在搅拌作用下悬浮在水中,实质上是自由基引发的水溶液沉淀聚合。引发剂可采用过硫酸铵、过醋酸叔丁酯、过氧化物等,或者用过硫酸盐与亚硫酸氢钠、硫酸亚铁组成的氧化还原体系。影响聚合过程的工艺指标有聚合温度、聚合压力和搅拌速度等。一般选择聚合温度为40~80℃,压力为0.35~2.8MPa。反应温度的控制很重要,随着聚合温度升高,引发剂分解速率增大,反应速率加快,聚四氟乙烯分子量降低;聚四氟乙烯在水中的溶解度较小,需有足够的搅拌速度,提高聚四氟乙烯在水中的溶解速率。随着聚合压力增大,提高了四氟乙烯在水中的溶解度,从而加快聚合速率。
四氟乙烯经过洗涤及分馏,去除盐酸和在热分解中产生的各种氟碳物。已纯化的四氟乙烯在不锈钢高压釜内,在过硫酸铵或其他过氧催化剂的催化作用下聚合,其反应急速进行,反应过程中放热。
聚四氟乙烯微孔薄膜的生产是利用聚四氟乙烯塑料树脂的吸油性、不溶性以及烯径材料易挥发的特性形成微孔;利用其在固化温度之前的聚四氟乙烯塑料也有可塑性的特点,在工艺温度段的加工范围内进行双向拉伸,最后经过高温气氛烧结固化定型,成为厚0.04mm左右的可透气而不漏水的聚四氟乙烯微孔薄膜。
PTFE薄膜生产工艺主要有压延、车削和拉伸等。通过结构分析及实际测定,只有拉伸膜才具有良好的微孔结构。
用拉伸方法加工PTFE微孔薄膜的技术是由美国Gore公司发明的。一般是先将PTFE树脂与液体润滑剂混合后,压制成毛坯,再经过挤出、压延等工序制成生料带。在加热的情况下,除去润滑剂,同时进行拉伸,形成原纤维的微孔结构薄膜。拉伸工艺可分为两种:一是单纯进行纵向拉伸,然后依不同用途进行横向拉伸;二是同时双向拉伸。经过拉伸后的薄膜与生料带之间发生显著的变化:密度下降,拉伸强度提高,形成大量微孔,尺寸稳定性显著提高。继美国之后,其他一些国家,如日本、瑞士、德国、英国争相研制,其中最活跃的当瞩目本,除与Gore公司合作外,又自行研制了多层、多孔、半烧结的PTFE薄膜。经过双向拉伸等工艺加工成的多微孔PTFE薄膜在膜技术中占有重要的地位。Gore公司将其与织物黏合后作为“防水透湿”功能面料,风靡市场,目前成为国际防护服装及欧美军队最主要的装备品之一、PTFE材料的化学惰性和耐热稳定性更拓宽了其应用领域,无论是置于苛刻的化学环境、暴露于高温条件下,或是要求生物兼容性及低化学可萃取的场合,多孔PTFE薄膜均可视作为理想的材料。目前,Gore公司正在研制PTFE选择性透过复合膜,并将其用作生化防护材料。