可利用特殊工艺进行改性的密封材料----PTFE

 

聚四氟乙烯(PTFE)因其卓越的化学抗性和独特的物理特性而广泛应用于各种需要高耐腐蚀性和化学稳定性的场合,以满足不同应用的需求。由最开始的PTFE密封材料到后面,科学家又研发出了sPTFE、ePTFE、rPTFE密封材料等等。作为密封材料有很多种应用方式。因其本身具有高耐腐蚀,物理性能稳定,耐高低温,成就了它良好的密封性能,在石油、化工、制药、电力、钢铁行业都有广泛的应用。适用的介质包括水、油、酸溶液、碱溶液等几乎所有的化工成分。

 

 

聚四氟乙烯它本身对人没有毒性,但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用

(它的诞生解决了世界化工、石油、制药等领域的许多问题。它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。)

PTFE密封件由PTFE经自由基聚合而生成。

(工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的,用以散热,并便于控制温度。)

聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2压力下进行。

(可用无机的过硫酸盐、过氧化物为引发剂,也可以用氧化还原引发体系。)

摩尔PTFE聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂。

(例如全氟辛酸或其盐类。)

 

 

软体聚四氟乙烯经久耐用,密封性能可靠;聚四氟乙烯本身具有最佳的耐腐蚀与不老化性,经过特殊加工后具有很好的耐蠕变性和耐冷流性;能在很宽的温度范围内长期安全使用; 柔软易切割,可通过机械或手工剪裁,便于安装。

 

 

PTFE材料的应用 

 

1.可用于棒、管、板、电缆料生料带等材料的制作,

二次加工还可制成薄板、薄膜及各种密封件制品,还可用作润滑剂、稠化剂。

2.可作为塑料、橡胶、涂料、油墨、润滑油、润滑脂等的添加剂。

3.可推压成型制成薄壁管、细棒材、异型棒材、电线电缆绝缘层.

4.用于机械、电子、化工等工业用于喷涂、浸渍等。

5.可制薄膜、管板棒、轴承、PTFE密封件、阀门及化工管道、管件、设备容器衬里等,用于电器、化工航空、机械等领域。

6.PTFE密封件主要用于电气工业,在航天、航空、电子、仪表、计算机等工业中用作电源和信号线的绝缘层、耐腐、耐磨材料。

 

不过,要保持良好的密封效果,密封材料还需要有良好的填充性能,以填充密封界面的所有缝隙,以及需要足够坚固,以承受介质的压力。

而PTFE作为一种高分子聚合物,相对分子质量约为100,000至500,000克/摩尔,在一定的温度和压力下,传统的PTFE垫片会发生蠕变松弛进而失去原有厚度,容易引起介质泄漏并导致过快的密封失效。

为了将传统PTFE密封垫片蠕变冷流问题最小化,rPTFE(Restructured Filled PTFE)诞生了。该材料在烧结前经过层压工艺,形成一个高度纤维化结构,同时为了满足化学服8       务的需要,还添加了矿物或人造填料进行改性,如重晶石、矿物和二氧化硅、硫酸钡或空心玻璃微球等。

这使得rPTFE密封材料在室温和高温下的蠕变都大大降低,即具有更好的尺寸稳定性。因其优异的密封性能,rPTFE被广泛应用于化工、石油、制药、食品加工等领域。

 

 

模压烧结PTFE

Molded Sintered PTFE Sealing Materials

模压烧结PTFE片材是最早推出市场的产品。它们由纯净或再加工的PTFE树脂制成,不添加任何填料,先进行模压,然后压缩和烧结。与任何塑料制品一样,当PTFE受到压缩力时会表现出蠕变特性。这种特性对于垫片的性能非常不利,因为需要频繁重新紧固以避免和减少泄漏。蠕变行为会随着温度的升高而显著增加。

模压PTFE的主要优势在于成本低、市场供应充足和高耐化学性能。

 

 

车削PTFE 

Skived PTFE Sealing Materials

车削PTFE(sPTFE)片材是通过对烧结PTFE坯料进行刮削而制成的,用以克服模压工艺的制造缺陷。然而,PTFE的产品仍然存在相同的蠕变问题。为了降低模压或PTFE片材的蠕变行为,会添加矿物填料或纤维。然而,由于制造工艺(模压或刮削)的原因,这种减少并不足以产生长期有效的密封效果。

 

 

膨体PTFE

ePTFE Sealing Materials

在烧结之前,PTFE经过特殊处理可赋予其克服蠕变的能力。经特殊工艺制造而成的膨体PTFE密封材料有单向拉伸(带材)和多向拉伸(带材/片材)。膨胀PTFE(ePTFE)具有很高的耐化学性能和非常高的可压缩性,非常适用于易碎或玻璃衬里法兰。市场上大多数膨胀PTFE产品不含填料。它的主要缺点是在无法分离法兰的情况下进行,安装比较困难。

 

 

           

 

 

 

尽管传统PTFE密封材料存在一定的局限性,但通过ePTFE和rPTFE等先进工艺的发展,这些问题得到了克服。通过添加填料或纤维,并利用特殊工艺,传统PTFE密封材料可以获得更好的抗蠕变性能,还能凭借多样的填料选择,可以量身定制以满足特定的化学服务需求,确保在各种严苛应用中实现长期有效的密封性能