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有机合成材料的妙处 特氟隆(聚四氟乙烯)粘与不粘的秘密

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由四氟乙烯聚合成的聚四氟乙烯(PTFE)分子外围是氟原子,它是造成特氟隆光滑表面的秘密,氟原子几乎对所有的物质都产生排斥,即使黏合剂也很难与其粘附。

PTFE之所以难粘,可以从以下几个方面进行分析:1结构高度对称,属于非极性高分子。黏合剂吸附在PTFE表面是由范德华力所引起的,范德华力包括取向力、诱导力和色散力。对于非极性高分子材料表面,不具备形成取向力和诱导力的条件,而只能形成较弱的色散力,因而粘附性能较差。2表面能低,接触角大,黏合剂不能充分润湿PTFE,从而不能很好粘附。3化学稳定性好,当黏合剂涂在PTFE表面时,很难发生高聚物分子互相扩散和缠结,不能形成较强的粘附力。

既然任何黏合剂对特氟隆的粘附性都很差,那么特氟隆涂料是怎样粘在不粘锅上的呢?目前有两种技术可以让特氟隆附着在各种锅的表面:一是“高温烧结法”,也就是将特氟隆加热到很高的温度,然后将其结实的压在有待附着的表面;二是先将涂料喷涂在锅的表面,再加热固化。后一种方法的缺点是不粘涂层附着不牢靠。

还有方法就是对特氟隆材料的表面进行处理,以增加该材料的粘附性,主要的处理技术有以下几种:1.在高温下,使PTFE表面的结晶形态发生变化,嵌入一些表面能高、易粘接的物质,如SiO2、Al粉等。这样冷却后就会在PTFE表面形成一层嵌有可粘物质的改性层。2.在高度真空的电场中,以离子撞击PTFE准备进行粘合的一面,将上面的氟原子撞开,然后用其他原子(比如氧)来取代,以产生能够强力粘合的表面。3.通过腐蚀液与PTFE膜表面发生化学反应,以某些极性基团换掉表面上的部分氟原子,增加粘合性。4.把PTFE膜置于苯乙烯、反丁烯二酸、甲基丙烯酸酯类等可聚合的单体中,以60Co辐射使单体在PTFE膜表面发生化学接枝聚合,从而使PTFE膜表面形成一层易于粘接的接枝聚合物。5.将含氟材料放在辉光放电管或等离子体发生器中,抽真空后通入微量惰性气体。当通电激发高频线圈时,活化的惰性气体与聚合物表面作用生成坚韧的可粘接的表皮层。

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