膨脹聚四氟乙烯密封效果研究

1969年Bob Gore發(fā)明了膨體聚四氟乙烯(Expanded PTFE)。它是將PTFE分散樹脂的生料膜片經(jīng)獨特的拉伸工藝制造而成的一種含有大量微孔、高韌性的低密度材料，將其用在密封上獲得了成功，取得了專利。膨脹聚四氟乙烯不僅保留了聚四氟乙烯獨特的性能，即良好的耐化學性，磨擦系數(shù)低等，而且還擴大了應用溫度范圍，抗拉強度增加了2.5倍，密度變?yōu)樵瓉淼?/10。由于它的特殊加工工藝，EPTFE呈多孔網(wǎng)狀，具有一定的孔隙率。此材料薄膜每平方厘米由14億個小孔組成，這些小孔比水分子小20 000倍，比蒸汽分子大700倍，同時呈不規(guī)則排列，該材料由無數(shù)均質(zhì)細密柔軟強韌的多方向纖維組成，具獨有的高密封纖維組織，受壓后纖維會相互纏結(jié)，組織變得更緊密均勻，在苛刻的腐蝕環(huán)境以及高溫下也能保持極佳的密封狀態(tài)。
       膨脹聚四氟乙烯(EPTFE)是當前一種獨特的新型密封材料，是聚四氟乙烯的進一步科技延伸，由于它是由純PTFE經(jīng)過特殊加工而形成的一種密封材料，如圖3所示。因此繼承了PTFE的優(yōu)異特性，同時賦予了聚四氟乙烯如棉似錦般的柔韌性、高度可壓縮性、耐蠕變性、自潤滑性、低摩擦系數(shù)和很高的抗張強度。它改變了普通聚四氟乙烯密封材料存在的過硬、恢復性差、熱膨脹系數(shù)大、蠕變后易失效等缺點。因而很好地解決了傳統(tǒng)動態(tài)密封解決不了的問題。近年，隨著國外新技術(shù)在國內(nèi)的轉(zhuǎn)化，膨脹聚四氟乙烯材料作為一種新型密封材料，已經(jīng)積極地活躍在世界的舞臺，在化工、石化、石油、生物化工、航天、制藥、機械、餐飲等行業(yè)大顯身手，開創(chuàng)了現(xiàn)代密封的新天地。

膨脹聚四氟乙烯之所以有彈性的原因在于形成的空間多孔結(jié)構(gòu)，類似于彈性體共混所形成的海島結(jié)構(gòu)，所不同的是它的內(nèi)部被氣體所填充。因此具有良好的形變和透氣性，受到外力負荷能夠像皮膚那樣具有彈性。但是EPTFE表面同樣像PTFE那樣具有惰性、突出的不沾性、憎水性等，限制了其在醫(yī)學密封上的應用。通過表面改性EPTFE可以滿足不同的需要。
       同樣采用EPTFE薄膜包覆丁腈橡膠的方法也可以有效地提高材料的彈性，能更有效地達到密封效果。