聚四氟乙烯從分子結構上看是一種直鏈的熱塑性高分子化合物,但即使加熱到結晶轉變點(327℃)以上的溫度,也只能形成無定形的縮合態,具有很高的熔體粘度。它不能流動,因此不能使用標準的熱塑性加工方法。 PFA 在 PTFE 的線性分子上引入了全氟烷氧基側基,降低了聚合物鏈的剛性。與聚四氟乙烯相比,它不僅降低了聚合物鏈的剛性。它具有提高的熔點和更好的可塑性,同時保留了 PTFE 的大部分優良性能。 PFA可以在425°C下通過一般的熱塑性塑料成型和加工方法進行加工,如模塑、傳遞模塑、注塑、擠塑和吹塑。相對于大多數其他熱塑性塑料。 PFA 在較高溫度下的加工是由于其較高的熔體粘度和較低的活化能(約 50kJ/mol)。
雖然PFA是一種熱穩定的樹脂,但熔融加工過程中的熱降解是不可避免的,降解程度與加工溫度、停留時間和剪切速率有關。熱降解主要與端基有關。當熔體加工高于 400 時,主鏈會在較高的剪切速率下斷裂。在相同分子量下,熔融PFA的熱穩定性比PTFE低2倍。震級。加工溫度、停留時間和剪切速率的準確控制對PFA的加工非常重要,否則會因熱降解或樹脂內形成氣泡而導致樹脂變色。
當剪切速率小時,聚合物熔體擠出物的表面是光滑的。但是,當剪切速率超過某個臨界值時,隨著剪切速率的不斷增加,擠出物的外觀會依次出現粗糙。 、尺寸的周期性波動,以及破碎成碎片等各種變形現象,這些現象稱為不穩定流體或彈性湍流,熔體破裂是指最嚴重的情況。與許多其他熱塑性塑料一樣,PFA 的熔體斷裂發生在一定的剪切速率之上,首先是熔體擠出物的粗糙表面,然后是熔體擠出物尺寸的周期性波動,直到發生斷裂。在熔體加工中,允許熔體流動的最低速率由在較長停留時間引起熱降解的流速決定,而最高速率由熔體斷裂和骨架斷裂時的流速決定。與大多數熱塑性塑料一樣,PFA 可以通過增加分子量分布來提高剪切速率。
傳遞模塑的加工溫度在350~380℃之間,剪切速率低,加工過程中不會發生斷鏈現象。由于產品通常在幾百個大氣壓的壓力下冷卻,端基熱分解產生的氣體會全部逸出,但產品脫模時會遇到很多問題,需要聚合物的分子量分布被控制。分子量分布變窄后產品的離型性大大提高。還發現快速冷卻得到大尺寸的顆粒,樹脂呈藍色且更透明。
熔體流動指數較低的PFA級樹脂更適合傳遞模塑,在聚合物中引入第一單體全氟甲基乙烯基醚(PMVE)或六氟丙烯45)(HFP)鏈段可以提高脫模性能。然而,第三單體的引入也影響了PFA的結晶性能。當溫度接近或高于熔點時,由于分子量增加而引起的副反應會對制品的脫模性能產生負面影響。
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