全氟烷氧基氟塑料pfa热收缩管成型工艺研究

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1、全氟烷氧基一氟塑料PFA热收缩管成型工艺研究刘华新马哲贵上海市塑料研究所前言PFA是四氟乙烯(PTFE)与全氟烷基乙烯基醚(PPVE)的共聚物，也称为可熔性聚四氟乙烯，其分子式为：一CF。一CF：一CF—CF：一CF：一OC。F，上1972年，美国DuPont公司率先研制成功并向市场推出名为TeflonPFA的产品。PFA不仅具有与P，I’FE相似的性能，且具有更好的可塑性和高强度。因此，问世不久就以优异的性能被用户接受，并广泛地应用到各种领域。氟塑料热收缩管都具有热应力松弛和所谓“记忆效应"。热应力松

2、弛是指材料在受应力作用产生强迫高弹形变之后，当重新加热时，由于分子链运动的阻力减小，“冻结"着的强迫高弹形变消失，而回复到原来形状；“记忆效应”是指制品在加热情况下使其发生扩张形变，然后急冷使相当多定向分子应变“冻结’’而使形变固定下来，当再次加热时，这种被“冻结’’着的形变消失，使其又回复到原状。利用这个特性，将PFA树脂进行熔融挤出，制得基管，将基管在一定的温度下，内通压缩空气迫使其横向扩张和纵向拉伸到设定尺寸后，进行冷却定型并将形变冻结起来就制成PFA热收缩管。PFA热收缩管的弯曲疲劳寿命是其它氟

3、塑料的100倍左右，连续使用温度高(260℃)，它具有不粘、耐热、耐候、耐腐蚀、防污、防潮、阻燃以及良好的电绝缘性能，广泛地应用于电子、电器、机械、化工、电镀、制药、印刷、造纸等领域。1工艺部分原料的选择不是所有的PFA树脂都能作为热收缩管的原料，它要求PFA树脂的分子量分布均匀，分子链间距离相近，具有良好的延展性。原料的熔融指数是选择原料的一个很重要的技术参数，它不仅是衡量氟树脂分子量大小的一个重要标准，而且还与它的机械性能及加工性能有关。树脂的熔融指数越小，分子量越大，机械性能尤其是延展性越好。在挤

4、出工艺方面，表现为基管有较低的挤出速率，就吹胀工艺而言由于基管横向有较高的机械强度，可10l提高吹胀率和吹胀效率。但是，熔融指数过低，挤出加工基管时容易发生熔体破裂现象，导致基管有缺陷难于吹胀。为了保证有良好的吹胀效果，一般选择PFA树脂的熔融指数在(1．5～6)g／10min。1．2成型工艺一般氟塑料热收缩管的成型工序，大致由二部分组成：基管制造和吹胀成型。1．2．1基管的制备用于PFA热收缩管的基管的成型工艺与生产PFA管材工序相近，而成型工艺条件不完全相同，一般采用低温、低速挤出。螺杆转速不宜太快

5、，以便控制较低的挤出量。工艺过程为：PFA颗粒一挤出一水平式管机头一冷却定型一牵引一裁切为了能得到符合吹胀用的基管，管材的拉伸比应控制在3～7为好，熔融锥体长度控制在10～20咖范围内较合适，大于20哪时，熔融管坯因自重而下垂，影响壁厚均匀度，壁厚不均匀便得不到吹胀率相同的热收缩管。熔融管坯必须快速冷却，以降低基管的结晶度，有利于吹胀；机头的压缩比应在1．4～3的范围内，才能确保熔体塑化完全并密实。总之，作为吹胀用的基管，表面必须光洁、壁厚均匀，不允许出现表面丝纹状及大的黑点、杂质等。基管的壁厚一般控制

6、在0．20～O．60唧范围内，最佳壁厚宜在(O．25—0．40)±0．02唧。1．2．2吹胀成型(扩张工序)氟塑料热收缩管的吹胀工艺是在通用塑料的吹胀工艺基础上发展起来的，一般采用内通压缩空气吹胀法。按照吹胀成型的过程不同可分为二种：(1)连续吹胀：在吹胀机上，一定长度的基管连续不断地经过吹胀模具，在加热、加压的情况下吹胀，并经过冷却定型。该方法的优点是：投资少，只需更换吹胀模具就能吹胀不同规格的收缩管，生产效率高，且能得到一定连续长度的热收缩管。(2)间歇吹胀：将基管裁切为一定长度(一般为1米)，然后

7、固定在吹胀模具内，两端封口，其中一端通气，加热、加压吹胀成型。优点是：能够吹特殊规格的收缩管，且热收缩管外观质量好(与基管外观质量接近)，圆整度高；缺点是：生产效率低，产品长度也有局限。1．2．2．1、连续吹胀成型工艺连续吹胀工艺流程如下：基管一坐鸟包装——◆成品吹胀过程的工艺参数主要有：温度、压力、牵引速度。(1)温度按照吹胀工艺的基本原理，PFA基管的吹胀温度应在玻璃化温度与熔融温度之间，最佳吹胀温度为130℃～190℃。若温度低于130℃，就需要更高的压力，压力过高，管材易破裂；若温度高于190℃

8、，管材的抗拉强度和伸长率随着温度的升高而降低，因而吹胀时也易破裂。(2)压力在适宜的吹胀温度条件下，也有一个最佳吹胀压力。在吹胀温度不变的情况下，吹胀率的大小取决于基管内气体压力的大小，而气压的大小是基管直径、壁厚的函数。基管直径一样，所需气压的大小取决于基管的壁厚，壁厚越大，压力就越大；基管壁厚一样，所需气压大小取决于基管外径，外径越小，压力越大，因为基管直径越小，表面张力越大。一般吹胀压力为(O．25～1．O)MPa。(3)牵引速度在吹