PTFE(聚四氟乙烯)膜因原料熔融粘度极 高,无法采用普通塑料的吹膜、流延工艺,需依托特殊的成型工艺制备,核心分为致密 PTFE 膜制备工艺和微孔 PTFE 膜制备工艺两大类,具体如下:
致密 PTFE 膜制备工艺 —— 分散液流延烧结法
这是制备无孔致密 PTFE 膜的主流工艺,适用于密封、防腐、绝缘等场景,步骤如下:
配料制浆:将 PTFE 分散液(固含量 30%~60%,含乳化剂)与助剂(如增稠剂、消泡剂)混合,搅拌均匀形成稳定的涂覆浆料,控制浆料粘度以保证涂覆均匀性。
流延涂覆:将浆料均匀涂覆在载体薄膜表面,常见载体为 PET 膜或不锈钢带;通过调节刮刀间隙控制湿膜厚度,湿膜厚度通常是终干膜的 3~5 倍。
预干燥:将涂覆好的载体膜送入干燥烘箱,在 100~150℃ 下烘干,去除浆料中的水分和乳化剂,得到白色的 PTFE 干膜坯体。
高温烧结:将干膜坯体与载体一起送入烧结炉,升温至 360~380℃(高于 PTFE 熔点 327℃),保温 10~30 分钟,使 PTFE 颗粒熔融并融 合成连续致密的膜层。
冷 却剥离:烧结后随炉缓慢冷 却至室温,避免膜材因快速降温产生内应力开裂;剥离载体膜,得到厚度 0.01~0.5mm 的致密 PTFE 膜。
微孔 PTFE 膜制备工艺 —— 双向拉伸法
这是制备透气防水 PTFE 膜的核心工艺,适用于户外服装、空气过滤等场景,步骤如下:
模压制坯:将 PTFE 细粉加入模具,在 20~50MPa 压力下冷压成圆柱形或片状的坯料,此时坯料为无定形的 “生料”,不具备强度。
烧结定型:将冷压坯料送入烧结炉,升温至 370~380℃ 保温,使 PTFE 颗粒熔融结晶,再缓慢冷 却,得到具有一定强度的 PTFE 素坯。
预拉伸取向:将素坯加热至 100~120℃(低于 PTFE 结晶熔点),先进行单向拉伸(纵向或横向),拉伸倍率控制在 3~5 倍,使 PTFE 分子链沿拉伸方向初步取向,晶区与非晶区开始分离。
双向拉伸成孔:将单向拉伸后的坯料再次加热至相同温度,进行垂直方向的二次拉伸,拉伸倍率 4~8 倍;在双向拉伸力作用下,非晶区会产生微裂缝并逐渐形成微孔,晶区则作为骨架支撑膜结构。
热定型处理:在拉伸状态下,将膜材升温至 250~280℃ 保温定型,消 除拉伸内应力,防止微孔回缩;冷 却后得到孔径 0.1~10μm、孔隙率 50%~90% 的微孔 PTFE 膜。
其他小众工艺
压延法:将熔融的 PTFE 糊料通过压延辊压制成膜,适用于制备厚膜(0.5~2mm),但膜材均匀性较差。
浸渍法:将纤维织物浸入 PTFE 分散液,经干燥烧结后形成 PTFE 复合膜,多用于过滤材料的表面涂层。
