用SEM观察断裂面,发现结晶区包含一些宽度为0.2~10μm的长带。这些带含有一些垂直于带长轴的平行条纹,条纹间隔约30nm,分子链是平行于条纹方向排列的,带的平均宽度为0.7~0.8μm。PTFE晶体是先由平行排列的折叠链形成片晶,再由片晶堆积而成的带状多晶聚集体。
通常在较低温度时,在应力作用下,PTFE的结晶带存在两类畸变。第一类畸变发生在低应力下,伸长很小时,条纹与带轴分离进行横向滑动,由于在作用力方向上的转动,一些条纹变斜,这种畸变是非结晶畸变造成的。第二类畸变发生在高应力下,条纹指向应力方向而弯曲成人字纹,这是由晶体的实际应变造成的。
在高温拉伸时,PTFE的结晶结构和形态结构都会发生变化。用于制膜的PTFE树脂通常结晶状态良好,结晶度高达98%以上,这时PTFE以粒子状态存在,内部结晶为带状多晶聚集体,不存在结点和原纤。
在基础膜阶段,PTFE粒子通过物理混合形成了毛坯,在160~200℃温度下压延成基础膜。由于此过程所受应力仅为压缩剪切力,拉伸应力很小,PTFE晶体条纹与带轴分离进行横向滑动,一些条纹变斜发生畸变,因速度快,温度又不够高,所以是非结晶畸变,结晶度基本不变。但此时温度作用也使少量无定形区分子滑移出晶体结构,因而出现很少的原纤,不会形成明显的微孔。
在基带阶段,基础膜受到了纵向拉伸和热的作用,此时温度为180~250℃。从微观结构来看,结晶度和结晶尺寸都有所下降,说明有些较小尺寸得结晶或膜表面的多晶聚集体收到了破坏,在热和拉里作用下,有部分片晶发生滑动,更多的分子发生滑移,无定形区扩大。一方面,会使原纤增多;另一方面,分子、无定形或结晶区沿拉伸方向取向,会有部分原纤在热和拉力共同作用下断裂,出现一些微孔。
在薄膜形成阶段,即未固化薄膜阶段,尽管受热温度不高,但拉伸倍数较大,通常为2~10倍。此时,不但存在分子滑动、片晶滑移、无定形区的破坏和取向,也存在着晶区的破坏,因此出现结晶度的进一步减小。随着拉伸倍数的增大,会有更多分子滑移、片晶滑动、原纤形成,但也会使得更多原纤因应力集中而断裂,因此,微孔孔径变大,空隙率提高。同时,由于双向拉伸,可能使得较多结晶区表面受到破坏,出现周围都是原纤或空隙的现象,只是较大的结晶区联结,此即为结点。