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如何将聚四氟乙烯粘到任何东西上

聚四氟乙烯(PTFE)是一种非常常见的材料,在几乎所有主要行业中都广泛使用。这种超润滑性多用途含氟聚合物涉及各行各业,从航空航天和汽车工业(作为电缆上的绝缘保护层)到乐器维护(在阀门油、铜管乐器和木管乐器的活动部件上使用)。它最著名的版本可能是特富龙品牌,它被用作锅和平底锅的不粘表面。聚四氟乙烯可以成型成模压件;用于软管接头、阀体、电绝缘子、轴承、齿轮;挤压成管材。

极端的耐化学性和化学惰性,以及PTFE的轻质但强大的性质使其在制造和使用医疗设备中使其具有极强的利益。由于其非凡的摩擦系数(这是一种数学方式,说明表面非常滑过)PTFE管可用于转移刺激性化学物质或医疗工具,在手术期间需要保持纯度并需要安全通过进入身体的安全通道。PTFE管是如此润滑,弹性和薄,它是完美的导管ID(内径),其中工具像支架一样,气球,粥样斑块切除术或血管成形术装置需要自由滑动而没有障碍物或阻塞的威胁。因为没有什么粘地粘在这种东西中,它也可以干扰细菌和其他传染病的能力,坚持管道并引起医院获得的感染。

聚四氟乙烯所有这些不可思议的特性意味着它几乎总是与其他东西相连。如果它被用作涂层,作为密封垫片或管道Pebax夹克和塑料连接套圈,它很可能需要粘到另一种材料。你可能已经注意到了我们已经说过的:没有东西能粘在聚四氟乙烯上。

使这种材料如此吸引医疗设备公司的物业,也倾向于在产品开发和生产中创造制造挑战。获得涂层,弹性体和其他装置组件粘附于PTFE是非常具有挑战性的,并且需要严格的过程控制。

那么,制造商如何使这种广泛使用的,不可结构的材料可粘合?他们如何知道它已被妥善处理或准备,实际上准备粘合或外套?

化学腐蚀聚四氟乙烯的重要性

为了解释为什么需要化学蚀刻,有必要了解PTFE缺乏债券的原因是必要的。PTFE由非常稳定的化学键组成,这使得它难以加入其他任何东西,甚至很短暂地。

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由于PTFE在化学上惰性,这意味着表面不会与其在空气中接触的任何化学分子或其他材料表面上的化学分子的反应,其表面需要化学修改,以便连接到布线,metals, or tubing it’s being applied to.

所有的粘附都是一个化学过程,其中表面的前1-5分子层与任何表面上的前1-5分子层的化学物质相互作用。因此,为了成功地粘结PTFE表面,需要使其具有化学反应性,而不是化学惰性。在材料科学中,一个具有高度反应性且渴望与其他分子结合的表面被称为“高能表面”。因此,PTFE需要从“低能”状态,这是它的基线条件,到“高能”,可粘接质量。

有几种方法可以做到这一点,包括真空等离子体处理,有一些人说,他们可以实现粘合表面聚四氟乙烯用于为PVC或聚烯烃设计的磨砂,研磨或使用引物。然而,最常见和最科学证明的方法是一个过程称为化学蚀刻。

蚀刻破坏了PTFE(化妆所有含氟聚合物)的一些碳氟键,实际上改变了蚀刻区域的化学特性,从惰性表面取出活性并能够与其他物质化学相互作用。所得表面较小润滑,但现在是可以粘合,模制或粘合到其他材料的表面,以及允许它被印刷或雕刻。

蚀刻是通过将聚四氟乙烯置于钠溶液中来完成的,就像常用的Tetra蚀刻一样。由此产生的与表面的化学反应将氟分子从氟聚合物的碳-氟骨架中去除,留下电子缺乏的碳原子。新蚀刻的表面具有非常高的能量,当它暴露在空气中时,氧分子、水蒸气和氢可以飞进来取代氟分子,从而恢复电子。这种修复过程导致分子在表面形成一层活性膜,使粘附成为可能。

关于化学蚀刻的一个伟大的事情是,它能够改变只是顶部的几个分子层,并留下其余的PTFE完好无损的所有独特的属性。

如何验证化学蚀刻过程的一致性

PTFE的核心特性保持相同,因为化学蚀刻仅影响非常几分之少的分子层。然而,在管道上可能有棕色或棕褐色。颜色变化似乎与地面的结合如何相关,因此不要将这种变色作为蚀刻PTFE的蚀刻程度的真实指示。

知道你的蚀刻创造了你以后的表面的最佳方式是使用一种方法专业蚀刻使用:nba直播欧宝 。这种技术是通过在PTFE上沉积一滴高度纯净的水来完成的测量下降的行为。微小的滴将珠撞起来,因为它比PTFE更吸引,或者它会“湿化”并达到表面,因为它被PTFE吸引。一般来说,化学蚀刻越成功 - 接触角下降(跌落的平坦)是。这通常被称为测试“润湿性”表面,因为,基本上,如果表面被适当蚀刻并且水滴扩散出来,则更多的表面湿润。化学蚀刻前PTFE管的水接触角度测量

右边的图像显示了一滴水(在黄色和蓝色的小环内)在聚四氟乙烯管上被蚀刻之前的自上而下的视图。如你所见,水滴的边缘与管的表面成95度角。

化学蚀刻后PTFE管的水接触角度测量左边的图像显示了一个类似的水滴沉积在一个聚四氟乙烯管后被蚀刻。你可以看出,液滴在管的表面扩散得更远,因为黄色和蓝色的环更大。这意味着下降边缘与油管表面的接触角更低。当我们用我们的Surface analyzer设备,也就是这两张图片的拍子,测量这个角度时,我们看到,是的,角度是38度。如果这符合我们预定的要求,我们需要击中的数量,以确保这管是可粘接的,那么我们就验证了表面已充分蚀刻。

为了最有效地使用水接触角测试,与A合作很重要表面的科学家要了解蚀刻后的理想角度范围是什么。这允许您基于的可预测绑定过程一个可量化的规范。因为如果你知道你需要用特定的接触角创建表面,那么你知道当你这样做时,你的粘合将是成功的。

另外,为了确保有效的蚀刻过程,重要的是在蚀刻之前进行水接触角测量。获得基线清洁度评估允许您确切地知道蚀刻的参数以便达到接触角要求。

维护蚀刻

适当地存储蚀刻的PTFE对于成功的粘合过程至关重要。存储和库存是我们在BTG实验室拨打了什么关键控制点(CCP)。这些CCP在整个过程中的任何地方,材料的表面都有机会改变,善于或生病,也许无意中。存储CCP对于蚀刻PTFE是至关重要的,因为新的化学清洁的表面是如此可反应,它与其接触的任何东西可以改变和降低你的工作。

在存储PTFE后蚀刻是使用原始包装它到达,如果它是可再密封的。如果没有,那么防紫外线袋是一个不错的选择。使聚四氟乙烯远离空气和水分尽可能多,在试图粘结之前,确保您采取接触角测量,以确保它保持其粘结性。

PTFE是一种具有无数应用的非凡材料,但充分利用它,必须在大多数情况下进行化学蚀刻然后键合。为了确保足够的完成,需要使用对表面上的化学变化敏感的测试。与理解您的制造过程的材料专家合作,以优化您的蚀刻并将确定性灌输到您的工作流程中。


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