热定型降低了晶体尺寸和结晶度,使应变的无定形区域松弛,这种松弛对改善膜的热尺寸稳定性有很大作用。实验发现,热定型温度在300℃以下对稳定性的改善不大,而在400℃以上会使结晶度严重降低,进而影响到薄膜的孔结构,同时严重影响力学性能。
热定型温度越高,PTFE膜的平均孔径越大,这是由于温度升高,薄膜的结晶度下降,无定形区增加。而薄膜成孔是发生在无定形区的,无定形区增大为孔径的发展提供了空间。在较高的温度下定型的薄膜的结点比较大,结点之间的距离较宽。结点与结点之间是以微纤维在膜内相互连接的,微纤维之间的空隙即为孔洞,最终薄膜孔径是微纤维纵横交错叠加的结果,微纤维之间的空隙大小决定孔径的大小。单位体积内结点的数量少,微纤维之间的空隙大,孔径必然大。同时实验还发现,随着热定型温度的增加,孔径分布宽度增大,孔径均匀性变差。随着热定型温度升高,热收缩率是明显下降的。这是由于在热定型阶段,温度越高,薄膜热收缩越大,所得的薄膜尺寸越稳定。
弓曲是一种非均匀横向拉伸,是指在预热区标记的直线,经过横向拉伸后出现弯向薄膜入口或出口侧这一现象,发生在横向拉伸和拉伸后的热定型过程中。在横向拉伸过程中,弓曲现象在热定型阶段会进一步增大,同时热定型温度对弓曲形变产生很大的影响。提高热定型的温度将增加弓曲形变,因为热定型温度升高将导致薄膜硬度降低,加工过程中的收缩率增加,此时横向拉伸产生的纵向应力和收缩使薄膜的变形位移进一步增加,从而增大弓曲变形。
随着热定型温度的升高,薄膜的厚度是逐渐减小的。这是由于热定型时,微细纤维以及结点会发生熔合回缩,使薄膜内部在厚度方向上的空隙减小,从而造成薄膜的厚度减小。并且温度越高,微细纤维以及结点的回缩越严重,薄膜的厚度减小得越多。
薄膜的孔径大小、厚度、弓曲形变以及薄膜热收缩率均受到热定型温度的影响,但它们的规律是不同。同时,PTFE薄膜在加工过程中,随着定型温度的升高,PTFE的结晶度有降低的趋势,进而影响到薄膜的透湿性能和力学性能。升高热定型温度,PTFE结晶度降低,薄膜的孔径变大,透湿能力增强,但断裂强力降低。所以,为了得到结构性能优异的薄膜,要根据薄膜的最终用途来选择热定型温度。