PTFE改性
聚四氟乙烯PTFE的改性
聚四氟乙烯PTFE的改性为了改善PTFE存在的缺陷，可以通过增强、填充、复配和共混等多种手段对PTFE进行改性，以弥补自身缺陷，从而使开发出来的复合材料广泛适应于机械、电子电气、航空航天、汽车等行业的零部件的制备，改性方法主要有表面改性、填充改性和共混改性。
l 表面改性由于PTFE极低的表面活性和不粘性限制了它与其他复合材料的复合，因此必须对PTFE 材料进行一定的表面改性，以提高其表面活性。
常用技术有表面活化技术，可以采用高能射线的辐射使其表面脱氟，在一定装置和条件下与其他材料氟化接技；用一些惰性气体的低温等离子处理PTFE材料，发生碳—氟或碳—碳键的断裂，生成大量自由基以增加PTFE的表面自由能，改善其润湿性和粘接性；将PTFE浸人熔融的醋酸钾中，在适宜温度下处理形成具有一定活性的活化层；PTFE在一定配比的氢氧化钠、二丙烯基三聚氰胺混合液加热处理可以提高其表面活性；PTFE经过一定强度和时间的电晕处理，可以形成可胶接的活化层。
化学腐蚀改性，将PTFE经过一定化学试剂处理可以提高其表面活性，这些化学试剂可以是金属钠的氨溶液、萘钠四氢呋喃溶液、碱金属汞齐、五羰基铁溶液等。
表面沉积改性，将PTFE浸渍在某些金属氢氧化物的胶体溶液中，使得胶体粒子沉积在PTFE表面。
从而增大其湿润性，改善其表面活性，而易于与其他材料复合。
上述表面改性方法主要适应于PTFE 薄膜，通常PTFE薄膜进行适当处理后，可使其与其他材料很好粘接复合，从而广泛应用于化工防腐村里、密封制品及润滑装置的设计与制造中，其主导思想是引人极性基团，增加界面结合力。
2 填充改性在PTFE中加人填充剂，从而改善和克服PTFE的缺陷，目前填充PTFE制品是产量最大的PTFE树脂产品，值得注意的是在国外PTFE填充技术都是由PTFE树脂生产厂家完成，而我国PTFE填充技术都是由加工生产企业来完成。
通过在PTFE树脂填充无机类、金属类和有机高聚物类等不同填料来改善PTFE的耐压性、耐磨性和冷却性，这些填料要求能经受住PTFE的烧结温度；不与PTFE反应；另外具有一定粒度并能改善PTFE的一些物化性能。
聚四氟乙烯的改性及应用
聚四氟乙烯的改性及应用聚四氟乙烯，又称特氟龙，是一种具有优异性能的工程材料。
其具有高耐腐蚀、高绝缘、低摩擦系数等特性，在许多领域都有广泛的应用。
然而，聚四氟乙烯也存在一些局限性，如加工难度大、耐热性差等，因此需要通过改性等方法进行优化。
本文将重点探讨聚四氟乙烯的改性方法、应用领域以及未来发展趋势。
改性聚四氟乙烯的方法主要包括：化学改性、填充改性、共混改性、表面改性等。
化学改性是通过改变聚四氟乙烯的分子结构来实现的，常见的方法包括：磺化、氧化、氢化等。
这些方法可以增加聚四氟乙烯的极性，提高其溶解性和粘结性能。
然而，化学改性往往会引起材料性能的损失，同时工艺难度较大。
填充改性是在聚四氟乙烯中加入一些无机或有机填料，以改善其性能。
常见的填料有：玻璃纤维、碳纤维、无机盐等。
这些填料可以显著提高聚四氟乙烯的耐热性、强度和耐磨性。
然而，填充改性会增大材料的密度，降低其绝缘性能。
共混改性是将聚四氟乙烯与其他塑料或橡胶共混，以获得综合性能。
常见的共混材料有：聚酰胺、聚碳酸酯、丁腈橡胶等。
这些共混材料可以改善聚四氟乙烯的加工性能、耐热性和韧性。
然而，共混改性可能会导致材料的不相容性和界面结合力的减弱。
表面改性是通过改变聚四氟乙烯的表面性质来实现的，常见的方法包括：等离子处理、射线处理、化学浸渍等。
这些方法可以增加聚四氟乙烯表面的粗糙度、极性和粘结性能。
表面改性对材料性能的影响较小，但会影响表面的光滑度和均匀性。
聚四氟乙烯被广泛应用于以下领域：管道和阀门：由于聚四氟乙烯具有出色的耐腐蚀和低摩擦系数，常用于制造管道和阀门。
特别是在强酸强碱等腐蚀性环境中，聚四氟乙烯管道和阀门可以显著提高设备的寿命和安全性。
防腐涂层：聚四氟乙烯涂层是一种常见的防腐材料，可用于各类金属和塑料表面。
它具有优异的耐腐蚀性和高绝缘性，可以长期有效保护基材不受腐蚀和电化学损伤。
高压电器：聚四氟乙烯在高压电器领域也有广泛应用，如高压绝缘子、高压电缆等。
环境友好的改性PTFE对塑料防滴落和摩擦学性能的影响的开题报告
环境友好的改性PTFE对塑料防滴落和摩擦学性能的影响的开题报告一、背景与意义PTFE（聚四氟乙烯）是一种非常重要的聚合物，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优良性能，在机械、化工、航空航天等领域广泛应用。
但PTFE在一些方面存在一些不足，比如常常过于软化，增加摩擦系数，易产生静电等。
改性PTFE通过改变PTFE分子结构、添加化学药剂等方式，使其在保留原有优良性能的同时，具备了新的性能和应用价值。
例如，环境友好的改性PTFE在抗黏附、耐高温、耐腐蚀和防滴落等方面具有独特的优势，可以应用于食品包装、装饰、石油化工等行业中。
防滴落在塑料产品中是一项重要的技术需求，可以有效减少产品在工业生产和物流过程中的损失。
此外，在许多领域，低摩擦系数也是非常重要的性能要求，能够减少能源消耗，提高工作效率。
因此，研究环境友好的改性PTFE对塑料防滴落和摩擦学性能的影响，对于推动材料科学与工程领域中的技术进步和产业发展具有重要的理论和实践价值。
二、研究内容本次研究的主要内容是通过改性PTFE对塑料防滴落和摩擦学性能进行研究分析。
具体的研究内容包括：1. 制造不同配方环境友好的改性PTFE材料；2. 将改性PTFE与塑料材料进行混合制备复合材料；3. 对制备的复合材料进行物理性能测试，包括表面张力测试、接触角测试、拉伸测试等；4. 对复合材料进行滴落实验，观察并比较防滴落效果；5. 对复合材料进行摩擦系数测试，分析防滑性能，探究改性PTFE对塑料摩擦学性能的影响。
三、研究意义和应用价值本次研究主要的意义在于探究环境友好的改性PTFE对塑料材料防滴落和摩擦学性能的影响，并为实现材料新技术的产业化提供技术支持。
比如，在食品包装领域，研究改性PTFE对塑料防滴落的影响，可以有效地减少食品包装过程中的漏液现象，保证食品安全、卫生。
在石油化工领域，改性PTFE的应用可以提高管道输送的效率和安全性。
此外，本次研究也可以促进化学材料的改性与加工技术的发展，从而更好地满足工业生产和民生需求。
聚四氟乙烯的改性及应用研究
聚四氟乙烯的改性及应用研究摘要：聚四氟乙烯为高分子化合物，化学性能稳定，耐腐蚀效果强，密封性好，且有较高的润滑不粘性，同时在电绝缘性和抗老化能力方面表现优异，也正因如此聚四氟乙烯在工程塑料领域中被广泛应用。
本文深入探索与分析聚四氟乙烯的改性及应用，希望能够对当前聚四氟乙烯的应用领域拓展提供必要的参考。
关键词：聚四氟乙烯；改性；应用引言：聚四氟乙烯（PTFE）于1936年发明，随后被投入到工业化生产之中，聚四氟乙烯性质优良，被广泛应用于航空、化工、电子、机械、医药等工业领域中，同时也逐渐深入到人民群众的日常生活中。
为了进一步提高聚四氟乙烯复合改性技术的研究水平，本文针对聚四氟乙烯的改性及应用进行深入的研究与分析，希望能够有效推动聚四氟乙烯改性技术的发展和进步。
1 聚四氟乙烯改性分析1.1 表面改性分析由于聚四氟乙烯的分子链结构呈现对称性，同时也体现出电中性，使得材料的表面张力较低，仅仅为19mN/m左右，表面低张力也限制了聚四氟乙烯与其它材料之间的复合性应用，特别是聚四氟乙烯薄膜与其它骨架材料的粘结效果相对较差，因此需要对基于四氟乙烯材料进行表面改性，以进一步焕发材料表面活性。
在实施表面改性时可以提前做好预处理，让聚四氟乙烯材料表面进行去氟处理之后接枝聚合物，以进一步提高表面的粘接性。
此外也可以在聚四氟乙烯材料表面包裹张力较高、粘接性更好的聚合物，让聚四氟乙烯材料与其他材料之间的粘接效果更强。
在实施表面改性技术时，可以综合应用钠-萘络合物化学改性、高温熔融改性技术等方法，此种方法最基本的思路在于对聚四氟乙烯材料引入极性基团，以进一步增加材料的结合力或单纯消除聚四氟乙烯相对年轻向角落的界面层已形成，粘接效果更强的表面层，在不同类型的表面改性技术中钠-萘络合物化合物改性方法，操作水平和操作工艺更加简单，投入成本较低，但是改性效果更好，也正如此，该技术成为了对聚四氟乙烯材料进行改性的经典方法之一。
除了此类化学方法以外，也可以应用物理化处理方法对聚四氟乙烯材料表面进行改性，例如可以应用离子束注入技术等对聚四氟乙烯表面进行改性，随后开展接枝处理。
改性聚四氟乙烯PTFE检测报告
单位
数值
测试方法
1
物理 性能
比重
2．15～2．20
GB 1033—70
抗拉强度
Pa
(1961～3521) ×
104
GBl040 79
断裂伸长率
％
机 抗压强度(变形
Pa
10％)
250～500 1952×104
GB 1040—79 GB 104l 一 79
抗 无缺口 kgf·cm／
械冲
cm2
2
击 有缺口
聚四氟乙烯可以添加不同的填充剂，选择的填充剂应基本满足下述要求：能 耐 380℃高温即四氟制品的烧结温度；与接触的介质不发生反应；与四氟树脂有 良好的混入性；能改善四氟制品的耐磨性、冷流性、导热性及线膨胀系数等。常 用的填充剂有无碱无蜡玻璃纤维、石墨、碳纤维、MoS2、A1203、CaF2、焦炭粉及 各种金属粉。如填充玻璃纤维或石墨，可提高四氟制品的耐磨、耐冷流性，填充 MoS2 可提高其润滑性，填充青铜、钼、镍、铝、银、钨、铁等，可改善导热性， 填充聚酰亚胺或聚苯酯，可提高耐磨性，填充聚苯硫醚后能提高抗蠕变能力，保 证尺寸稳定等。在相同的温度条件下，填充后的聚四氟乙烯其抗压强度(表 1410)、压缩弹性模量(表 14-11)、抗弯强度(表 14-12)、硬度(表 14-13)、摩擦系 数和耐磨耗性(表 14-14)、热导率(表 14-15)均比纯四氟乙烯高。但抗拉强度和 伸长率则有所下降，线膨胀系数(表 14-15)也减小。
218
—
100
600
356
210
138
100
730
500
280
214
166
830
550
320
PTFE表面改性处理方法
PTFE表面改性处理方法1、PTFE表面改性处理方法:低温等离子体处理法低温等离子体是指低气压放电（辉光、电晕、高频、微波）产生的电离气体。
在电场作用下，气体中的自由电子从电场中获得能量，成为高能电子，这些高能量电子与气体中的原子、分子碰撞，如果电子的能量大于分子或原子的激发能，就能产生激发分子和激发原子、自由基、离子和具有不同能量的射线。
低温等离子体中的活性粒子具有的能量一般接近或超过碳―碳或其他含碳键的键能，因而能与导入系统的气体或固体表面发生化学或物理的相互作用。
如果采用反应型的氧等离子体，则能与高分子表面发生化学反应而引入大量的含氧基团，使其表面分子链上产生极性，表面张力明显提高，改变其表面活性，即使是采用非反应型的Ar等离子体，也能通过表面的交联和蚀刻作用引起的表面物理变化而明显地改善聚合物表面的接触角和表面能。
刘学恕对低温等离子体处理氟塑料进行了长期的研究工作，取得了很好的效果，处理后的氟塑料接触角平均降低20º~30º，粘接剪切强度提高2~10倍。
2、PTFE表面改性处理方法:新型粘接剂用于PTFE粘接的粘接剂主要有两类：无氟粘接剂和含氟粘接剂。
无氟粘接剂有粘接效果不太理想的聚丙烯酸酯类粘接剂和环氧树脂类粘接剂，以及粘接效果较好的硅树脂类粘接剂，如国产的F-4S、F-4D、FS-203、CJ-91等牌号。
含氟粘接剂是由偏二氟乙烯类聚合物制备的溶剂型粘接剂，如国产的F-2、F-5、SG-506、T530等牌号和美国Raychem公司生产的氟树脂粘接剂等。
下面介绍几种性能优良的粘接剂。
J-2012型环氧树脂粘接剂[6] J-2012为双组分、无溶剂改性环氧树脂粘接剂，可室温或加热固化，不仅适用于氟塑料与金属，还适用于金属与其它非金属材料的粘接与修补。
表2列出了J-2012胶粘剂配方及固化性能。
含氟聚合物F粘接剂[7] 因为一般的含氟聚合物不具有熔溶性，在高温下也不能熔融产生流动，难以满足作为粘接剂所必须具备的流动性。
PTFE改性填料介绍
PTFE用改性填料介绍PTFE具有优异的耐腐蚀和耐化学性能，但其耐蠕变性能较差，摩擦学相关性能较差、硬度低。
为提高PTFE的综合性能，各类填料被添加其中。
填料的加入，在一定程度上会降低PTFE的拉伸性能，但可显著改善其尺寸稳定性、抗蠕变性和耐磨性能等其他性能，部分填料甚至可以改善导热、导电性能。
因此，综合而言，填料改性是利大于弊。
填料对PTFE抗蠕变性和耐模型的作用机制可以描述为如下：（1）由于PTFE 基体质地软而填料颗粒具有较高的强度和刚度，填料优先于PTFE基体承受外界负载，从而降低PTFE本体所受的作用力，起到支承负荷的作用，同时，在正压力的作用下，部分填料颗粒被重新嵌入PTFE基体中，减少PTFE因外力从表面抽出的机会，提高其摩擦性能；（2）填料在PTFE内部形成网络节点或网络结构，束缚PTFE，阻止PTFE的形变位错和分子量的运动。
填料自身的特性对PTFE复合材料的综合性能有重要影响，这些特性包括但不局限于填料粒径、几何形状、比表面积、硬度等。
填料颗粒的粒径越小，只要能分散均匀，填充材料的力学性能就越好。
但另一方面，填料粒径越小，要实现其均匀分散的难度越高，需要更多的助剂和更好的加工设备，加工成本也越高。
因此，宜根据实际需要选择适当粒径的填料是必要的。
填料的几何形状有不规则形、球形、片状、纤维状、块状等。
填料的几何形状是影响填料在填充塑料中所起作用的重要因素之一。
填料的比表面积大小对于填料与基体树脂之间的亲和性、填料表面的活化处理都有直接关系。
比表面积越大，对树脂改性的效果越好。
填料的硬度对塑料加工设备的磨损关系重大。
硬度高的填料可以提高塑料制品的耐磨性，但会增加加工设备的磨损。
根据填料类型，PTFE用填料可分为无机材料和有机材料两大类。
相对而言，无机填料与PTFE本体相容性差，分散难度大，而有机填料与PTFE相容性好，易均匀分散。
为提高填料与PTFE间的相容性，在填料改性前，往往需要对填料进行表面改性。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展
综述CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2022， 39（4）： 70随着现代科技的飞速发展，对高性能材料的需求日益增加，聚四氟乙烯（PTFE）作为一种性能优良的工程塑料，在许多领域具有广泛的应用［1-2］。
PTFE是由单体四氟乙烯聚合而成［3］，分子结构为一种螺旋构象，即C—C骨架全部被周围的F原子包裹。
同时由于C—F的键能很高不易断裂，使PTFE可以抵抗强酸、强碱、油脂、纯氧化剂和有机溶剂等的腐蚀，但缺点是强度较低，不利于成型加工，机械磨损率高，特别是在受外力作用下会产生严重的蠕变现象，极大地限制了PTFE 的应用。
因此对PTFE的改性显得尤为重要［2］。
目前，PTFE的改性方法主要有表面改性、填充改性和共混改性。
本文详细阐述了PTFE改性的几种方法，并研究了改性方法对PTFE复合材料力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2022.04.15 *1 PTFE的改性1.1 表面改性由于PTFE表面结合能较小，不易与其他化合物和小分子反应，同时其他填料也很难附着在PTFE表面。
采用物理化学法对PTFE表面进行处理，可以在PTFE表面产生反应位点同时提高表面的粗糙程度，改善PTFE表面的疏水性、亲核性和防污性能。
常见的处理方法主要有等离子体处理法、电子辐照处理法、偶联剂处理法［4］。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展左 程1，肖 伟2*（1. 江苏扬建集团有限公司 扬州华正建筑工程质量检测有限公司，江苏 扬州 202105；2. 上海工程技术大学 数理与统计学院，上海 201620）摘要：综述了近几年国内外聚四氟乙烯（PTFE）改性的研究进展，并总结了表面改性、填充改性和共混改性的优缺点，着重分析了填料对PTFE力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
最后对PTFE改性工艺的发展趋势和前景进行了展望。
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② 填料与PTFE基体间的结合力较小，致使最高粘接强度 受到影响。
高能辐射接枝改性
辐射接枝改性研究主要是指在高能辐射条件下向PTFE表面直接接枝亲水 性单体如丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、苯乙烯(St)和苯乙烯／马来酸酐 (SMA)等，或通过两步法引进磺酸基团(-SO32-)，使PTFE表面形成一层易于 粘接的接枝聚合物；接枝后的PTFE表面变得粗糙、被粘接面积增大，表 现为粘接强度明显提高。
等离子体改性
利用等离子体中所含有的大量活性粒子轰 击材料表面，其能量会传递给材料的表层分子， 使材料发生热蚀、交联、降解和氧化反应，并 使材料表面产生大量的自由基或引进某些极 性基团，从而优化了材料表面的性能。 单纯的等离子体改性技术虽然能增加PTFE 薄膜的亲水性，但其耐久性较差。等离子体 改性后引发接枝反应，是一种高分子材料表 面改性的新技术，能够有效改变PTFE的表面性 质，提高其亲水性和粘接强度。
① 改性后PTFE表面的耐久性较好； 优点 ② 可以根据需要对PTFE表面选择性改性，避免了化学改性法的盲目性； ③ 具有良好的实用价值。
但是，该方法对所使用的激光源要求比较苛刻， 需要满足以下条件： ①激光束的振荡波长必须能够被PTFE所吸收； ② 激光束的光子能量必须大于PTFE中的C-F键能。
高温熔融改性
高温熔融改性法是将一些表面活性较强、易粘合和粒径较小 的填料(如二氧化硅、铝粉等)在高温条件下烧结到PTFE表面 ，以此来改变PTFE表面的结构与性质，达到提高粘接强度的 目的。
① 耐候性、耐湿热性较好；
该方法的优点
② 适合长期户外使用。 ①高温时PTFE的尺寸稳定性较差，不易保持形状；
叁
表面改性发展方向
PTFE表面改性的发展方向主要包括： ① 研制更为理想的表面处理液；
②对现有改性方法进行适当的改进和完善； ③将两种或两种以上改性方法联合使用； ④ 开发全新的表面改性方法。
Thank U
贰
PTFE表面改性方法比较
钠—萘络合物化学改性
钠一萘处理液对PTFE表面的改性机理
钠—萘络合物化学改性
钠—萘处理液是由等量(物质的量)的钠和萘在四氢呋哺、乙 二醇二甲醚等活性醚中溶解或络合而成的。处理液中的钠可 以破坏PTFE表面(或离表面几微米处)的C-F键，夺取F原子，使 表面脱氟并形成碳化层。红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱 (XPS)显示，改性PTFE表面存在着羟基、羰基和羧基等活性基 团，从而改善了PTFE表面的粘接性能。 虽然钠一萘络合物化学改性法对PTFE表面的改性效果较好， 但其主要缺点是：① 处理后的PTFE表面明显变暗或者呈棕黑 色；② 将其长期暴露在光照下，粘接性能会明显下降；③ 需要处理大量废液，操作危险性较高等。
等离子体电弧熔炼炉示意图
等离子体改性
PTFE表面经等离子体处理、GMA单体接枝和改性与环氧胶粘接过程图
等离子体改性
等离子体改性技术的优点是： ① 处理温度低、时间短，处理深度仅限于离表面几个纳米处 ，因而不影响基体的固有特性； ② 可以根据材料的性能特点，采用不同的气体介质进行处理 ，等离子体可参与或不参与材料表面的化学反应，对材料最 终表面的化学结构和性质提供了更好的可控性，具有更高的 效率； ③不产生污染，无需进行废液、废气等处理，因而节省了能 源、降低了成本。 低温等离子体改性技术的主要缺点是： ①设备昂贵； ②处理后改性效果维持时间不长等。
主要优点 ① 操作简便、清洁和快速； ② 接枝率易于控制； ③ 无需引发剂和催化剂等。 ① 改性后的PTFE表面会失去光滑感； 主要缺点
②PTFE基体在辐射接枝的同时会受到破坏，致使其力学性能明显下降。
准分子激光处理
准分子激光处理是指用ArF、KrF 或 XeCl等激光器，对处于某气态物质氛 围中的PTFE进行照射，气态物质发生光分解后产生的活性原子或基团会 攻击PTFE的表面，使其发生脱氟反应，从而使PTFE表面的F原子含量降低 、表面能和亲水性增加。
粒子束注入改性
离子束注入技术的基本原理是：将几十至几百千伏能量的离子束入射到 材料中去，离子束与材料中的原子或分子发生一系列物理和化学作用， 入射离子逐渐损失能量，最后停留在材料中，并引起材料表面成分、结 构和性能发生变化，从而优化了材料的表面性能。
① 属于环境友好型表面处理技术； 离子束注入技术 的优点 ②可以在低温条件下进行，从而避免了PTFE基体的热损伤； ③ 离子注入层是由离子束与基体表面发生一系列物理和化学作用 而形成的一个新表面层，它与基体间不存在剥落问题。
聚四氟乙烯（PTFE）表面改性研究
壹 贰 叁
聚四氟乙烯不粘性 PTFE表面改性方法比较
表面改性发展方向
壹
聚四氟乙烯不粘性
PTFE
聚四氟乙烯不粘性
聚四氟乙烯（PTFE）分子结构图 聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍 大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺 旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面 由于氟-碳链分子间作用力极低，表面能极低，润湿性极差，所以聚 四氟乙烯具有不粘性。几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合。很薄 的膜也显示出很好的不粘附性能 PTFE极低的表面活性和不粘性限制了它与其他复合材料的复合 影响其在粘接、印染和生物相容等方面的应用 表面改性