聚四氟乙烯“難粘”的原因,可以從以下幾個方面進行分析:
1.PTFE 結構高度對稱。粘結劑在聚四氟乙烯表面的吸附是由范德華力(分子間力)引起的。
2.表面能低,臨界表面張力一般只有31~34 達因/厘米,接觸角大,膠粘劑不能充分潤濕PTFE,從而不能很好粘附在PTFE上。
3.結晶度大,化學穩定性好,PTFE 的溶脹和溶解都要比非結晶高分子困難,當膠粘劑涂在PTFE 表面,很難發生高聚物分子鏈成鏈域互相擴散和纏結,不能形成較強的粘附力。
既然任何膠粘劑涂在PTFE 表面都很難形成較強的粘附力,那么特氟龍涂料是怎樣粘在不粘鍋上的呢?目前,有兩種技術可以使鐵氟龍粘附在各種鍋的表面上:一是“高溫燒結法”,即先將鐵氟龍加熱到很高的溫度,然后將其牢牢地壓在待附著的表面上;二是在鍋的表面噴涂涂層,然后加熱固化。
還可以通過對聚四氟乙烯材料表面進行處理,以增加材料的附著力。主要處理工藝如下:
1.高溫下,PTFE表面的晶體形態發生變化,一些表面能高、易粘附的物質被嵌入,如SiO2、鋁粉等,這樣降溫后,PTFE表面會形成一層嵌入粘性物質的改性層。
2.在高真空電場中,擊打準備與離子結合的聚四氟乙烯一側,擊碎其上的氟原子,然后用其他原子(如氧)代替,以產生一個牢固的結合面。
3.通過腐蝕液與PTFE膜表面的化學反應,用一些特性基團取代表面的氟原子,提高了PTFE膜的附著力。
4.將PTFE膜置于苯乙烯、富馬酸、甲基丙烯酸等可聚合單體中,用60Co輻射將單體化學接枝到PTFE膜表面,使PTFE膜表面形成一層易粘結的接枝聚合物。
5.將含氟材料放入放電管或等離子體發生器中,抽真空,注入少量惰性氣體。當高頻線圈被電激勵時,活性惰性氣體與聚合物表面相互作用,形成一層堅韌且具有粘性的表皮層。