２１].P T F E作为非晶态高分子材料,玻璃态转变温度T g是其重要性质之一[２２Ｇ２３].该温度是指非晶态高分子材料由玻璃态转变为高弹态所对应的温度,对材料的工艺性能有重要影响,如图３所示.非晶态高分子材料通常处于玻璃态㊁高弹态(橡胶态)㊁黏流态三种物理状态.在非晶态高分００５中国机械工程第３５卷第３期２０２４年３月子材料切削过程中产生的切削热足以达到甚至超过材料的玻璃态转变温度T g ,使材料呈现出不同的切削特性,并影响切削质量.当切削加工过程材料温度大于或等于T g 时,非晶态高分子材料的分子链开始运动,材料呈现高弹特性甚至黏流特性,由于此时材料屈服强度较低,故能够获得较为光滑的已加工表面[２４].反之,当切削加工过程材料温度小于T g 时,非晶态高分子材料处于玻璃态,材料呈现出高断裂伸长率和高模量,此时获得的已加工表面更为粗糙[２５].目前,P T F E 材料应用广泛,生产厂家众多,在材料制备技术㊁生产工艺等因素的影响下,来自不同渠道的P T F E 材料自身的基础物理化学性能出现差异,其中,包括玻璃态转变温度T g .为精准调控P T F E 材料的切削工艺,必须对其T g 进行准确高效的测量.本文统计了使用不同方法测量所得P T F E 的玻璃态转变温度,见表２.表２㊀P T F E 材料的玻璃态转变温度T a b ．２㊀G l a s s t r a n s i t i o n t e m pe r a t u r e (T g )of P T F Em a t e r i a l 测量方法Tg (ħ)参考文献动态力学分析１３０[２６]㊁[２７]１１６[２８]电流测定法１１０[２９]热膨胀法１２３[３０]热刺激电流法１３０[３１]㊀㊀综上所述,可以将P T F E 材料的切削加工性总结为以下方面:(１)P T F E 材料的切削力一般为金属材料的１/２０~１/１０.由于P T F E 材料具有弹性模量低㊁刚度差等力学特点,致使其在切削加工过程中的切屑不能被完全去除[３２],并且可能会出现 避刀现象.最终导致出现加工毛刺㊁边缘过切㊁亚表面损伤和加工尺寸精度不佳等问题.(２)P T F E 材料的导热性较差,若切削温度过高且无法及时散发而累积在切削加工区域,会使P T F E 材料 软化 ,甚至出现 粘刀 焦化 等现象,最终导致工件表面质量差等问题.(３)P T F E 较大的线膨胀系数和对温度的敏感性则要求必须对其加工温度加以精确控制,避免由切削温度累积造成的工件变形,导致工件加工精度下降.３㊀P T F E 材料切削加工理论与工艺３．１㊀P T F E 材料的切削加工理论聚合物材料的广泛应用使其切削加工理论也得以发展.对聚合物材料切削去除机理的研究最早可追溯到２０世纪６０年代[３３].相较于金属材料,聚合物材料在切削过程中具有更明显的流变效应,使得其材料去除机理较为复杂.学者们对此开展了一系列研究,并将正交切削法㊁侧面方格变形观察法㊁高频摄像法㊁快速落刀法等研究金属切削变形和去除机理的实验方法运用于聚合物去除机理的研究过程.通过高速摄影观察工件侧方预制方格的变形情况可以发现[３４]:P T F E 材料切削过程中,切屑平滑而连续地产生,工件材料在刀具的作用下受到垂直于切削方向的拉伸应变和沿着切削方向的压缩应变.在该过程中,生成的切屑厚度几乎等于切削深度.这是由于P T F E 具有较高的橡胶类弹性,断裂伸长率大,在切削过程中被去除的材料层会在高弹性变形的作用下与工件表面发生 劈裂 现象从而分离.材料的切削过程是一个大应变/应变率㊁非线性的过程,该过程涉及弹塑性力学㊁摩擦学㊁传热学等多学科交叉,仅用实验法和传统解析法对切削过程开展分析研究具有一定难度,且实验装备误差㊁实验人员操作熟练程度以及其他外界因素都不可避免地影响着实验精确性.为更准确㊁高效㊁直观地研究聚合物材料的切削去除机理,有限元仿真技术逐渐成为研究者的关注焦点之一.有限元切削仿真过程中,材料的本构模型至关重要,它必须能够将材料在切削过程中的应力应变等力学响应准确传送至仿真软件,以提高仿真结果精度.目前,由金属切削理论发展而来的J o h n s o n ＧC o o k 本构模型在多数聚合物材料切削仿真研究中得以应用[３５Ｇ３６].Y A N G 等[３７]针对聚合物材料高密度聚乙烯(h i g hd e n s i t yp o l y e t h yＧl e n e ,H D P E )在不同切削深度下的材料去除行为开展研究,从力学性能试验获得的材料真实应力应变曲线出发,结合材料的剪切损伤破坏准则和屈服破坏准则,使用J o h n s o n ＧC o o k 本构模型开发了一种显式有限元模型,通过该模型研究了H D P E 正交切削过程中不同切深和刀具角度下材料的成屑机制,结果表明材料去除层剪切带内的应力大于 刀屑 接触界面处的应力,且切屑卷曲直径随着摩擦因数和切削深度的增加而增加.为更准确表达聚合物材料自身弹性和黏塑性对仿真结果的影响,F U 等[３８]采用M u l l i k e n ＧB o yc e 本构模型对热固性聚合物材料的去除机理开展了有限元仿真研究,如图４所示,结果表明:当未变形切屑厚度为１０μm 时,刀具的移动使 刀工屑 接触区域的拉伸裂纹不断扩展,进而形成连续切屑,而切屑背面的塑性变形大于切屑正面的塑性变形,导致切屑的弯曲;当未变形切屑厚度为２０１０５ 聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展倪㊀敬㊀崔㊀智㊀何利华等μm和３０μm时,材料去除机理与上述过程一致;当未变形切屑厚度增加至５０μm时,切削层材料的去除和切屑的形成则是由拉伸裂纹的扩展和随后的突然剪切引起的;当未变形芯片的厚度增加到１００μm时,产生了不连续切屑,这是由于切屑几乎没有发生塑性变形,聚合物材料的高交联性能导致切削层材料很难通过分子链段的运动来适应芯片变形,从而使拉伸裂纹扩展至工件表面之后直接断裂,切屑直接从工件剥离.(a)切削深度１０μm(b)切削深度５０μm(c)切削深度１００μm图４㊀不同切深下热固性聚合物材料去除机理仿真结果[３８] F i g．４㊀S i m u l a t e d r e s u l t s o fm a t e r i a l s r e m o v i n g m e c h a n i s m o f t h e r m o s e t p o l y m e r u n d e r d i f f e r e n t c u t t i n g d e p t h s[３８]在聚合物材料切削加工理论方面,剪切面理论被广泛应用,如图５所示.剪切角与切削变形密切相关,从而成为了研究者的关注重点.目前常用的剪切角计算公式有M e r c h a n t和L e ea n dS h a f f e r公式:φ＝π４－β２＋γ２(１)φ＝π４－β＋γ(２)其中,φ为剪切角,γ为刀具前角,β为摩擦角.β可通过下式计算:F f/F c＝t a n(β－γ)(３)式中,F f为垂直于切削运动方向的切削分力;F c为切削运动方向的切削分力.图５㊀切削过程剪切面模型F i g．５㊀S h e a r p l a n em o d e l o f c u t t i n gp r d e s s在聚合物正交切削过程中,M e r c h a n t剪切面理论可以在避免测量切屑厚度的前提下有效确定剪切角的大小,且在一定的切削条件下,聚合物切削过程的剪切角保持恒定(约４５ʎ).此外,研究者还发现:聚合物材料切屑与工件的分离是通过断裂发生的,切屑形成过程是由材料的剪切屈服和塑性弯曲行为决定的[３９Ｇ４１].在此基础上, WY E T H[４２]在N y l o n６６正交切削过程中不仅考虑了M e r c h a n t和L e e a n dS h a f f e r剪切面理论的精确性,同时还考虑了材料的断裂韧性与分离能对剪切角大小的影响,并引入A t k i n s剪切面理论,结果表明,当刀具前角较大时,M e r c h a n t理论对剪切角的预测值低于实验值,而L e e a n dS h a fＧf e r理论的预测值高于实验值,A t k i n s理论的预测值与实验值更加接近;当刀具前角较小(０ʎ)时,三种剪切面理论的预测值与实验值保持了良好的一致性,但是L e e a n dS h a f f e r理论的预测值在切削深度较小时略低于实验值.在P T F E材料正交切削过程中,观察到切屑不易从工件表面完全分离,切屑形成过程中会产生严重的撕裂等塑性变形,从而导致工件表面被 过度去除 并生成不规则毛刺,如图６所示[４３].结合正交切削实验和剪切面理论,可总结出P TＧF E切削过程材料去除机理和切屑毛边的生成机理:切削过程中切屑所受真实应力小于P T F E的压缩断裂应力,故切屑为连续状态;刀尖区域的材料在刀具的作用力下向切屑边缘流动,在切屑边缘形成片层状结构,在应力集中效应下片层状结构出现裂纹,随后在切削力作用下扩展,最终形成切屑毛边[４４].目前在P T F E等聚合物切削机理和理论方面,对P T F E材料的切削本构模型和切削仿真研究报道较少,且无论仿真研究还是实验研究,大部分研究集中于正交切削过程,分析方法和基础理论大多沿用金属切削理论.正交切削是一种较为简单的切削方式,可以分析解释单一或少数参数２０５中国机械工程第３５卷第３期２０２４年３月㊀㊀㊀㊀(a)切屑形成的早期阶段㊀㊀㊀㊀(b)切屑形成的中间阶段㊀㊀㊀㊀㊀(c)切屑形成的后期阶段图６㊀P T F E切削过程 过度去除 现象[４３]F i g．６㊀E x c e s s i v e r e m o v a l i nP T F Ec u t t i n gp r o c e s s[４３]下P T F E材料的去除机理㊁材料失效机理和成屑机制.现有研究表明P T F E材料的切削机理因切削深度㊁刀具角度而异.P T F E材料自身属性如玻璃态转变温度T g㊁是否采用填料改性等同样是影响其切削机理的重要因素.此外,P T F E材料作为非晶态高分子材料,其制造工艺的细微区别会造成其结晶度的差异,导致P T F E材料的力学性能发生变化进而影响其切削特性.在实际生产加工过程中,P T F E材料的车削㊁铣削㊁钻削等方式相较于正交切削更为复杂,且切削模式不唯一.因此,将正交切削用于P T F E材料切削机理的解释较为理论化且存在一定的局限性,需综合考虑P T F E材料自身特性㊁刀具材料和几何结构㊁切削参数㊁冷却方式等因素,结合正交切削机理对不同切削工艺进行综合分析.３．２㊀P T F E材料的切削工艺P T F E材料切削过程切削力一般为金属材料的１/２０~１/１０,但由于其弹性模量低㊁具有高弹性和导热性差等特点,容易在切削过程中出现避让变形和热变形等问题,导致加工质量难以保证,因此,选择合适的切削刀具㊁加工用量㊁冷却技术和装夹方式尤为重要.３．２．１㊀刀具的选择选用合适的刀具是保证切削质量的重要基础.首先,不同材料刀具的硬度㊁耐磨性甚至表面粗糙度都对切削加工质量有着重要影响.目前常用的P T F E材料切削刀具主要有硬质合金㊁高速钢㊁立方氮化硼㊁陶瓷㊁金刚石刀具等.由于P TＧF E材料的硬度较低,故刀具材料的硬度对其加工质量的影响相对较小[４５].王方凯[４６]对P T F E 薄壁件的车削工艺进行了探究,在此过程中分别使用刀具角度㊁刀刃锋利度相同的硬质合金和高速钢刀具,对于薄壁件,刀具抗振能力是影响加工质量的重要因素;该研究发现,P T F E薄壁件切削过程中高速钢刀具在抗振能力㊁已加工表面粗糙度㊁螺纹完整性㊁已加工表面毛刺方面,高速钢刀具均优于硬质合金刀具,因此,为保证P T F E薄壁件的加工质量,选用了高速钢刀具,此外还指出须定期修磨刀具,保证其锋利度也是提高加工质量的重要因素.朱春江[４７]使用硬质合金刀具和立方氮化硼刀具对航空发动机产品中P T F E零件车削加工表面粗糙度的变化规律开展了研究,由于这些零件之间的配合面有接触关系,且要求具备密封功能,故应具有较小的表面粗糙度,结果表明,使用立方氮化硼刀具时加工表面粗糙度最佳,达０．２~０．４μm;同时还指出在后续的研究中可使用金刚石刀具,因为其刀具本身表面粗糙度较小(０．０２５μm),可以在加工过程中再次优化P T F E材料加工表面的粗糙度.由于P T F E材料导热性较差,切削过程切削热的积累会造成已加工表面质量的下降,故刀具材料的导热性也对P T F E材料的加工质量有重要影响.针对该问题,颖惠民等[４８]使用三种导热性不同的刀具(硬质合金㊁陶瓷和金刚石刀具)进行了P T F E车削实验,结果表明,使用金刚石刀具时工件表面形貌最好;而使用陶瓷刀具时,由于陶瓷刀具散热效果较差,导致工件表面形貌较差,出现了 波浪 状的涌起,如图７所示.刀具必须具有合理的几何形状.刀具角度是确定刀具几何形状的重要参数.P T F E材料强度低㊁切削力较小,故可以选择较大的前角和后角.但如果刀具前后角过大,会导致刀具散热面积的３０５聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展 倪㊀敬㊀崔㊀智㊀何利华等(a)硬质合金刀具(b)陶瓷刀具(c)金刚石刀具图７㊀不同材料刀具车削P T F E 材料表面形貌(拍摄尺寸１５００μmˑ１０００μm )[４８]F i g ．７㊀T h e s u r f a c em o r p h o l o g y o fP T F Et u r n i n g wi t h c u t t i n gt o o l s o f d i f f e r e n tm a t e r i a l s (t h e c a p t u r i n g s i z e a s １５００μmˑ１０００μm )[４８]减小和切削区域内切削热的堆积,影响工件加工质量.此外,为降低P T F E 材料高回弹性对切削质量的影响,刀具还应尽量锋利.如图８所示,对于P T F E 车削和铣削,刀具角度选择如下:车削刀具的前角γ和后角α理想取值范围分别为１５ʎ~２５ʎ和２０ʎ~３０ʎ,铣削刀具的前角γ和后角α的理想取值范围分别为２０ʎ~４５ʎ和１５ʎ~３０ʎ;为了提高刀尖强度和散热性,并减小切削抗力,主偏角的理想取值为κr ＝９０ʎ,副偏角取值范围为１０ʎ~１５ʎ;此外,切削过程中刀具刃倾角的正负和大小决定了切屑流向,若切屑流向已加工表面,则会与(a)车削刀具角度(b)铣削刀具角度图８㊀P T F E 切削时关键刀具角度的选择F i g ．８㊀S e l e c t i o no f k e y t o o l a n g l e s f o rP T F Ec u t t i n g已加工表面发生摩擦,导致表面质量下降,因此刃倾角应取正值,考虑到P T F E 材料切削过程的稳定性和刀具实际前角,最终选择刃倾角取值范围在１０ʎ~１５ʎ之间;对于钻削加工,为避免切屑黏附在钻头棱边和螺旋槽上而造成切削温度上升,前角应增大至３５ʎ~４５ʎ[４９Ｇ５０].综上,刀具的材料和几何参数均对P T F E 材料的加工表面质量有重要影响.受到P T F E 材料自身高弹性㊁导热性差等特性的影响,需使用较为锋利(刀尖圆弧半径小㊁具有大前角和后角)且导热性较好的刀具对其进行切削加工.立方氮化硼和金刚石刀具均展现出良好的加工性能.目前,对P T F E 材料切削刀具选择的研究大都集中于小批量生产的零部件以及单一工步切削实验研究方面,由于P T F E 材料比刀具材料的刚度㊁强度更低,故在短时间内的切削加工过程中刀具几乎不出现磨损.P T F E 材料切削过程刀具磨损对材料切削加工特性及已加工表面质量的影响还未引起广泛关注.此外,随着切削刀具技术的发展,具有表面微结构的刀具㊁涂层刀具已广泛应用于金属/非金属材料的切削加工过程,但是在P T F E 材料切削加工过程中的应用还鲜见报道,因此,对选择适当的刀具以实现P T F E 材料的高质量加工仍需深入研究.３．２．２㊀切削用量和冷却技术严格准确的工艺流程㊁适当的切削用量和冷却技术是保证P T F E 材料高质量切削的必要条件[５１].早在２０世纪９０年代,朱华峰[５２]就对雷达产品中的P T F E 高频绝缘零件切削加工技术开展了研究,并对P T F E 高频绝缘零件的车削㊁铣削㊁钻削和攻丝用量进行了讨论.通常,可以将P T F E 加工表面出现烧焦现象作为限制切削速度的参考;此外,当进刀完成后停留一定时间,如图９所示,可以使因工件刚性差㊁弹性高所引起的 避刀 变形在弹性恢复过程中切除,从而提高P T F E 材料的加工精度和表面质量[４８,５３].C U I等[５４]在固定主轴转速(８００r /m i n)的工况下开展了不同切深(０．２~１．０mm )和不同进给量(０．１~０．５mm /r )下的P T F E 车削试验(P T F E 工件尺寸为ϕ３０mmˑ８０mm ),他们观察到所有工况下均生成了连续切屑,且在特定工况下由于切屑刚度较低,十分容易缠绕在工件表面且不易分离,如图１０所示,从而导致切削力增大和摩擦热增加;为避免这些加工不利因素的出现,最终确定较为恰当的粗车削上述尺寸P T F E 工件的切削用量如下:主轴转速８００r /m i n ,切深０．８mm ,进４０５ 中国机械工程第３５卷第３期２０２４年３月。
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聚 四 氟 乙烯 （Ｔ Ｅ 为 四氟 乙烯 单 体 经 自 由基 ＰＦ）
聚合而 生成 的高结 晶聚合物 ，享 有 “ 塑料王 ”之 美
及 低 的摩 擦 因数（ 金 属及 所 有 塑料 中摩 擦 因数最 是 低 的） 等成型特 殊 性 ， 以采 用常规 的熔 融挤压 、注 难 射 成型等 普通 热塑 性塑料 成型 方法 来进行 加工 Ｉ。 ｏ Ｊ 基 于 Ｐ Ｆ 的特殊成 型加 工性 ，经过 几 十多年 ＴＥ 的发展 ，人们摸 索和 发 明诸 多 Ｐ Ｆ 的各 种特殊 加 ＴＥ 工 方法 ，主要 有烧 结成 型、推 压成 型 、模 压成 型、 压 延成型 、液压 成型 、柱塞 挤 出成 型 、螺 杆挤 出成 型 、注 射 成型 、浸渍 成型 、复合 喷涂成 型 、二 次加 工 成型 、 拉伸 一 收缩成 型 以及近 年 出现 的超 临界 冷 热 Ｃ ２ Ｏ 辅助挤 出成 型等 。 Ｊ
第３ ９卷第 ６期 ２１年 １ ０ ０ ２月
Ｖ ．３ ｏ１ ９， Ｎｏ ．６ Ｄｅ ｍｂ ｃｅ ｅｒ， ２０ １０
聚 四氟 乙烯 加 工 技 术 、填 充 改性 及 应 用进 展
廖 立
（ 浙江 安诺 芳胺 化学 品有 限公 司， 浙 江 上虞 ３ ２ ６ ） １３ ９
摘
Ａｄ ｎ ｅ ｎ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｃ ｎｏ ｏ ｙ Ｍ ｏ ｆｃ ｔｏ ｎｄ ｖａ ｃ ｓｉ ｏ ｅ ｓｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ， ｄｉ ａ ｉ ｎ ａ ｉ
Ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｌ ｔ ｔ ａ ０ Ｏ ｔ ｙ ｅ ｅ ｐｌｃ ｔｏ ｆＰ０ ｙ ｅ ｒ ｎｕ ｒ ｅ ｈ ｌ ｎ
要 ：选 择 聚 四氟 乙烯 （Ｔ Ｅ 为 论 述 对 象 ，概 述 了聚 四氟 乙烯 的特 性 和 相 关 的 成 型加 工 技 术 ，综述 了 目 ＰＦ ）
前 聚 四氟 乙烯 材 料 的 主 要 填 充 改 性 方法 ，并 简述 了聚 四 氟 乙烯 材 料 的应 用 现 状 ，最 后 还 对 聚 四 氟 乙烯 材 料 的发
ｍｏ ｉ ｃ ｔｏ ｅｈ ｄ ｆＰ Ｅ ｗｅ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｉ ｅａ ｌ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ａｉ ｎ ｓａｕ ｆＰ Ｆ ｓｄ ｓ ｕ ｓ ｄ Ａｄ ｉ ｏ ａｌ ， ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｍ ｔ ｏ ｓ ｏ ＴＦ ｒ ｅ ｉ ｗｅ ｄ ｔ ｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｔ ｔ ｓｏ Ｔ Ｅ ｗａ ｉｃ ｓ ｅ ． ｄ ｔ ｎ ｌ ｉ ｎ ， ｃ ｏ ｉ ｙ
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加 工 困难 等 缺 陷，使 其实用 化 和功 能化应 用受 到 限
制。 本文选 择聚 四氟 乙烯 为对 象 ， Ｐ Ｆ 的特 性 、 就 ＴＥ
成 型加工 技术 、填 充 改性方 法及应 用进 行 阐述 。
２ ＰＦ Ｔ Ｅ的填 充 改 性 方 法
在 ＰＦ Ｔ Ｅ中加 入不 同 的填 料 ，在保持 其原有 优 点 的基础 上 ，可 以克服 Ｐ Ｆ Ｔ Ｅ的缺 陷 ，改善其 综合 性能。 目前 用于 Ｐ Ｆ Ｔ Ｅ复 合材 料所 用填料 品种很 多 ， 大致 可分 为金属 、金 属氧 化物及硫 化物 、无 机物 、 有机物 和 纳米粒 子等 。 ２ １ 金 属填充 Ｐ Ｆ ． ＴＥ 金 属 的加 入 能很 大程 度 改 善 Ｐ Ｆ 的机 械 性 ＴＥ
１ 聚 四氟 乙烯 成 型 加 工 技 术
由于 Ｐ Ｆ Ｔ Ｅ的特殊 分子 结构特 征 ，使 其具 有极 高 的熔融 粘度（ ８ ℃时熔 融粘度 为 １ ０ ａ ｓ、 ３０ ×１ 加Ｐ ・） 剪切 敏感 （ 易产 生熔 体 破裂 ） 、大 的 收缩性 蠕 变性 以
誉 。自 １ ３ ９ ８年 Ｐａｋ ｔ博 士发 明 Ｐ Ｆ ｌ ｅ ｎ ｔ Ｔ Ｅ后 ，经过 几
十年 的快速 发 展 ，Ｐ Ｆ 已成 为 目前 产 量最大 的氟 ＴＥ
树 脂 ｌ。 由于该 树脂 无色 、无毒 、且 具有优 异 的化 Ｊ Ｊ 学稳 定性 ， 极强 的耐 高低温 性 能 ， 好 的非粘 附性 、 较 自润滑 性和 低温 延展 性 ，耐老 化性和 高度 绝缘 性 等 性 能 ，广泛 应用 于航 空航 天 、 油化 工 、机械 电子 、 石 建 筑和 轻纺 等诸 多领 域 Ｊ 但 因机 械性 能较 差 、 。 线 膨 胀系数 较 大 ，尺 寸稳 定性 差 ，热 导率低 ，耐 蠕变 性 差 ，易冷流 ，耐 磨损性 差 、硬度低 ，成 型和 二次