Como o filme PTFE é fabricado? O processo de produção completo explicado claramente

Se você está tentando entender como o filme de PTFE é fabricado, a resposta começa com um polímero que não pode ser derretido e extrudado como os termoplásticos comuns. Toda a cadeia de produção é construída em torno de dois processos fundamentalmente diferentes: fabricar a resina PTFE e depois converter essa resina em um filme fino e uniforme. Este artigo segue cada etapa conforme ela acontece dentro de uma fábrica profissional de filme de PTFE.

A química por trás da fabricação de filmes de PTFE: do clorofórmio à resina

A produção de filmes de PTFE começa com a síntese de tetrafluoroetileno (TFE), não com uma linha de extrusão de filmes.

A rota começa com clorofórmio e fluoreto de hidrogênio, que é produzido pelo tratamento do espatoflúor com ácido sulfúrico. O clorofórmio reage com o fluoreto de hidrogênio para produzir clorodifluorometano (HCFC-22). Quando o HCFC-22 é aquecido acima de 600 graus C, ele se quebra em TFE, o monômero que mais tarde forma o politetrafluoroetileno.

A etapa de polimerização é um processo radical realizado sob alta pressão em reatores de aço inoxidável. A polimerização em suspensão produz resina granular, que é a matéria-prima para desbaste. A polimerização por dispersão produz pó fino ou dispersão aquosa, que é a matéria-prima para tecidos revestidos de PTFE, fitas e malhas impregnadas.

Etapa 1 da fabricação do filme PTFE: moldagem por compressão e sinterização

Antes que uma única folha de filme de PTFE possa ser raspada, a resina deve ser compactada em um cilindro sólido e sinterizada.

A resina granular de PTFE é pesada, despejada em um molde cilíndrico e prensada a 50 a 100 MPa. A pré-forma resultante é então carregada em um forno de sinterização e aquecida a 370 a 380 graus C. Nessa temperatura, as partículas de resina se fundem em um bloco denso e homogêneo.

A taxa de resfriamento é mais importante do que a maioria dos compradores espera. Se um tarugo grande esfriar muito rapidamente, tensões internas criam microfissuras que aparecem como defeitos superficiais no filme acabado. Um tarugo com diâmetro de 100 a 250 mm normalmente precisa de 24 a 48 horas para esfriar com segurança.

O diâmetro do tarugo também limita a largura do filme. Um tarugo de 300 mm pode produzir tiras de filme com cerca de 250 mm de largura após o corte das bordas. É por isso que alguns fornecedores podem oferecer filmes de PTFE de grande largura e outros não.

Etapa 2 da fabricação do filme PTFE: eliminando o tarugo sinterizado

Skiving é o método dominante para a produção de filme de PTFE porque o PTFE não pode ser extrudado em um filme fino por extrusão por fusão convencional.

Um torno de precisão segura o tarugo sinterizado enquanto uma lâmina afiada se move ao longo de sua superfície. O ângulo da lâmina, a taxa de avanço e a velocidade do fuso controlam a espessura final do filme e a rugosidade da superfície. Em uma máquina bem configurada, a lâmina geralmente é ajustada entre 15 e 25 graus. Um ângulo agudo pode deixar arranhões, enquanto um ângulo cego cria marcas de vibração.

As espessuras típicas de filme raspado variam de 0,02 mm a 0,50 mm. Fábricas com equipamentos controlados por CNC podem manter tolerância de espessura de /-0,01 mm. Este é o nível de precisão necessário para juntas, revestimentos de linhas químicas e suporte de fita.

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Etapa 3 da fabricação do filme PTFE: gravação e tratamento de superfície

O filme de PTFE não tratado tem uma energia superficial de cerca de 18 a 20 dinas/cm, o que torna impossível a ligação com adesivos padrão.

Para melhorar a adesão, os fabricantes aplicam um tratamento de ataque com naftaleno sódico. O filme fica marrom escuro ou preto e o processo cria uma superfície micro rugosa com grupos polares. A energia superficial aumenta acima de 50 dinas/cm, permitindo que os adesivos acrílicos e de silicone se fixem firmemente.

A profundidade da gravação deve ser equilibrada. O ataque excessivo enfraquece o filme, enquanto o ataque insuficiente causa baixa resistência de união. A maior parte do filme gravado é produzida em rolos e depois cortada na largura. Como o agente de ataque químico é reativo, o ataque químico em larga escala requer tratamento controlado de resíduos, o que adiciona outra camada de qualificação do fornecedor quando você audita uma fábrica.

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Controle de qualidade na fabricação de filmes de PTFE

A confiabilidade do filme PTFE é definida por parâmetros mensuráveis: densidade, tolerância de espessura, resistência à tração e rigidez dielétrica.

Uma planta com certificação ISO 9001 testa cada lote quanto à densidade, que deve ficar entre 2,13 e 2,19 g/cm3. A resistência à tração do filme de PTFE virgem varia de 20 a 35 MPa dependendo da orientação. A rigidez dielétrica, para um filme de 0,1 mm, é geralmente superior a 60 kV/mm.

Filme FEP e a alternativa de elenco: o que os compradores precisam saber

O filme FEP não é raspado; é extrudado por fusão ou fundido porque o FEP é um fluoropolímero processável por fusão.

O filme FEP é transparente, possui alta transmitância de luz e é a camada de liberação padrão para impressoras 3D que utilizam resina UV. Um filme de liberação FEP de 100 mícrons é a espessura mais comum no mercado de impressão 3D. A transmitância da luz é normalmente superior a 95% e afeta diretamente a precisão da impressão porque a luz UV deve passar através do filme sem se espalhar.

Uma pergunta comum de compra: o filme FEP pode substituir o filme PTFE em todas as aplicações? A resposta é não. O PTFE oferece melhor resistência química e uma faixa contínua de temperatura mais ampla, enquanto o FEP oferece clareza óptica e vedação térmica mais fácil. Para determinadas aplicações, esta comparação técnica entre PTFE e FEP o ajudará a decidir qual material se adapta à sua linha de produtos.

Filme FEP de 100 μm para impressão 3D Com 96% de transmitância de luz e alta resistência à tração, este filme FEP garante uma cura eficiente da resina em impressoras LCD/DLP. Sua superfície antiaderente facilita a liberação e suporta alta qualidade de impressão. Ver Produto →

FAQ: Perguntas sobre fabricação de filme PTFE

Qual é o método mais comum para fabricar filme de PTFE?

Skiving é o método mais comum e econômico. Ele usa um torno de precisão para descascar uma película fina e contínua de um cilindro de PTFE sinterizado. A calandragem de uma dispersão de PTFE é uma alternativa, mas é menos comum para filmes virgens.

O filme PTFE pode ser feito por extrusão?

O PTFE padrão não pode ser extrudado por fusão porque não derrete abaixo de sua temperatura de decomposição. FEP e PFA são processáveis ​​por fusão, portanto seus filmes podem ser extrudados, mas o filme de PTFE é produzido por desbaste ou calandragem por dispersão.

Por que o filme de PTFE gravado fica marrom escuro?

A cor marrom escura vem do tratamento de ataque com naftaleno sódico. A reação remove átomos de flúor da superfície e introduz grupos contendo oxigênio, o que melhora a molhabilidade do adesivo sem afetar as propriedades de volume do PTFE.

Que tolerância de espessura pode ser esperada para o filme de PTFE raspado?

Com equipamento de desbaste controlado por CNC, é possível obter /-0,01 mm para espessuras de filme inferiores a 0,5 mm. Peça sempre o relatório de inspeção e não a reclamação do fornecedor.

Compreender como o filme PTFE é fabricado é o primeiro passo para selecionar um fornecedor confiável. Pergunte sobre o grau da resina, o perfil de sinterização, o equipamento de desbaste e se a gravação é feita internamente. Esses detalhes fazem a diferença entre filme consistente e variação de lote para lote.