PTFE微孔薄膜防水機理淺析
時間：
李傳勇
2020-12-19
隨著人們生活場景的不斷豐富，對應(yīng)用于移動智能電子產(chǎn)品透音透氣通道上起防護作用的聚四氟乙烯（PTFE）膜材的性能要求也越來越高。材料的晶體結(jié)構(gòu)決定產(chǎn)品的性能，接下來我們就從微觀角度來看看PTFE的晶體結(jié)構(gòu)和形貌特征。
PTFE材料在膜材制備過程中，會產(chǎn)生大量微孔。而這些微孔形成的毛細管中，彎月形曲面的液氣界面張力將附加到毛細管液柱上，根據(jù)拉普斯斯方程，附加壓力P為：
P=YLG（1/p1+1/p2）
式中：YLG是液體與氣體界面的表面能或液氣界面張力，通常稱為表面張力，20°C水為0.0725N/M;P1、P2是彎曲面兩個軸向的曲率半經(jīng)。對于圓柱形毛細管孔洞，p= P1= P2則有：P=2yLG/ p，由于：p=r/cosθ式中：r為毛細管當(dāng)量半經(jīng)；θ為毛細管內(nèi)壁與液體的接觸角，PTFE約為120°。故有：
P =2YLGcosθ/ r
從上式可以發(fā)現(xiàn)，影響聚四氟乙烯微孔薄膜耐水壓的主要因素是微孔孔徑r和接觸角 。當(dāng)90°﹤θ﹤180°時，θ越大耐水壓越高。聚四氟乙烯微孔薄膜微孔內(nèi)壁與水的接觸角為120°，是各種材料中較大的；r越小，耐水壓越高，聚四氟乙烯微孔薄膜的微孔半經(jīng)非常小，只有零點幾微米，故耐水壓很高。較小水滴的直徑約20um，所以水滴無法直接透過。由此得到的是將聚四氟乙烯薄膜中的微孔簡化為圓柱形毛細管模型公式，當(dāng)r=1um時，計算得到 P約為72.5kPa，即至少需要7.2m水柱的外加壓力能使水通過毛細管微孔；也就是說，對于孔經(jīng)1um的聚四氟乙烯微孔薄膜，理論上其耐壓值為72.5kPa。
此外，聚四氟乙烯薄膜本身具有一定機械強度，受到壓力時微孔不易被擠破，這些都有利于耐水壓提高。理論上耐水壓與薄膜厚度無關(guān)，而實際上，薄膜厚度越薄，機械強度越低，可以引起防水性下降。
天津日津科技通過多年在行業(yè)內(nèi)的辛勤耕耘和投入研發(fā)，目前已經(jīng)成為國內(nèi)領(lǐng)先的移動智能電子產(chǎn)品防護解決方案公司，擁有國內(nèi)一流的研發(fā)團隊和實驗室，公司產(chǎn)品線覆蓋透氣膜、音頻膜、阻尼膜、PB膜等，具有完整的防水、防塵、防腐、疏油、透音、透氣等各項功能性參數(shù)及標準的實驗和檢測能力，從而來滿足移動智能電子產(chǎn)品的全方位應(yīng)用需求。
PTFE,聚四氟乙烯,微孔薄膜
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