在医疗方面使用的聚合物制品,大致能分成3个大类:
(1) 直接进入人体内(*或临时的)的制品。属于*性存在于**体内的聚合物制品有植入物(组织和器官的人工替代品)。属于临时性使用的有导管、引流管、听筒、过滤器、换气装置等等。它们主要用于物质、气体的输送,介质的过滤等等;
(2) 外部使用的制品。聚合物的某些特性,如可塑性、轻、牢固、密封性和弹性、对腐蚀介质的稳定性、电绝缘性等等对这类制品很重要。属于这类制品的有手套、止血带、四肢固定装置、各种诊断装置的外用护套等等;
(3) 生物化学分析及生物化学合成设备的功能元件,细胞、组织等的培养、再生、繁殖装置等等。
必要时改性PTFE的多孔结构可成为**体细胞和组织的成形基体。较明显的例子是用于**当代较流行的疾病——动脉粥样硬化和血管替代品。由于上述的PTFE的特殊性能用PTFE制的血管替代品比用其他材料制的类似物显得更好,可起到相似于自然血管的功能。血纤维蛋白和细胞渗透进替代血管的微孔中,牢牢地把血纤维蛋白的垫底层与替代物壁结合在一起。随着时间的推移(经3—4月)血纤维蛋白将由更稳定的和更结实的生物聚合物——胶原所取代。在人造血管的外面同样生长着组织和生成新的外膜。新外膜保持移植物牢固的定位。骨组织、膜、软组织等的PTFE替代品也起着类似的作用。
PTFE主要有模压、液压、推压、挤压、喷涂、粘结、焊接及缠绕等较常见的成型技术。**种是用PTFE树脂直接加工成制品,后三种是用PTFE塑料板或薄带加工成各种制品。除此外还有滚压法、热成型法等成型方法。现简单介绍一下各种成型方法。
1、模压法
模压成型大多采用悬浮树脂,当制造厚度小于1.5mm薄板时,则要用分散树脂。其工艺过程:树脂-过筛(悬浮树脂经捣碎、松动,并经20目筛孔过筛)-压机(装入模具的PTFE粉在20-235Mpa压力下,经压机压实成型)-烧结(在370℃-380℃温度下烧结炉中烧结)-模压成品(在模具内或自由状态下冷却定型后成为所需要的板、棒、管、垫圈及填料制品等)。
2、液压法
液压法又称等压法或橡皮袋法,是制作PTFE产品的一种特殊方法,是对橡皮袋施加液压使橡皮袋将PTFE树脂向模具扩张,使其压实后经烧结成制品,基操作过程为:把橡皮袋置于外模内-接上水泵,充入自来水使橡皮袋胀成圆筒形-树脂均匀地加入袋与外模之间-闭模-继续充水逐步增加水压,达12-13Mpa时保压30min后放水-减压,拆模,烧结,冷却即为外表光洁的预制品。
3、推压法
推压又称糊状挤出成型,把20-30目过筛的分散树脂与**液体(甲苯、石油醚、溶剂油等)配制成1:5的糊状混合物,预压成厚壁圆筒状坯料,放进推压机料筒内,加热,用柱塞推压成型,经干燥后在360-380℃温度下烧结,冷却后得到强韧的推压管、棒等制品。
4、挤压法
挤压成型可分螺杆挤压和柱塞挤压两种,把粉碎过筛后的预烧结树脂加到料筒中,通过螺杆的转动或柱塞的往复推动,把原料边压实输送到挤出机中,在360-400℃温度下连续挤出、烧结、冷却而成各种管、棒制品。
5、喷涂法
喷涂法有PTFE乳液喷涂后烧结成膜和PTFE树脂粉末等离子直接喷涂成膜两种工艺。
6、粘接法
粘接法是利用处理液破坏PTFE表面的C—F链,让F原子分离出来,留下碳原子使表面可用粘接剂与基材粘接。
7、焊接法
焊接法有两种,一种是用PFA焊条进行热风焊接;一种是利用一定的温度和压力将两块PTFE板热熔接在一起。
8、缠绕法
缠绕法是我国多年发展的具有自己特色的一种新型的腐蚀防护技术,其特点是可以加工各种复杂的构件,在我国目前耐腐蚀衬里工艺中占重要地位。此法实际上与热压焊接法一样,都是依靠控制温度和压力两个条件而使PTFE熔接在一起,但不同的是焊接法成型是单层局部熔结,缠绕法成型则为多层整体熔结,后者的质量要求优于前者。
9、滚压法
滚压成型可分为单向滚压和多向滚压两种工艺,经过滚压处理,PTFE膜片由原来的不透明白色,变成半透明水晶色。 单向滚压是将重新加热到透明状的膜片,迅速地通过压延机的两个相同旋转着的辊进行加工的。压延倍率控制在1.5-2.5范围内,一般辊筒转速20转/分。 多向滚压是将经过烧结淬火处理的膜片,放在压延机上,进行多方向的压延,逐渐减小膜厚的成型加工方法。其中压延比为2-2.5范围。滚筒的温度应控制在150-200℃,蒸汽加热时,蒸汽压力在0.5-0.9MPa。压延比是一个重要参数,过大和过小对制品均不好。有时要反复进行多次滚压,才能压好一片产品。
10、热成型法:
热成型是利用热塑性塑料的片材作为原料来制造塑料制品的一种方法。制造时,先将裁成一定尺寸和固定形样的片材夹在框架上并将它加热到热弹态,而后凭借施加的压力使其贴近模具的型面,因而取得与型面相仿的形样。成型后的片材冷却后,即可从模具中取出,经过适当的修整,即成为制品。施加的压力主要是靠片材两面的气压差,但也可借助于机械压力或液压力。热成型的基本方法有差压成型、覆盖成型、柱塞助压成型、回吸成型、对模成型、双片热成型六种。
聚四氟乙烯(PTFE)膜
PTFE过滤膜是立体网状结构,无直通孔。开孔率及孔径分布是衡量PTFE膜的重要指标。PTFE膜的开孔率一般在80%-95%之间。开孔率高,会提高通气量;孔径分布集中,表明膜孔径大小均匀。凭借特殊的生产工艺,可针对不同物料,控制不同孔径,以达到高效过滤的目的。通常膜厚度并不是评价PTFE过滤膜的指标,如果膜的厚度偏厚则容易产生透气量小、运行压力高等问题。根据多年的研究使用观察,膜厚薄基本不影响使用寿命,关键是复合强度,这是影响使用寿命的重要因素。
膜的复合途径
为了提高使用寿命,增加膜的强度,需要把过滤膜复合到各种过滤材料商,如各种针刺毡、机织布、玻纤等。由于PTFE自身具有不黏性的特点,对膜复合技术要求很高,目前复合方法有胶复合和热复合两种方式。
①胶复合式较初级的复合方式,复合强度低,易脱膜,寿命短,由于胶渗透,导致透气性差,不宜清灰,削弱了PTFE的优越性能。
②热复合式先进的复合方式,完整地保持了PTFE过滤膜的优越性能,但对热复合技术的要求严格。
聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列优良的使用性能:耐高温—长期使用温度200~260度,耐低温—在-100度时仍柔软;耐腐蚀—能耐王水和一切**溶剂;耐气候—塑料中较佳的老化寿命;高润滑—具有塑料中较小的摩擦系数(0.04);不粘性—具有固体材料中较小的表面张力而不粘附任何物质;无毒害—具有生理惰性;优异的电气性能,是理想的C级绝缘材料,报纸厚的一层就能阻挡1500V的高压;比冰还要光滑。聚四氟乙烯材料,广泛应用在***、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。
聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。结构式为:CF3(CF2CF2)nCF3。20世纪30年代末期发现,40年代投入工业生产。性质 聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。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。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。
虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时,聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-4.4×10-3和9×10-2。可见,聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等,所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。
聚四氟乙烯(PTFE),俗称“塑料王”,其密封件规格能耐所有液压介质、溶剂和各种化学介质,具有较低的摩察系数,是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物,具有优良的化学介质稳定性、耐臭氧、耐候性密封性、阻燃性、低温性能、电绝缘性、良好的抗老化耐力和机械强度不错。工况可用作塑料,可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。纯种PTFE特别适合用于食品、饮料和制药行业。相对于填充的PTFE几乎适用于所以工况应用一般使用弹性件与之配合使用,其广泛应用于液压、压缩机、化工等各行各业。
聚四氟乙烯的基本性质
一、化学性质
耐候性老化性:长期暴露于大气中,其介质性能保持不变耐辐照性能和较低的渗透性;
阻燃性:限氧指数在90以下,使用温度-55~+260 ℃;
耐酸碱性:其不溶于强酸、强碱和**溶剂;
抗氧化性:能对抗耐强氧化剂的腐蚀。
二、物理性质
力学性能:
聚四氟乙烯介质具有不粘性,其次摩擦系数较小,仅为聚乙烯的1/5,聚四氟乙烯在-55~260℃的较大的温度范围依然能保持好力学性能。
耐化学腐蚀和耐候性较佳:聚四氟乙烯几能耐所有液压介质、溶剂和各种化学介质腐蚀,除了熔融的碱金属外。例如可在浓硫酸、硝酸、盐酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能毫无变化,只在温度300℃以上稍微溶于全烷烃。聚四氟乙烯不吸潮,零阻燃,抗氧、紫外线均较稳定,所以具有较佳的耐候性。
电性能:聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低,而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。
耐辐射性能:聚四氟乙烯密封件的耐辐射性能较差,受高能辐射后引起降解,高分子的电性能和力学性能均明显下降。
聚合性:聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的,用以分散反应热,并便于控制温度。可用无机的过硫酸盐、**过氧化物为引发剂,也可以用氧化还原引发体系。
众所周知,聚四氟乙烯因其优越的综合性能而被广泛的应用在国民经济的各个领域,不过聚四氟乙烯有个很大的缺点--表面非常光滑,很难和其他的材料粘结在一起,这对它的使用范围造成很大的局限性。为了让聚四氟乙烯的应用范围更广更不受限制,目前已经有了商品级别的聚四氟乙烯表面处理剂,这种处理剂又被称为钠化处理剂,它可以用于聚四氟乙烯管材·薄膜·板材·填充聚四氟乙烯等制品的表面处理。
钠化处理剂是为了提高粘接性能,用作处理塑料、填料、颜料和粘接载体等表面的物质。聚四氟乙烯钠化处理剂就是为了提高聚四氟乙烯粘接性能,扩大聚四氟乙烯的应用范围,经聚四氟乙烯钠化处理剂处理的聚四氟乙烯表面具有亲水性,可用一般的胶水粘接聚四氟乙烯。
处理后的聚四氟乙烯表面不耐紫外光照射,在强紫外光长期照射下,会失去处理效果。因此,处理后的聚四氟乙烯如不及时胶接,应避光保存。
在聚四氟乙烯的应用范围越来越广的同时,对聚四氟乙烯的要求也在不断的变高。多年来,人们为了改进聚四氟乙烯的粘结性能,对聚四氟乙烯的表面处理方法进行了许多研究。处理方法有很多种,钠化只是其中一种,也是应用较广泛的一种,其他的几种方法,如等离子体处理法、电解还原法、高温熔融处理法、辐射接枝处理法、金属蒸镀法以及化学填料法等。
-/gjidcj/-
主要经营东莞市坤和塑胶化工有限公司专业从事含氟聚合物研发,制造,销售和服务。我们主要产品有聚四氟乙烯(PTFE),可熔性聚四氟乙烯(PFA),聚全氟乙丙烯(FEP),乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE),聚偏氟乙烯(PVDF)等氟聚合物原料。其产品广泛应用于电线电缆,石油化工,航空**和氟碳涂料等各类领域,广受国内外客户认可与欢迎。。