聚四氟乙烯(PTFE):为甚么密封性好?
聚四氟丁二烯封(feng)箱胶(jiao)但(dan)凡是用做良好的(de)密(mi)封(feng)性能(neng)盖裂(lie)痕、裂(lie)缝和(he)应对汽体流露的(de)資料。所经全过(guo)程中断汽体物理上的(de)吸附剂和(he)原子核力(li)显(xian)微(wei)镜观察(cha)(AFM)测(ce)验,咱俩推(tui)算(suan)出了(le)PTFE粉状和(he)封(feng)箱胶(jiao)良好的(de)密(mi)封(feng)性能(neng)盖性好的(de)客观原因。选文中的(de)研讨会总结方(fang)法也用于来阐发(fa)同样软(ruan)质(zhi)資料,个比方(fang)复合膜、金属涂层(ceng🅷)資料和(he)最新型黏性体等。
1先容


图2:聚四氟丁二烯(xi)方(fang)式 :显(xian)著出热(re)塑的C-F份子
文章中的座谈的方法使用了多种类精确测量厨艺,如生物学吸附剂(比样貌积)和共价键力显微镜观察(AFM,样貌描摹),来声明为什麼PTFE具备着突出的密封性。文章的的目标是为着声明若安在素材空间布局方向阐发素材(如PTFE),以仍然地诠释了其生物学人物特质和事实使用的卡能人物特质。在创造新素材时,咋们往往要用学透一些产品信息:- 途经流程精确测量比本身积,领悟資料在亚納米级的构造讯息
- 资科被滚压成超材料簿板时具备条件若何的包能,气冲斗牛聚四氟氯乙烯填料密封胶布
2试用


气体吸附(N2) | ||
利用Autosorb iQ仪器,称样量约2 g,样品管为9mm大球泡样品管,测试气体N2 ,测试温度77K,用氦气丈量样品管的自在体积停止物理吸附测试。样品脱气处置前提为343K脱气3小时。在绝对压力(P/P0)为0.1-0.25规模内取值停止比外表积计较。
割孔一(yi)点1cm×1cm方案(an)的(de)(de)聚四氟乙稀(xi)透明(ming)胶带用做(zuo)AFM测量。Tosca AFM分析仪器(qi)(qi)在小扣形态下(xia)操作,以捉拿(na)特色的(de)(de)高(gao)度(du)(d𒅌u)和ౠ特色相位比较。小扣形态运用的(de)(de)悬臂(bei)(bei)为(wei)(wei)(wei)安东帕厂(chang)家的(de)(de)Arrow-NCR10硅调节器(qi)(qi)器(qi)(qi),标称振动次(ci)数(shu)为(wei)(wei)(wei)285 kHz,力(li)常数(shu)为(wei)(wei)(wei)42 N/m。悬臂(bei)(bei)厚度(du)(du)为(wei)(wei)(wei)160 µm,净宽为(wei)(wei)(wei)45 µm。扫面(mian)分辩率装(zhuang)置为(wei)(wei)(wei)400时的(de)(de)图案(an)扫面(mian)速度(du)(du)快(kuai)为(wei)(wei)(wei)~0.5 Hz。AFM每件事的(de)(de)测量都会在温度(du)(du)事情下(xia)停机。
3重大成果会商
物理吸附(Autosorb iQ)
凡是(shi)在(zai)恒定温度下,利用氮气份子(zi)作为(wei)份子(zi)探(tan)针,吸附(fu)在(zai)资(zi)(zi)料的(de)表(biao)里(li)外(wai)(wai)表(biao)(即N2 77K)。在(zai)吸附(fu)等(deng)温线的(de)产(chan)生单层吸附(fu)的(de)地区(qu)停止取(qu)值(zhi)计较(jiao)比外(wai)(wai)表(biao)积(ji)值(zhi)。BET实际的(de)具体诠释能够或许在(zaiꩵ)其余相干文献中找到[3]。具备杰(jie)出(chu)密封机(ji)能的(de)资(zi)(zi)料凡是(shi)具备较(jiao)低(di)的(de)比外(wai)(wai)表(biao)积(ji)值(zhi)(<10 m2/g)。两个PTFE粉(fen)末比外(wai)(wai)表(biao)积(ji)测试成(cheng)果图如图3所示,均匀值(zhi)为(wei)2.59 m2/g。如斯小的(de)比外(wai)(wai)表(biao)积(ji)值(zhi)凡是(shi)代表(biao)资(zi)(zi)料长短多(duo)孔资(zi)(zi)料,比方PTFE。

图3:PTFE比表层(ceng)积图
原子力显微镜(AFM)
AFM能够或许表♉(biao)征资(zi)(zi)料(liao)(liao)的(de)外表(biao)描(miao)(miao)摹(mo)和粗拙(zhuo)度,并能够或许在纳米标准上查(cha)抄资(zi)(zi)料(liao)(liao)是不(bu)(bu)是有(you)杂质或不(bu)(bu)均匀的(de)存(cun)在。PTFE三维外表(biao)描(miao)(miao)摹(mo)如图(tu)4所(suo)示。PTFE胶(jiao)(jiao)(jiao)带(dai)(dai)的(de)RMS粗拙(zhuo)度为170 nm。图(tu)中显现(xian)出聚四氟(fu)乙烯胶(jiao)(jiao)(jiao)带(dai)(dai)的(de)纤维布局(ju)。外表(biao)描(miao)(miao)摹(mo)对领会胶(jiao)(jiao)(jiao)带(dai)(dai)的(de)某些机能很重要,比方手感、光滑度、是不(bu)(bu)是含(han)有(you)纤维布局(ju)或杂质等。
图4:10 &🍸micro;m×10 µm的AFM三维(wei)(wei)描(꧋miao)摹(正(zheng)向追踪),显现出纤维(wei)(wei)布(bu)局
按照AFM图,从垂直于纤维的二维外表外表测得纤维的均匀宽度和均匀高度别离为330 µm和480 µm。
连系两种表征(zheng)(zheng)手艺,申明(ming)了(le)为甚(shen)么聚四氟乙烯具(ju)备(bei)杰出的(de)(de)密(mi)封机(ji)能。低比外表积(低孔隙率)障(zhang)碍了(le)气体(ti)或(huo)液体(ti)的(de)(de)侵(qin)入。这类(lei)特征(zheng)(zheng)与胶带具(ju)备(bei)的(de)(de)纤维特征(zheng)(zheng)连系,使胶带能够或(huo)许拉伸慎密(mi)的(de)(de)包(bao)裹裂(l🐻ie)缝。PTFE的(de)(de)高熔点和低导热系数也使它合用于(yu)低温密(mi)封。
4论断


本(ben)篇文章彰显了若何联系二种差其它资(zi)(zi)🌳源研究方法(fa)学手艺(机械(xie)ꦉ降解和AFM),以(yi)得到(dao) 齐全的PTFE封箱胶(jiao)的选址信息(xi)。之(zhi)类组合(he)式(shi)的研究方法(fa)策略够(gou)我以(yi)为扩充到(dao)同样如此的资(zi)(zi)源,使(shi)资(zi)(zi)源的机械(xie)附属性与根(gen)据联系开来。
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