带状结晶结构密实地折叠成球状颗粒,这种带状结构很容易被从颗粒中拉出,形成与拉伸方向平行的微细纤维,未展开的结晶分子则以“结点”形式与纤维相连接。因为纤维是从不同的树脂颗粒中拉出来的,因此会在纤维之间形成孔隙。以分散体形式混合PTFE树脂组分,脱水干燥后加入适当的润滑剂制成模坯,经推压挤出压延成膜片,再经过干燥(或萃取),在一定张力下去除润滑剂后,成为带有孔隙的基础膜,此时薄膜中孔的孔隙小,孔隙率亦低,仅为25%~30%。在这些基础膜中PTFE以微纤维结构存在,在一定温度下拉伸基础带时树脂微纤维被拉伸取向。拉伸可分为单向拉伸(纵向拉伸)和双向拉伸(纵向横向均拉伸)两种方法,二者均可形成微纤维连接点的高孔隙微孔膜,但微观结构有明显区别。单向拉伸膜“结”的形状呈长条形,垂直于拉伸方向分布,纤维沿拉伸方向取向;而双向拉伸膜“结”近似为球星,纤维以“结”为中心呈放射状分布。微纤维之间形成孔隙,微纤维之间的孔隙大小决定孔径的大小,结点的数量及尺寸则影响开孔率。这时的薄膜因PTFE本身的物理性能原因,其尺寸稳定性不好,强度也不高,放置时间稍长会发生较大的回缩,无太大的实用性。经热定型(烧结)后则微孔结构可保持下来,尺寸稳定性、强力都会大大提高,形成一定孔径、孔隙率的微孔薄膜。膜的张力可以达到40MPa,甚至更高,开孔率也高达90%,结晶度高达98%。
在注塑机上挤压成的膜,要用尽可能高的温度去处理,但不能超过其熔点327℃,一般为225~300℃。这主要是因为如果温度太低,分子链活动力低,纤维易被拉断。当加热时PTFE分子排列将变得无序,折叠的PTFE分子链被从晶区中拉出形成微细纤维,无定形区增加,其结晶度下降,这个温度越高,无定形区越大。随拉伸温度升高,分子链活动力更高,晶片越易解缠,膜中的微纤取向度提高,薄膜的强度也随之提高。在拉伸后,热定型温度要超过327℃,无定形区将发生交链反应,出现了无数个结点,它联结着结晶链,这称为原纤化。
拉伸速率极大地影响着结晶度,在35~327℃之间,靠近低温区时,存在着一个极大拉伸速率,当超过它时,膜将断裂。同时也存在着一个极小拉伸速率,低于它时,膜也将断裂,或者拉出的膜强度小;靠近高温区时,只要确定最低拉伸速率就可以了。最低的拉伸速率与温度间存在着对数关系。温度提高,拉伸速率可以相应地增大。
结晶度的密度与原材料中树脂成分也有很大关系,如在PTFE树脂中加入不超过0.2%的六氟丙烯,与PTFE共聚,可以提高拉伸速率以及膜的结晶度。
烧结后以不同速率来制取各种PTFE微孔薄膜,结果发现,慢速冷却的薄膜为白色不透明的,薄膜内、外表面观察到带状结构。带的尺寸和结晶度随冷却速率减小而增大。在非常小的冷却速率(0.01℃/min)下,结晶度为96%,透湿性增加。另一方面,骤冷的薄膜结晶度为30%,透光度为94%,其外表面光滑细腻,而且未出现带状结构,内部粒子直径为0.1~0.21μm。骤冷降温使薄膜的形态具有特殊的性能,如增加PTFE薄膜的耐久性和透光度。