工艺与设备三维立体拉伸聚四氟乙烯微孔膜工艺陈观福寿，黄斌香(上海市凌桥环保设备厂有限公司，上海市企业技术中心，上海200137)摘要:研制开发了1套适合三维立体拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜的设备和工艺，介绍了设备结构和工艺流程。与传统双向拉伸工艺对比，该工艺制备的微孔薄膜孔径大小可控性强、孔径差异小、薄膜厚度均匀。关键词:三维拉伸;聚四氟乙烯;微孔膜中图分类号:TQ316．6+7;TQ206文献标志码:A文章编号:0253－4320(2013)01－0080－04ProcessofthreedimensionalstretchofPTFEmicroporousmembraneCHENGuan-fu-shou，HUANGBin-xiang(ShanghaiLingqiaoEnvironmentalProtectionEquipmentWorks．Co．，Ltd．，ShanghaiCityCertifiedEnterprise’sTechnicalCenter，Shanghai200137，China)Abstract:Onesetofequipmentandtechnologysuitableforthree-dimensionalstretchedPTFEfilmisdevelopedandinvestigated．Theequipmentstructuresandtechnologicalprocessareintroduced．Comparedwiththetraditionaltwo-waystretchtechnology，themicroporousmembrane聚四氟乙烯(PTFE)具有极其良好的化学稳定性、耐强酸、强碱和耐多种化学产品的腐蚀以及宽广的耐温性能［1－3］。因此，在特殊的分离环境中，PTFE是一种理想的分离过滤材料［4－5］。但是PTFE本身的特殊性质［6－7］导致无法用传统的工艺制备PTFE微孔膜。目前，常用的工艺是采用双向拉伸工艺［8－11］，即将聚四氟乙烯树脂与助剂挤出、压延、双向拉伸、定型等工艺过程。上海市凌桥环保设备厂有限公司，通过对PTFE微孔膜生产工艺和设备的近20年的不断研究和生产，现已研制成功了1套适合三维立体拉伸工艺的设备和成熟工艺，并开始生产出一系列不同规格品种的具有三维立体结构的PTFE微孔膜，应用于生物医药、环保污染控制、动力电池以及服装等领域中，具有传统材料所无法达到的效果，具有很好的潜在经济效益。PTFE微孔膜，通过在双向拉伸的工艺基础上增加一道上下拉伸工艺，制备满足一定条件的膨体PTFE微孔膜［12］。树脂的选择用于成膜加工的树脂应选用分子质量分布均匀、结晶度高的分散聚合PTFE树脂，一般结晶度最好在98%以上，分子质量在200万～1000万，采用此种规格的PTFE原料制备的微孔膜及其制品才会有优良的物理和化学性能。通过筛选，筛去粒径较大的树脂颗粒。由于PTFE树脂国产料和进口料的质量差别较大，主要体现在分子质量的分布上，国产料的分子质量分布较宽，分子质量不稳定;进口料的分子质量分布则较窄，分布均匀，因此在生产要求更高的PTFE产品时，须选用分子质量分布均匀的进口料作为原料。1.1原料的混合将PTFE粉末树脂、分散剂以及特定的挤压辅助剂(捏合剂)按比例(一般为30～40mLgPTFE树脂)混合，在高于室温条件下静置一段时间。因为PTFE不溶于任何溶剂，因此需要一种挤压辅助剂即助溶剂将粉末状的PTFE树脂捏合成团，然后方可采用挤出法制成PTFE膜。1.2PTFE基带的制备基于PTFE本身的性质，导致PTFE微孔膜的制造不能简单地采用一般热塑性高分子材料的成型方法(如挤出成型法)，而这一技术瓶颈也是我国长期不能进一步深加工生产PTFE纤维的重要原因。本项目研发人员自主研发三维立体拉伸工艺生产1收稿日期:2012－08－16作者简介:陈观福寿(1984－)，男，硕士，工程师，主要从事PTFE膜、纤维及相关密封材料的开发与管理，021－58642108－6318，chen．guanfushou@yahoo．com．cn。陈观福寿等:三维立体拉伸聚四氟乙烯微孔膜工艺2013年1月·81·所使用的助溶剂是本项目研发人员经过多次实验得到的一种混合溶剂油，其成分可根据PTFE树脂的供货商、生产批次等的不同而做出调整。实际操作中，将助溶剂雾化后，再将其分散到PTFE树脂与分散剂中。助溶剂的雾化效果对原料混合效果的好坏有很大影响。保持一定的温度与压力，充分拌和、柔整，使PTFE料混合均匀;在混合搅拌的过程中，使用本项目组针对PTFE树脂为原料而研发的专用设备。拉伸后成为PTFE基础膜。纵向拉伸倍数可以通过3种方法进行调节:①调节各变频差速辊之间的速度差;②调整各变频差速辊之间的距离;③控制PTFE基带进入纵向多道拉伸单元的喂入速度。图3纵向多道拉伸设备示意...