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PTFE膜_制备PTFE膜时,如何控制膜的厚度?

时间:2026-01-08 浏览:23

       制备 PTFE 膜时,厚度控制需根据致密膜和微孔膜的不同制备工艺,针对性调整关键参数,核心思路是从坯料厚度、成型拉伸、工艺参数三个维度精 准调控,具体方法如下:

一、 致密 PTFE 膜(分散液流延烧结法)的厚度控制

致密 PTFE 膜的厚度直接由涂覆湿膜厚度和烧结收缩率决定,控制步骤如下:

精 准控制涂覆湿膜厚度

调节刮刀间隙:这是核心的控制手段。采用刮刀式涂布机时,刮刀与载体膜(PET / 不锈钢带)的间隙直接决定湿膜厚度,湿膜厚度 = 干膜厚度 ÷(1 - 浆料含水率)÷ 烧结收缩率(PTFE 烧结收缩率通常为 10%~15%)。

例如:若需制备 0.05mm 的干膜,浆料含水率 30%,烧结收缩率 12%,则湿膜厚度≈0.05÷(1-0.3)÷(1-0.12)≈0.08mm,对应刮刀间隙需设置为 0.08mm。

稳定涂布速度:涂布速度需与刮刀间隙匹配,速度过快会导致湿膜变薄、厚度不均;速度过慢易出现浆料堆积。建议控制涂布速度在 1~3m/min,并保持匀速运行。

控制浆料固含量

浆料固含量越高,湿膜干燥后厚度收缩越小,厚度可控性越强。通常将 PTFE 分散液固含量控制在 40%~60%,固含量过低会导致干燥收缩过大,膜厚偏差大;过高则浆料流动性差,涂覆均匀性下降。

优化烧结工艺减少厚度波动

采用梯度升温烧结(100℃预干燥→200℃脱除助剂→370℃熔融烧结),避免快速升温导致膜材局部收缩不均;烧结后随炉缓慢冷 却,防止热应力造成膜厚偏差,终厚度偏差可控制在 ±5% 以内。

二、 微孔 PTFE 膜(双向拉伸法)的厚度控制

微孔 PTFE 膜的厚度由初始素坯厚度和双向拉伸倍率共同决定,控制逻辑如下:

精 准制备初始素坯

素坯是微孔膜的基础,厚度需均匀一致。

冷压成型时,控制模压压力(20~50MPa)和保压时间(5~10min),确保素坯厚度偏差≤±2%;

素坯厚度与终膜厚正相关,例如:素坯厚度 1mm,经纵向 3 倍、横向 5 倍拉伸后,终膜厚≈1÷(3×5)≈0.067mm(未考虑定型收缩)。

通过拉伸倍率精 准调控厚度

拉伸倍率是调控微孔膜厚度的核心参数,终膜厚 = 素坯厚度 ÷(纵向拉伸倍率 × 横向拉伸倍率)÷ 定型收缩率(定型收缩率约 5%~8%)。

若需制备更薄的微孔膜(如 0.01~0.03mm),需提高拉伸倍率(纵向 4~6 倍,横向 6~10 倍),但拉伸倍率过高易导致膜材撕裂;

拉伸过程中需保持纵向、横向拉伸速度同步(建议拉伸速度 50~100mm/min),避免单向拉伸过度导致厚度不均。

热定型减少厚度回弹

拉伸后在 250~280℃ 下保温定型,定型时间控制在 10~20min,消 除拉伸内应力,防止膜材冷 却后回弹导致厚度变大,定型后厚度稳定性可提升至 ±3%。

三、 通用厚度检测与修正手段

在线实时监测:在涂布 / 拉伸工序后安装激光测厚仪,实时监测膜厚,一旦出现偏差,自动调整刮刀间隙或拉伸倍率。

离线抽样校准:每隔 30 分钟抽样,用千分尺或测厚仪测量膜材不同位置(边缘、中间)的厚度,计算平均偏差,及时修正工艺参数。


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