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聚四氟乙烯分散液成型加工

5.1 聚四氟乙烯分散液

    聚四氟乙烯(PTFE)分散液又稱PTFE乳液。四氟乙烯(TFE)單體在含有分散劑(全氟辛酸銨)的水中聚合，得到乳狀的水分散液。分散液中，平均粒徑0.15-0.17μm，帶負電荷的PTFE球狀膠粒懸浮于水中。

    分散劑的作用是在水中提供無數的微囊，讓TFE在微囊中聚合成為PTFE膠粒。為了在運輸、貯存過程中不使PTFE膠粒聚集成團沉淀，應加入一定量的乳化劑。它是1種含羥基的長碳鏈醚類化合物，如商品名為Triton x-100，分子式為

        CH3   CH3

        |    |

    CH3-C-CH2-C-C6H4-(-OCH2CH2-)10-OH

        |    |

        CH3   CH3

    的乳化劑。不論是分散劑還是乳化劑，實際上都是表面活性劑。

但是，使用長碳鏈醚類化合物作表面活性劑的PTFE乳液難以粘附于已經燒結過的PTFE玻璃布上，因為質量分數為0.1%-1.0%的這種PTFE乳液表面張力為30-35mN/m，比PTFE塑料的表面張力18-20mN/m要高出1倍左右，若使用含氟醚的表面活性劑，即使質量分數僅0.005%-0.1%，其PTFE乳液的表面張力為15-20mN/m，所以能粘附于經燒結PTFE玻璃布上。

    通常PTFE乳液固體的質量分數為60%左右，20℃下，粘度為15-20mPas，pH值-10，它的粘度可由加入非離子型表面活性劑及蒸餾水調節。不允許用未經處理的自來水調節其粘度，因自來水中多含電解質之類雜質，會破壞乳液中膠粒懸浮于水中的穩定性而產生不可逆轉的沉淀(破乳)，同時也影響其介電性能。要使PTFE乳液的pH值下降可稍加些醋酸之類的有機酸，但加酸時務必小心，一旦達到高含量離子狀時即會使乳液凝結。

PTFE乳液在20℃時有較長的貯存期，但它會慢慢地沉析于容器底部，因此在放置1周后應緩緩地攪動一下，存放PTFE乳液的環境溫度不宜高于30℃也不能低于0℃，否則都會發生不可逆轉的凝結而報廢。此外，在使用過程中應避免快速攪拌或夾帶入電解質、水溶性溶劑等雜質，否則也會發生凝結。

PTFE乳液的實用性在于它的流動性，因為其他的PTFE樹脂加熱至熔融也不流動，也不溶于一般溶劑，因此熔流和溶液的工藝都難以加工PTFE粉狀樹脂。PTFE乳液的另一個優點是可比PTFE粉狀樹脂添加進更多的填充料利用共凝聚技術在PTFE樹脂中能夠均勻地分布更多的無機填充料，以制作特殊用的軸承、燃料電池膜等。