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膨體PTFE的成型工藝是將糊膏擠壓成型,形成縱向排列成纖維狀的預(yù)成型品,  經(jīng)干燥去除助擠劑后,在低于PTFE熔點(diǎn)(327℃)的溫度下進(jìn)行高速拉伸,再在糊膏熔點(diǎn)的溫度下對(duì)處于拉伸狀態(tài)的PTFE半成品進(jìn)行熱處理,得到孔隙率為40%～97%的膨體PTFE管、膜、棒等,此法稱(chēng)為拉伸成型。原料需選用超高分子量分散聚四氟乙烯樹(shù)脂。近年來(lái)宮香山等人利用不同牌號(hào)低分子量樹(shù)脂之間相溶及表面張力間極微小的差異,按一定比例混合,然后按拉伸成型法加工可制得云片狀孔結(jié)構(gòu)和常規(guī)纖維結(jié)節(jié)結(jié)構(gòu)膨體PTFE材料。DuPont公司報(bào)道了一種新的多孔材料制備方法:在250℃～400℃溫度范圍內(nèi),使PTFE與一種流體接觸,該流體只滲透和溶脹,但不顯著溶解PTFE或消除其彈性記憶,然后冷卻并從未被吸收的流體中分離滲透溶脹的聚合物。除去吸收的流體,形成具有單一DSC熔融吸熱的多孔材料。這種材料可用來(lái)做宇航服、絕對(duì)清潔室服、防水雨衣、手套、鞋類(lèi)、戶(hù)外用帳篷或睡袋。

2.5.1　膨體聚四氟乙烯人工血管

　　膨體PTFE人工血管首先在美國(guó)和日本進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn),于1971年人體臨床開(kāi)始實(shí)際應(yīng)用。目前已應(yīng)用到人體的各部分如:內(nèi)徑1mm～1.5mm的膨體PTFE人工血管已應(yīng)用于腦外科手術(shù),內(nèi)徑2mm的人工血管已應(yīng)用于心臟搭橋手術(shù)。膨體PTFE人工血管是有微細(xì)的無(wú)規(guī)小纖維連接著PTFE小結(jié)節(jié)所形成。這些小纖維間隙充滿(mǎn)了空氣,擁有50%的氣孔結(jié)構(gòu),而小結(jié)節(jié)的間隙則為15μm～30μm的連續(xù)多孔結(jié)構(gòu)。它具有以下特點(diǎn):(1)抗血栓性和人體適應(yīng)性?xún)?yōu);(2)不漏血液;(3)即使彎曲了也不會(huì)纏繞;(4)縫合容易,不會(huì)裂開(kāi),為了防止血管破裂,發(fā)展了膨體PTFE血管的增強(qiáng)技術(shù)。

增強(qiáng)的方式有:(1)用膨體聚四氟乙烯膜纏繞增強(qiáng)(2)用聚全氟乙丙烯單絲在管外纏繞成螺旋形增強(qiáng)。

其生產(chǎn)工藝流程為:PTFE樹(shù)脂、助擠劑→混合→預(yù)成型→糊膏擠壓→干燥→拉伸熱定型→制品

本生產(chǎn)工藝前部和一般糊膏擠壓制品相似的拉伸工藝是決定產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。制品孔徑大小、孔隙率高低均與拉伸溫度、拉伸速率、拉伸倍率有關(guān)。一般控制拉伸溫度200℃左右,拉伸速率100%/秒,拉伸倍率5倍左右。

主要技術(shù)要求:

(1)孔隙率為55%～70%;

(2)密度為0.2～0.4;

(3)在直徑20mm的芯棒上彎曲360℃不變形;

(4)每根管的爆破壓力達(dá)到0149MPa。

2.5.2　聚四氟乙烯纖維　　

PTFE在高溫時(shí)粘度大、不流動(dòng)、也不溶于各種溶劑,不能用熔融紡絲和濕法紡絲來(lái)制造PTFE纖維。前文介紹制造PTFE有兩種方法:一是切割拉伸法。二是以化學(xué)纖維為載體的濕法紡絲。最近洪重光等人發(fā)明了一種制造PTFE短纖維的方法,并用該纖維制成PTFE纖維過(guò)濾材料。該方法的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一種有機(jī)高分子材料制纖設(shè)備,該設(shè)備由磨輪、包絡(luò)器、風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器等部件構(gòu)成。其中磨輪是關(guān)鍵,它由鋼輪外緣電鑄金剛石聚晶體制成。通過(guò)控制磨輪粒度、輪徑、轉(zhuǎn)速及加工PTFE料塊尺寸等工藝條件,可以制造同長(zhǎng)度和粗細(xì)的PTFE纖維型過(guò)濾材料。該材料的特點(diǎn),如壓力損耗小、過(guò)濾流量大、使用壽命長(zhǎng)、可再生處理和重復(fù)使用。

其制造工藝是選用懸浮型PTFE樹(shù)脂按一般工藝加工成一定形狀和大小的料塊。該料塊通過(guò)制纖專(zhuān)用設(shè)備將加工成絨狀纖維,纖維直徑10-4mm～10-1mm范圍,長(zhǎng)度1mm～100mm范圍。然后半成品PTFE纖維填入模具,加壓,壓力的大小根據(jù)過(guò)濾材料孔隙,孔徑來(lái)確定,一般為50～150kg/cm2。最后燒結(jié)成型。燒結(jié)溫度390℃±5℃,時(shí)間8h～12h。

為了擴(kuò)展PTFE纖維的應(yīng)用范圍,奧地利人韋默等發(fā)明了一種穩(wěn)定永久彎曲性能的PTFE纖維。該方法的特點(diǎn)是纖維由兩種不同型號(hào)的PTFE組成,利用兩組份的熱空氣收縮率至少有1%的差別制成,如:用AlgoflonDF200(AusimontSPA)熱空氣收縮值為415%,Telflon3579(DuPont生產(chǎn))熱空氣收縮值為310%,將這兩種PTFE粉末用20%的潤(rùn)滑劑處理,分別壓成圓柱形制品,然后將這些圓柱形制品沿其軸向在中心嚴(yán)格地分開(kāi),再把這兩種不同聚合物的1/2部分合為圓柱體壓制成圓股,然后利用壓延機(jī)將圓股壓成011mm厚的膜,將此膜干燥,在380℃下燒結(jié),并在此溫度下以1:11比例拉伸,這樣得到的膜厚度為20μm,將此膜分裂成絲,用一個(gè)切割機(jī)可將其切割成80mm長(zhǎng)的短纖維,再將這些短纖維放在250℃的爐子中加熱30分鐘,這兩種PTFE在加熱過(guò)程中有不同程度的收縮,結(jié)果有45%彎曲,這種纖維在拉伸8%時(shí)強(qiáng)度可達(dá)495N/mm2。