聚四氟乙烯主要成型制品及生产工艺

聚四氟乙烯主要成型制品及生产工艺
徐下忠,吾良福,王文理,方晓琴
( 巨化集团技术中心高分子材料研究所,浙江衢州324004)
　　摘　要: 　介绍了由聚四氟乙烯悬浮细粉、分散细粉和分散乳液成型的主要制品及其技术指标和生产工艺等。
关键词: 　聚四氟乙烯
中图分类号: TQ325. 4 　　　　文献标识码: A
　　作者简介: 徐下忠(1976～) , 男, 工程师, 主攻方向: PTFE
及其它含氟材料的研究开发。
收稿日期: 2004207206
　　
1 　概述
　　聚四氟乙烯被称为“塑料之王”,具有无色、无毒、
耐温范围宽、化学惰性和摩擦系数小等多种优异性能,
使其成为当今以汽车、国防、机械、化工、电子、建筑等
工业为中心的所有产业部门都不可缺少的重要材料。
本文着重对市场上主要的聚四氟乙烯成型制品及其技
术指标、生产工艺和应用领域等作一综述。
2 　聚四氟乙烯主要成型制品
　　根据聚四氟乙烯的性能特点和加工特点,其制品
主要应用于防腐、防粘、电子电气、静态和动态的密封、
医药包装等领域,产品的种类有板材、管材、薄膜、多孔
材料、玻璃纤维浸渍布以及填充改性制品等。
2. 1 　聚四氟乙烯板材
　　按ZBG33002 —85 分类, PTFE 板材[1～3 ] 可分为三
类:SFB —1 主要用于电气绝缘,SFB —2 用于腐蚀介质
的衬垫、密衬件及润滑材料,SFB —3 用于腐蚀介质中
的隔膜和视镜。根据其成型工艺不同可分模压板及旋
切板两种。模压法比旋切成型设备简单,生产周期短,
但对大型板材,压机模具体积较大,生产场地空间要求
大,所以要进行大面积防尘工作,另外预成型板材极易
破碎,在进入烧结炉前应轻拿轻放。
大型模压板材成型工艺流程:原料检验→捣碎过
筛→计量→模压→半成品检验→烧结→冷却→成品检
验→包装。
工艺参数:
原料处理:捣碎过10～20 目筛,并将其置于23 ℃
～25 ℃环境中24h～48h 进行温度调整。
模压:压力1715～35MPa ,保压时间1～10min。
烧结:烧结温度360 ℃～380 ℃,升温速度30 ℃/ h ,
330 ℃保温2h ,370 ℃保温3h。
冷却:降温速度20 ℃/ h ,在PTFE 熔点附近330 ℃
左右缓慢冷却。
主要设备:
YJ79 —3500 　工程塑料液压机
DL —88A 　大型烧结炉
主要技术指标,见表1。
表1 　模压法PTFE 大型板材技术指标
项　　目技　术　指　标
密　　度,g/ cm3
拉伸强度,MPa
断裂伸长率, %
击穿电压,kv/ mm
2110 ～ 2130
≥1510
≥150
≥10
应用:
利用其化学稳定性好的特点。主要用于石油、化
学、化工行业大型管道的垫圈、衬里、大型阀门的阀片、
隔膜、各种反应容器、贮槽、反应塔的衬里、塔板,分配
板等。
利用其介电性能优异,用于热电站、电解槽、密封
环、电子电器和电子计算机工业的印刷线路、复铜板基
材、各种尖端及特殊设备的部件。
8 5 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　塑料科技
PLASTICS SCI. & TECHNOLOGY　　　　　　　　　　　　　　　№1 (Sum. 165)
February 2005
利用其摩擦系数低的特点,用于海上钻油井架滑
轨贴面、船坞滑道贴面、拦河大坝闸门滑道贴面、桥梁
伸缩支承滑块贴面、各种机床,镗床,磨床,刨床滑动导
轨贴面等。
利用其不粘性,用于制糖工业、服装行业、食品及
烟叶烘烤的传送带、印染工业防粘防腐的各种导辊的
包覆层等。
212 　聚四氟乙烯管材
　　PTFE 管材[4～8 ]其成型工艺有推压法、挤压法、液
压法、焊接法、缠绕法等,其中以推压法为主。一般采
用分散PTFE 树脂,粒径500μm ,表观密度为0145g/ ml
～0155g/ ml 。小直径管选用压缩比较大的树脂,大中径
管选用压缩比较小的树脂。助挤剂通常选用200 号与
260 号溶剂油。PTFE 管材进行二次加工可制得PTFE 热
收缩管、PTFE 螺旋管、PTFE 钢丝增强液压管等。
21211 　聚四氟乙烯普通管
　　聚四氟乙烯普通管是由聚四氟乙烯分散树脂在常
温下以有机溶剂为助挤剂推压制得,再经干燥、烧结制
成。按管径大小可分普通型管和微型管二种。普通管
内径> 4mm ,微型管内径≤4mm。
生产PTFE 管的典型配方:
分散PTFE 树脂100 (重量份)
助挤剂18～24
生产工艺流程:
PTFE、助挤剂→混和→推压→干燥→烧结→冷却
→制品。
生产工艺参数:
混合:温度≤19 ℃,时间10min～20min ,混合完毕
在25 ℃～30 ℃停放24h 以上。
制坯:压缩速率约为50mm/ min ,压力0～3MPa 。
推压:料腔温度为30 ℃～50 ℃,口模温度为50 ℃
～60 ℃,推压速率随管径的增大而变小,随壁厚的变小
而加快。
干燥:在210 ℃以下,2h～3h
烧结:间歇烧结,升温速率60 ℃/ h ,375 ℃±5 ℃保
温4h。
　　连续烧结,干燥区100 ℃～250 ℃, 预热区
250 ℃～330 ℃,烧结区380 ℃～420 ℃,冷却区小于
300 ℃。
主要设备:混合机、预成型机、立式推压机、干燥及烧结
炉。
主要技术指标:ZBG—33001 —85 ,见表2。
表2 　PTFE 普通管的技术指标
性　　能微型管普通管
密度,g/ cm3
拉伸强度,MPa
断裂伸长率, %
2110～2130
≥25
≥100
2110～2130
≥15
≥150
用途:作为绝缘及输送流体导管等。
21212 　聚四氟乙烯热收缩管
　　PTFE 热收缩管具有受热收缩的特性,因此能紧密
地包覆在其它工件的外表,使该工件具备耐腐蚀、电绝
缘及防粘性。广泛用于电气、化工、机械、印刷等工业。
据报道PTFE 热收缩管最大收缩率大于75 %。
采用分散PTFE 树脂加工制成,其原理是PTFE 在
加工中受到应力后产生强迫高弹形变,这种形变具有
可逆性,低温使之冻结,若重新加热冻结的强迫高弹形
变就会逐渐消失并回复到原状态。
生产PTFE 热收缩管典型配方:
　　分散PTFE 树脂100 (重量份)
　　助挤剂20～22
生产工艺流程:
PTFE 树脂、助挤剂→混合→存放→预成型→推压
→干燥→烧结→冷却→热处理→吹胀→冷却→产品。
生产工艺参数:
前部分和普通PTFE 管相同。
热处理:将干燥烧结好的管子再次在高温下进一
步充分烧结后骤冷的过程,温度390 ℃±2 ℃,冷却液
- 5 ℃。
吹胀: 在310 ℃左右,充入0198MPa 以下压缩气
体,吹胀率为200 %～400 %。
主要设备:吹胀机,其它和普通PTFE 管相同。
主要技术指标,见表3。
表3 　聚四氟乙烯热收缩管国内外技术指标
项　目中　国英　国日　本
最大收缩率, % 75 75 75
拉伸强度,MPa 1916 43112 22154
相对伸长率, % 250 350 300
绝缘强度,kv/ mm 37～50 36～37 50
比重,kg/ m3 2115 ×103 212 ×103 2114 ×103
收缩温度, ℃ > 330 > 328 > 330
21213 　聚四氟乙烯钢丝增强液压管
　　普通PTFE 管承受40kg/ cm2 左右的压力就要破
裂,当将其与钢丝复合后耐压性大大提高,国外的最大
工作压力达到700kg/ cm2 。研究表明软管的耐压强度
徐下忠 ,等 　聚四氟乙烯主要成型制品及生产工艺 59
和耐脉冲强度不但与钢丝强度有关,而且还与编织角
度大小有关。单层编织时编织角为54°44″时,在内压
下钢丝没有伸长,软管的长度、直径都不变化,耐压性
最好。
当用作航空工业液压系统的软管时,为了防止内
管因液压油流动过程中而产生的静电击穿,须在PTFE
内管的制造时加入微量导电碳黑。然而研究发现加入
碳黑并未能完全阻止静电通过管壁放电,且增加空隙。
六十年代Attas 公司制造了复合形式的管体,即管子内
层是一定比例的导电碳黑与PTFE 的均匀混合物,管
子外层是纯PTFE。这种形式的管体内层具有轴向导
电性能,因此既能除静电,又能防渗。
其工艺:
内层树脂(含导电碳黑) 、外层树脂→压坯→推挤
→干燥→冷却→检验→编织→装接头→检验。
PTFE 钢丝复合软管主要用于飞机上的液压系统、
冷气系统、燃油系统、滑油系统。在民用工业中,适用
于橡胶、塑料、制药、服装、造船、汽车、机床、电机、柴油
机、造纸等行业作液压、汽压、蒸汽输送等的软连接件。
主要技术指标,见表4。
表4 　聚四氟乙烯钢丝增强液压管的技术指标
技术指标输气用输液用
工作温度, ℃
工作压力,MPa
室温爆破压力,MPa
≤200
1
8
≤100
2
8
21214 　聚四氟乙烯螺旋管
　　PTFE 螺旋管又称PTFE 挠性软管,它除具有聚四
氟乙烯全部优良性能外,还具有可挠曲的特性。目前
品种有纯PTFE 螺旋管及管外有化学纤维、不锈钢丝
和涂塑玻璃纤维编织增强两类。
它是由PTFE 整体经二次加工而成,其工艺是将
PTFE 薄壁管以一定速度连续通过一个温度为270 ℃～
280 ℃组合模具连续向前旋转运动而制得。
主要用于耐强腐蚀和耐高温设备的软性连接错位
连接、蛇形管路、泵发动机等震荡部件的进出口管。用
于飞机发动机的屏蔽电缆和保护电缆套管等。
主要技术指标,见表5。
表5 　聚四氟乙烯螺旋管的技术指标
技术指标裸管化纤增强不锈钢丝增强涂塑玻璃编织
工作温度, ℃ ≤200 ≤260 ≤280 ≤250
工作压力,MPa 013 115 5 011
爆破压力,MPa 110 410 15 —
213 　聚四氟乙烯薄膜
　　PTFE 薄膜[2 ,4 ,9～12 ]是由模压烧结圆柱形坯料,经
机床切削成膜后再压延而成。根据处理方法的不同可
分为定向膜,半定向膜和不定向膜三种,目前PTFE 薄
膜产品有多孔膜、微滤膜、彩色膜等。
21311 　聚四氟乙烯彩色薄膜
　　PTFE 彩色薄膜适用于以色泽区分标志的电器仪
表或导线绝缘上,是一种新型的综合性能优良的C 级
绝缘材料,是无线电工业、航空工业以及尖端科学技术
中不可缺少的重要材料之一。PTFE 薄膜一般采用悬
浮聚合聚四氟乙烯树脂,要求颗粒直径在150μm 以
下。颜料必须具备耐热性好( > 400 ℃) ,颗粒细,着色
力强,对化学试剂稳定等要求。
其生产工艺流程:
PTFE 树脂、颜料→混合→模压成型→烧结→冷却
→车削不定向膜→压延半定向膜
主要工艺参数:
混合:目前生产彩色PTFE 薄膜混合方式主要有
两种;干法混合和湿法混合。研究表明湿法混合比干
法混合混料均匀但工序多,成本高,需加溶剂,为了保
证制品的均匀性一般采用湿法混合。
工艺过程是将PTFE 树脂、颜料加溶剂→混合→
干燥→除溶剂→彩料。
模压预成型: 合理选择预成型单位压力是生产
PTFE 彩色薄膜重要的工艺条件。主要根据树脂的细
度、压缩比、颜料种类细度等条件来选择,一般在20～
40MPa 。
烧结冷却:由于彩色薄膜含有颜料,导热系数、热
胀系数与PTFE 不一致。因此在烧结过程中升降温度
比普通PTFE 薄膜要慢,烧结温度比普通薄膜低,升降
温度为20～30 ℃/ h ,烧结温度为375 ℃。而普通薄膜
升温速度在327 ℃前50 ～ 60 ℃/ h , 在327 ℃后30 ～
40 ℃/ h ,烧结温度380 ℃,降温速度20～50 ℃/ h。
车削不定向膜:刀尖角以40°～45°为宜,速度比普
通PTFE 慢。
压延半定向膜:压延温度随薄膜厚度而异,一般
5μm 厚,110 ℃±5 ℃;30μm 厚,130 ℃±10 ℃。压延倍数
为215～310。
主要设备:
(1) 混合搅拌机;
(2) 液压机　35～40MPa ;
(3) 烧结炉　DL151 ;
60 徐下忠 ,等 　聚四氟乙烯主要成型制品及生产工艺
(4) 精密数控车床　C620 ;
(5) 压延机　辊筒Φ100 ×120。
主要技术指标,外观颜色应鲜艳均匀,见表6。
表6 　聚四氟乙烯彩色薄膜的技术指标
半定向彩膜不定向彩膜
拉伸强度,MPa ≥30 ≥10
伸长率, % ≥70 ≥100
直流击穿电压强度,kV/ mm > 50 > 30
21312 　聚四氟乙烯多孔膜
　　PTFE 多孔膜为新型的空气过滤材料。用该材料
的空气过滤器适合于吸收半导体工业所用的净化室中
空气或其它气体中的悬浮微粒且空气及其它气体压力
损耗较小。
1976 年, R1W1Gore 首先披露了商品名称为
Groce —TexR 的PTFE 多孔膜的制造过程。将粉末状聚
四氟乙烯和润滑剂混合成糊,挤压成片,在排出润滑剂
升高温度后(低于结晶熔点) ,进行单轴或双轴拉伸,拉
伸后的长度为原长度的50 余倍。该膜的标称孔径为
0102μm～10μm ,厚25μm～76μm。1977 年来,日本研究
者先后发表了许多专利,如日本专利公开公报16619/
1988。日本专利公开16019/ 1988。日本专利公开
17216/ 1981 就多孔PTFE 膜,增加孔隙率,减小孔径,减
少压力损耗等作了许多研究。最近日本田丸真二制得
了一种平均孔径为012μm～015μm 的膜, 当空气以
513cm/ s 流速通过时压力损耗为10mm～ 100mmH2O
柱,该多孔PTFE 薄膜具有99 :1 到75 :25 的纤丝对接
点的面积比,0105μm～012μm 的平均纤丝直径和不大
于2μm2 的最大接点面积。其制备方法是用PTFE 细粉
(由DaikinF104) 制备厚度为100μm 的未烧结,未延展
的PTFE 薄膜(该薄膜在日本专利公开152825/ 1984 公
开) 。然后在炉中加热并在339 ℃下保持50 秒以获得
0150 烧结度的连续的半烧结膜。再在320 ℃环境温度
加热15 分钟,以100 %/ 秒的速率双向同时或连续的延
展薄膜。该设备由Iwamoto 公司制造,在膜的纵向上拉
伸比为5～8 ,宽度方向拉伸比为15～25。总拉伸比为
75～200 ,而制得PTFE 多孔薄膜。
214 　聚四氟乙烯泡沫材料
　　PTFE 泡沫材料[13 ]除保留了原有的许多优良性能
外,还具有一般泡沫材料的特性,如密度小,柔软,略有
弹性,并可按不同的配比生产不同介电常数的PTFE
泡沫材料。同时也是一种最能耐腐蚀的热塑性过滤材
料。研究表明用高分子材料———稠环芳烃作为成孔剂
制造的PTFE 泡沫材料其效果优于水溶性无机盐和其
它挥发性物质。它的许多特性是一般滤纸、滤布、微孔
玻璃、多孔陶瓷以及其它过滤材料所不及的,被广泛用
于石油,化工,地质勘测,仪器仪表以及医药等工业部
门。用来分离强腐蚀性的固2液,固2气,气2液介质不可
缺少的重要材料。此外它还是良好的隔热衬垫材料,
高质量材料及微波天线比较理想的材料。
生产工艺:
树脂→干燥→捣碎→筛析
成孔剂→球磨→筛析
→混合→预成型→干
燥→冷却→检析→烧结→冷却→成品
工艺参数:
原料选择:对孔径小的发泡材料选用粒径25μm～
35μm 的悬浮树脂,对孔径大的发泡材料一般选用粒径
150μm～ 250μm 悬浮树脂。树脂干燥温度100 ℃～
120 ℃。5 小时捣碎过40 目筛。成孔剂稠环芳烃球磨
16h～24h ,过40 目筛。
混合:先将一定比例PTFE 树脂和成孔剂先混匀,
再加入到剩余的PTFE 树脂中,混合5 分钟。
预成型:预成型的压力应根据混合料的颗粒大小
来确定。一般压力控制在34MPa 。
干燥:使成孔剂均匀的从制品中全部逸出。采用
阶梯式升降温方式。50 ℃时保温5h ,80 ℃时保温5h ,
150 ℃时保温12h ,再降温至100 ℃保温3h。
烧结:升温速度35 ℃/ h ,在327 ℃左右保温1h ,在
380 ℃保温6h～8h ,降温速度25 ℃/ h。
主要设备:
KWY—104 —1 型电热干燥箱;
DH —50 型高速混合机;
Y71 —100A 型液压机;
151 型高温烧结炉。
主要技术指标,见表7。
表7 　聚四氟乙烯泡沫材料的技术指标
项　　目技术指标
外观有弹性,颜色洁白,无凸凹前陷
击穿电压,kV/ mm ≥10
连续工作时间,h ≥5
介电常数1112～2100
介电损耗因数1～5 ×104
密度,g/ cm3 014～210
215 　聚四氟乙烯膨体材料
　　PTFE 膨体材料[14～19 ]是六十年代发展起来的新型
徐下忠 ,等 　聚四氟乙烯主要成型制品及生产工艺 61
材料,由微细的无规排列的纤维连接聚四氟乙烯的小
结节所形成,纤维之间的空隙充满了空气,具有孔径
小、孔率高、孔径分布均匀、强度高、相对密度小等特
点。品种有膨体管、膜、纤维等。前文所述多孔膜即其
一种,广泛应用在人工血管、心脏修补膜、分离和过滤
膜、密封、电气绝缘、野外用品等方面。
膨体PTFE 的成型工艺是将糊膏挤压成型,形成
纵向排列成纤维状的预成型品,经干燥去除助挤剂后,
在低于PTFE 熔点(327 ℃) 的温度下进行高速拉伸,再
在糊膏熔点的温度下对处于拉伸状态的PTFE 半成品
进行热处理,得到孔隙率为40 %～97 %的膨体PTFE
管、膜、棒等,此法称为拉伸成型法。原料需选用超高
分子量分散聚四氟乙烯树脂。近年来宫香山等人利用
不同牌号低分子量树脂之间相溶及表面张力间极微小
的差异,按一定比例混合,然后按拉伸成型法加工可制
得云片状多孔结构和常规纤维结节结构膨体PTFE 材
料。DuPont 公司报道了一种新的多孔材料制备方法:
在250 ℃～400 ℃温度范围内,使PTFE 与一种流体接
触,该流体只渗透和溶胀,但不显著溶解PTFE 或消除
其弹性记忆,然后冷却并从未被吸收的流体中分离渗
透溶胀的聚合物。除去吸收的流体,形成具有单一
DSC 熔融吸热的多孔材料。这种材料可用来做宇航
服、绝对清洁室服、防水雨衣、手套、鞋类、户外用帐篷
或睡袋。
21511 　膨体聚四氟乙烯人工血管
　　膨体PTFE 人工血管首先在美国和日本进行动物
试验,于1971 年人体临床开始实际应用。目前已应用
到人体的各部分如: 内径1mm～115mm 的膨体PTFE
人工血管已应用于脑外科手术,内径2mm 的人工血管
已应用于心脏搭桥手术。
膨体PTFE 人工血管是有微细的无规小纤维连接
着PTFE 小结节所形成。这些小纤维间隙充满了空
气,拥有50 %的气孔结构,而小结节的间隙则为15μm
～30μm 的连续多孔结构。它具有以下特点: (1) 抗血
栓性和人体适应性优; (2) 不漏血液; (3) 即使弯曲了
也不会缠绕; (4) 缝合容易,不会裂开,为了防止血管
破裂,发展了膨体PTFE 血管的增强技术。
增强的方式有: (1) 用膨体聚四氟乙烯膜缠绕增
强; (2) 用聚全氟乙丙烯单丝在管外缠绕成螺旋形增
强。
其生产工艺流程为:
PTFE 树脂、助挤剂→混合→预成型→糊膏挤压→
干燥→拉伸热定型→制品
本生产工艺前部和一般糊膏挤压制品相似的拉伸
工艺是决定产品性能的关键。制品孔径大小、孔隙率
高低均与拉伸温度、拉伸速率、拉伸倍率有关。一般控
制拉伸温度200 ℃左右,拉伸速率100 %/ 秒,拉伸倍率
5 倍左右。
主要技术要求:
(1) 孔隙率为55 %～70 %;
(2) 密度为012～014 ;
(3) 在直径20mm 的芯棒上弯曲360 ℃不变形;
(4) 每根管的爆破压力达到0149MPa 。
21512 　聚四氟乙烯纤维
　　PTFE 在高温时粘度大、不流动、也不溶于各种溶
剂,不能用熔融纺丝和湿法纺丝来制造PTFE 纤维。
前文介绍制造PTFE 有两种方法: 一是切割拉伸法。
二是以化学纤维为载体的湿法纺丝。最近洪重光等人
发明了一种制造PTFE 短纤维的方法,并用该纤维制
成PTFE 纤维过滤材料。该方法的关键是设计一种有
机高分子材料制纤设备,该设备由磨轮、包络器、风机、
旋风分离器等部件构成。其中磨轮是关键,它由钢轮
外缘电铸金刚石聚晶体制成。通过控制磨轮粒度、轮
径、转速及加工PTFE 料块尺寸等工艺条件,可以制造
不同长度和粗细的PTFE 纤维型过滤材料。该材料的
特点,如压力损耗小、过滤流量大、使用寿命长、可再生
处理和重复使用。
其制造工艺是选用悬浮型PTFE 树脂按一般工艺
加工成一定形状和大小的料块。该料块通过制纤专用
设备将加工成绒状纤维,纤维直径10 - 4mm～10 - 1mm
范围,长度1mm～100mm 范围。然后半成品PTFE 纤
维填入模具,加压,压力的大小根据过滤材料孔隙,孔
径来确定,一般为50～150kg/ cm2 。最后烧结成型。烧
结温度390 ℃±5 ℃,时间8h～12h。
为了扩展PTFE 纤维的应用范围,奥地利人韦默
等发明了一种稳定永久弯曲性能的PTFE 纤维。该方
法的特点是纤维由两种不同型号的PTFE 组成,利用
两组份的热空气收缩率至少有1 %的差别制成,如:用
AlgoflonDF200 (AusimontSPA) 热空气收缩值为415 % ,
Telflon3579 (DuPont 生产) 热空气收缩值为310 % ,将这
两种PTFE 粉末用20 %的润滑剂处理,分别压成圆柱
形制品,然后将这些圆柱形制品沿其轴向在中心严格
地分开,再把这两种不同聚合物的1/ 2 部分合为圆柱
体压制成圆股,然后利用压延机将圆股压成011mm 厚
62 徐下忠 ,等 　聚四氟乙烯主要成型制品及生产工艺
的膜,将此膜干燥,在380 ℃下烧结,并在此温度下以
1 :11 比例拉伸,这样得到的膜厚度为20μm ,将此膜分
裂成丝,用一个切割机可将其切割成80mm 长的短纤
维,再将这些短纤维放在250 ℃的炉子中加热30 分钟,
这两种PTFE 在加热过程中有不同程度的收缩,结果
有45 % 弯曲, 这种纤维在拉伸8 % 时强度可达
495N/ mm2 。
216 　PTFE 分散液浸渍制品
　　PTFE 分散液是平均粒径为012μm～013μm ,PTFE
树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液粘度01015Pa·s
～01020Pa·s ,浓度为60 %左右,PH 值9～10。用PTFE
分散液浸渍石棉、玻璃纤维、玻璃布、多孔金属材料所
制得的制品[20、21 ]具有优良的性能,不吸水,具有良好
的不粘性、润滑性与气密性,在高温时仍具有优良的耐
化学腐蚀性且比未浸渍的坯料具有更高的机械强度。
(1) PTFE 浸渍石棉　一般采用45 %左右的PTFE
分散液,浸渍后在100 ℃左右干燥,用来编织圆形或方
形的动密封件。
(2) PTFE 浸渍玻璃纤维　玻璃纤维必须清洗后
才浸渍在PTFE 分散液中,100 ℃下干燥,然后在280 ℃
～290 ℃烘焙再烧结。
(3) PTFE 浸渍多孔金属　由多孔金属浸渍PTFE
所形成的产品称氟塑料金属,可加工成轴承、活塞环、
导向套、导轨、球型支承座等部件,广泛应用于化工、机
械、汽车、交通、纺织,电机等行业中。
所有多孔金属必须具有30 %～ 40 %孔隙率。
PTFE 分散液浓度60 % , 采用真空浸渍, 真空度
9815KPa ,在100 ℃±10 ℃干燥4 小时。然后在370 ℃±
10 ℃烧结炉中用惰性气体保护烧结。
217 　聚四氟乙烯填充制品
　　在PTFE 制品中,填充PTFE 制品[22 ]是产量最大的
一种,在国外填充PTFE 一般由PTFE 树脂生产厂来完
成, 如德国Hoechst 公司的HosTaflonTF4000 系列,
HosTaflonTF3000 系列以及HosTaflon2000 系列。而我国
由于PTFE 树脂生产技术落后于加工技术,PTFE 填充
技术都是在制品加工厂来完成。通过在PTFE 树脂中
添加无机类、金属类及高聚物类等不同填料来改善
PTFE 的耐压性、耐磨性、抗冷流性、耐热性、尺寸稳定
性等。填充后的制品与纯PTFE 相比,耐压性提高5～
10 倍,耐磨性提高1000 倍,线膨胀系数降低80 % ,导
热性提高5 倍,并且降低了体积电阻与表面电阻,主要
应用于机械工业中作无油润滑轴承,轴承垫衬,活塞
环,机床导轨等,近年来,国外在化工防腐方面,以填充
PTFE 作为管道,阀门,泵等的衬里的应用发展迅速,这
是填充PTFE 新的应用领域。
根据这些要求常用的填料有:玻璃纤维、碳纤维、
石墨、石英砂、二硫化钼、无定形炭、氟化钙、青铜粉、陶
瓷、聚酰亚胺、聚苯、聚对羟基甲酸酯等。
填充PTFE 制品一般采用模压成型工艺:影响填
充PTFE 制品质量的好坏主要取决于树脂填充剂的选
择,配方的设计,物料混合均匀程度等因素。目前用于
填充PTFE 的混合方法有三种: (1) 干法混合工艺要求
混料装置快速,均匀无死角,适用于一般要求的制品。
(2) 溶剂混合,溶剂为丙酮或甲醇,适用玻璃纤维填充
PTFE。(3) 湿法混合:采用这种工艺成型的制品机械
强度高,磨耗低,耐腐蚀性好。填充PTFE 制品的成型
压力取决于填料在PTFE 中的体积比,如:含5 %填料
成型压力250 巴;含6 %～10 %填料成型压力350 巴;
含12 %～25 %填料成型压力500 巴;含大于25 %填料
成型压力700 巴。填充制品的烧结工艺与纯PTFE 相
同。但对含有MoS2 的填充制品要求360 ℃时在空气介
质中烧结,或380 ℃时在氮气介质中烧结。含玻璃纤
维的填充制品适宜在氮气介质中烧结。
填充PTFE 制品的组分根据填充制品的应用环境
来决定,有单一填料填充,也有几种填料复合填充。
如:20 %SiO2 填充PTFE 用作氧气压缩机活塞环,10 %
聚酰亚胺、15 %玻璃纤维、5 %石墨复合填充的PTFE 用
作氢增压机活塞环等。由于单一填料能改善PTFE 一
些性能但对其它一些性能带来不利影响,如玻璃纤维
填充PTFE 耐磨损寿命可增加1000～2000 倍,使用极
限PV 值约增加10 倍,但摩擦系数有所增大,负荷形变
量约减少10 %;再如石墨的加入改进了PTFE 尺寸稳
定性耐药品性,耐压缩蠕变性和导热性,但耐磨性较
差。因此通常采用几种填料填充来获得性能优异的填
充PTFE 制品。如应用于注塑机上的PTFE 轴承是由
PTFE 填充玻璃纤维,石墨,炭纤维,铜粉和Fe2O3 制
成,其机械性能,导电性能,冷流性和耐磨损性都得到
提高。用于镗床上的导轨带是由玻璃纤维,石墨,青铜
粉,MoS2 填充PTFE 复合材料制作的。用于进口设备
配套件高强耐磨填充PTFE 密封件,由本溪市玻璃钢
厂研制成功,它是由15 %玻璃纤维,10 %碳纤维填充
PTFE 制成的,其摩擦系数为0117 ,磨耗量为010001 ,磨
痕宽度317 ,达到和超过进口设备随机配件要求。
对填充PTFE 的研究国内外主要在不断开发其新
徐下忠 ,等 　聚四氟乙烯主要成型制品及生产工艺 63
的应用领域。对已开发的产品进行系列化。不断寻找
新的填充材料,如聚苯硫醚,聚酰亚胺,聚苯酯,高分子
液晶等轻质材料作填充剂在国外发展很快,是一类很
有前途的填充PTFE 新品种。国内应优先发展需求量
大流动性好的玻璃纤维、碳纤维、石墨、青铜粉填充
PTFE。充分利用我国稀土丰富的自然资源,开发稀土
填充PTFE 新型材料。
3 　结语
　　综上所述,聚四氟乙烯的成型制品种类繁多,已被
广泛的应用于工业、农业、国防、生活等各个领域。国
外根据聚四氟乙烯的不同用途及制品的加工特点,开
发出各种品级的聚四氟乙烯,满足了现代人们对个性
化的需求。随着我国聚四氟乙烯应用领域的不断开
发,增加聚四氟乙烯的品种以及对现有的品种进行系
列化将是今后我国科研工作者的一个重要研究方向。
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Main Moulding Products of Polytetrafluoroethylene and Their Processing Technology
Xu Xiazhong ,Wu Liangfu ,Wang Wenli ,Fang Xiaoqin
(Technology Center of Juhua Group ,Quzhou 324004 ,China)
　　Abstract : 　It introduced the main moulding products of PTFE suspension fine powder ,PTFE disperse fine powder and
PTFE dispersion emulsion1It also introduced the technology indexes and processing technology of these products1
Key words : 　Polytetrafluoroethylene