聚四氟乙烯分散液成型加工

5.1 聚四氟乙烯分散液

    聚四氟乙烯(PTFE)分散液又称PTFE乳液。四氟乙烯(TFE)单体在含有分散剂(全氟辛酸铵)的水中聚合，得到乳状的水分散液。分散液中，平均粒径0.15-0.17μm，带负电荷的PTFE球状胶粒悬浮于水中。

    分散剂的作用是在水中提供无数的微囊，让TFE在微囊中聚合成为PTFE胶粒。为了在运输、贮存过程中不使PTFE胶粒聚集成团沉淀，应加入一定量的乳化剂。它是1种含羟基的长碳链醚类化合物，如商品名为Triton x-100，分子式为

        CH3   CH3

        |    |

    CH3-C-CH2-C-C6H4-(-OCH2CH2-)10-OH

        |    |

        CH3   CH3

    的乳化剂。不论是分散剂还是乳化剂，实际上都是表面活性剂。

但是，使用长碳链醚类化合物作表面活性剂的PTFE乳液难以粘附于已经烧结过的PTFE玻璃布上，因为质量分数为0.1%-1.0%的这种PTFE乳液表面张力为30-35mN/m，比PTFE塑料的表面张力18-20mN/m要高出1倍左右，若使用含氟醚的表面活性剂，即使质量分数仅0.005%-0.1%，其PTFE乳液的表面张力为15-20mN/m，所以能粘附于经烧结PTFE玻璃布上。

    通常PTFE乳液固体的质量分数为60%左右，20℃下，粘度为15-20mPas，pH值-10，它的粘度可由加入非离子型表面活性剂及蒸馏水调节。不允许用未经处理的自来水调节其粘度，因自来水中多含电解质之类杂质，会破坏乳液中胶粒悬浮于水中的稳定性而产生不可逆转的沉淀(破乳)，同时也影响其介电性能。要使PTFE乳液的pH值下降可稍加些醋酸之类的有机酸，但加酸时务必小心，一旦达到高含量离子状时即会使乳液凝结。

PTFE乳液在20℃时有较长的贮存期，但它会慢慢地沉析于容器底部，因此在放置1周后应缓缓地搅动一下，存放PTFE乳液的环境温度不宜高于30℃也不能低于0℃，否则都会发生不可逆转的凝结而报废。此外，在使用过程中应避免快速搅拌或夹带入电解质、水溶性溶剂等杂质，否则也会发生凝结。

PTFE乳液的实用性在于它的流动性，因为其他的PTFE树脂加热至熔融也不流动，也不溶于一般溶剂，因此熔流和溶液的工艺都难以加工PTFE粉状树脂。PTFE乳液的另一个优点是可比PTFE粉状树脂添加进更多的填充料利用共凝聚技术在PTFE树脂中能够均匀地分布更多的无机填充料，以制作特殊用的轴承、燃料电池膜等。