簡介
信息電子產品逐漸向著高頻化、高速化方向發展, 傳統的基板材料將被高速化、高可靠性基板材料代替。聚四氟乙烯( PTFE) 具有優良的電氣性能, 耐化學腐蝕, 耐熱, 使用溫度範圍廣, 吸水性低, 高頻率範圍內介電常數、介質損耗因子變化少, 非常適用於作為高速數位化和高頻的基板材料。但PTFE 有相對高的熱膨脹係數, 質地柔軟, 機械性能差。經填充增強改性後, 性能明顯改善 。
成分
PTFE 濃縮水分散乳液; 玻璃纖維布; 6032 矽烷偶聯劑
複合材料的製備
玻璃纖維布在450 ℃加熱處理30min, 除掉表面石蠟, 然後浸在矽烷偶聯劑表面改性液中5 ~10min, 自然風乾後, 在110~ 120 ℃ 下烘烤40min。玻璃布浸漬PTFE 分散液後, 在80 ℃ 乾燥脫水, 在230 ℃乾燥脫部分表面活性劑得到預浸材料。將5 張預浸片裁剪成130mm × 130mm, 疊層後放入不鏽鋼模具內。在70atm 和250 ℃ 下熱壓30mm, 得到複合材料半成品, 然後在高溫爐中燒結, 保溫一定時間後降到室溫, 得玻璃纖維布增強PTFE 複合材料成品。
性能影響
偶聯劑對複合材料性能的影響
氟樹脂極性差, 與增強材料的粘接強度小。玻璃纖維布經過6032 矽烷偶聯劑處理後, 介電材料的拉伸強度得到了顯著提高,纖維表面纏繞很厚的一層樹脂。6032 是一種芳香族氨基矽烷偶聯劑, 處理後玻璃布的浸潤性能好, 氟乳膠粒子在水介質的牽引下進入玻璃纖維束內, 待水份揮發乾燥後, 在纖維束內密集, 加熱融化後包裹纖維, 同時在加壓的條件下, 熔融的氟樹脂分子鏈與纖維表面的有機芳香族矽烷偶聯劑分子相互作用。
燒結工藝對複合材料拉伸強度的影響
PTFE 複合材料在成型加工過程中壓力對其密度和強度影響很大。壓力大, 複合材料中的空隙少,密度大, 拉伸強度大, 但過高的壓力會破壞玻璃布的結構。在本研究中, 壓製成型加工溫度用熱電偶控制在250 ℃ , 壓力是70atm, 材料的空隙體積已很少,同時玻璃布也完整無損。
PTFE 樹脂被加熱到311~ 344 ℃ 開始熔融。在熔融過程中, 不僅樹脂分子之間相互纏繞, 樹脂分子與玻璃布表面改性分子之間也發生相互作用, 這種作用通過分子與分子之間的傳遞可以分布在整個複合材料中, 使得玻璃布增強以後的PTFE 的熔融溫度相應提高了。玻璃布增強後不僅是複合材料的機械性能得到改善, 耐熱性能更好了。
玻璃布含量對複合材料拉伸強度的影響
過高或過低的玻璃布含量都會使複合材料的拉伸強度降低。當複合材料受到外界應力的作用時, 應力通過纖維與樹脂的界面進行傳遞,擴散到樹脂主體中, 避免應力集中。因此, 界面對複合材料的力學性能起著重要的作用。PTFE 基體樹脂與玻璃纖維之間界面大小、界面結合力是控制複合材料力學性能的重要參數, 過高或過低, 玻璃纖維布含量均不利於基體樹脂與增強材料之間界面的形成, 只有當玻璃纖維布含量在40% 左右時, 基體樹脂與增強材料之間界面結合性能最好。
套用
日本研製出了一種能防油、防水的燈芯絨。這種布油水不沾，既可日常穿著，下雨時還可當雨衣。
用它做大型建築的屋頂，不僅透光性能好，而且安裝十分容易。為了迎接200萬穆斯林信徒前往麥加朝聖，沙烏地阿拉伯委託美國修建了一座大型現代化機場建築群，全部屋頂都是用這種“布”製成的，其總面積達51萬多平方米，相當於80個足球場那么大。
