襯聚四氟乙烯襯里的工藝

聚全氟乙丙烯塑料（FEP）性能與閥門襯里工藝

胡遠銀

彭慶武

（上海耐腐閥門集團

上海

202111）摘要

介紹了聚全氟乙丙烯塑料（FEP）的性能，成型工藝方法，總結(jié)了氟塑料襯里過程中容易出現(xiàn)的幾種問題，提出了相應的解決方案。

關(guān)鍵詞：聚全氟乙丙烯塑料；閥門；襯里工藝

1.概述

氟塑料襯里閥門最大特點是過流面采用氟塑料蔽覆，以隔絕鋼鐵金屬與強腐蝕性介質(zhì)的直接接觸。這樣既解決了氟塑料強度低，不能承受高壓力的問題，又解決了鋼鐵材料不耐腐蝕的問題，而且合理地利用了資源，符合國家節(jié)能降耗的產(chǎn)業(yè)政策，因而得到迅速的發(fā)展。在氟塑料襯里閥門的生產(chǎn)制造中，最重要的是選用合適的氟塑料原料和制訂合理的襯里工藝及模具設計，本文就此問題談談粗淺的看法。

2.聚全氟乙丙烯塑料的性能

在氟塑料襯里閥門中，氟塑料用量最多的是聚全氟乙丙烯，聚全氟乙丙烯是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，又稱氟塑料46，簡稱FEP。

通常四氟乙烯占83％，六氟丙烯占17％。FEP是完全氟化的聚合物，它是為克服PTFE成型加工困難而開發(fā)的一種改性新型氟塑料。其結(jié)構(gòu)形式：

FEP的合成一般采用三氯乙酰過氧化物為催化劑，對四氟乙烯和六氟丙烯進行本體共聚；也可用過硫酸銨、焦磷酸鈉為催化劑，在55～64℃內(nèi)進行懸浮聚合。

FEP是一種直鏈的高分子化合物，可視為PTFE中一部分與主鏈碳原子相連的氟原子被三氟甲基（－CF3）取代，分子排列混亂非常不規(guī)整，結(jié)晶速度緩慢，結(jié)晶度最多為40％～47％。它可看作是無規(guī)共聚物。熔體的粘度較低，可用一般熱塑性塑料的方法對其成型加工，從而克服了PTFE?成型困難的缺點。但是FEP的分子中也都是由碳氟兩種元素以共價鍵結(jié)合而成，所以它的性能又與PTFE基本相同。

FEP外觀和手感類似聚乙烯，但相對密度大一倍多；性能與應用類似PTFE，使用溫度比PTFE低50℃；硬度及強度較PTFE高，是標準的熱塑性塑料。

FEP相對密度為2.14～2.17，結(jié)晶度隨熱處理溫度不同而有差異，若六氟丙烯占15％～16％的FEP，其熔融溫度為288℃，Tg為130℃，長期使用溫度為－88～250℃，脆化溫度－90℃，分解溫度＞400℃。FEP的其他性能見表1。

表1

FEP的性能性能指數(shù)拉伸強度/MPa（斷裂、23℃18.62～21.56

250～330

578.2～656.6

25

1017～1018

2.1

20～24

5×104FEP是改性的PTFE，除使用溫度低于PTFE約50℃外，其他都保持了PTFE的優(yōu)良性能。它的最大優(yōu)點是成型加工性能好，可以進行壓模、擠出、注射成型等。

FEP有優(yōu)異的性能，但亦存在著加工時熱穩(wěn)定性差、制品易產(chǎn)生開裂等缺點。針對這些缺點，可通過分子結(jié)構(gòu)均勻性的調(diào)整，相對分子質(zhì)量分布的控制，樹脂的烘烤，水蒸汽處理，加入中性鹽、堿式鹽等，使羧基脫羧轉(zhuǎn)化穩(wěn)定的－CF2H的端基以及嚴格控制成型加工條件進行改性。亦可以玻璃粉、石墨、二氧化硅共混，制成各種填充制品。

3.聚全氟乙丙烯塑料幾種成型工藝方法

3.1聚全氟乙丙烯的成型加工工藝特性

3.1.1

FEP在熔融狀態(tài)下的流變性接近非牛頓型，即隨著剪切速率γ的增加，表面粘度（ηα）下降。而且隨著相對分子質(zhì)量下降，其溶體粘度也隨著變小。溶體流動中的γ超過一定極限，就會產(chǎn)生溶體破碎，使制品顯示粗糙的表面，故成型加工時應適當提高料溫，并加大流道和澆口的直徑。

3.1.2FEP的粘流溫度1MPa為265～278℃，成型加工溫度范圍窄，成型加工困難。

3.1.3FEP的熔體粘度較PTFE低，在343～393℃時的熔體粘度為103～104Pa·s，比相同熔融指數(shù)的聚乙烯高一些，可用擠出，注射等方法成型。

3.1.4FEP為半透明的聚合物，靜電吸著性很強。容易吸附灰塵和雜質(zhì)，影響成型加工制品的性能。成型時應加入抗靜電劑。

3.1.5FEP導熱系數(shù)小，加工時應注意升溫速度。考慮其成型加工溫度下的腐蝕作用，加工設備應選用鉻鋼或滲氮高合金鋼作為防腐層。

3.2聚全氟乙丙烯的成型加工方法

3.2.1注射成型

機筒和噴嘴溫度為320～400℃，模具溫度為200～230℃，注射壓力為29.4～137.2MPa。

3.2.2模壓成型

模壓成型可制取各種板、棒、層壓板和填充制品。加熱FEP至290～370℃使其熔融，再冷至150～200℃，在7MPa的壓力下，使熔體充滿模具，壓實、脫模即得制品。

3.2.3擠出成型

擠出機的螺桿長徑比大于15，壓縮比為3：1，?？跍囟?15～400℃，壓力視制品而異，一般為0.98～17.64MPa。擠出制品的淬火溫度為10～20℃

3.2.4涂覆

FEP濃縮水分散液，在FEP的分散液中，加入濃縮劑聚氧乙烯辛烷基酚醚，可用噴涂、刷涂、沸騰浸涂、火焰噴涂等方法，進行涂層施工，再加熱塑化。近年來，也開發(fā)了FEP的粉末流動床和靜電噴涂加工新技術(shù)。

4.聚全氟乙丙烯塑料襯里閥門模壓工藝

模壓是氟塑料型工藝方法之一（如圖1），也是氟塑料襯里閥門最常用的方法，適合于多品種小批量的生產(chǎn)方式。它是將一定量的氟塑料（粉狀、粒狀、纖維狀、片狀和碎屑狀等）放入成型的模腔中，然后閉合，放在加熱爐內(nèi)加熱到一定溫度，并在壓力作用下熔融流動，緩慢充滿整個型腔而取得型腔所賦予的形狀。隨著在模具內(nèi)塑化、混合和分散，熔體逐漸失去流動性變成不熔的體型結(jié)構(gòu)而成為固體，經(jīng)冷卻到一定溫度打開模具，而成為成品，從而完成模壓過程。如圖2襯里工藝流程圖。氟塑料襯里層的質(zhì)量主要取決于氟塑料原料質(zhì)量、襯里模壓工藝和模具的設計，受篇幅所限，模具設計將在《圖1油壓機與閥體模壓示意圖

1.油管2.油缸3.緊固螺母4.上橫梁5.活動橫梁6.立柱7.操縱箱8.下橫梁9.壓頭10.壓模11.閥體

圖2襯里工藝流程圖

氟塑料襯里閥門在襯里前的處理很重要，襯氟塑料之前，應將受襯面毛刺、油污清除干凈、修磨平整，盡可能使受襯面達到GB8923中規(guī)定的St2級，還可以采用機械加工的方法，將受襯面加工出T形槽和螺紋溝槽增加襯里層與基體的結(jié)合強度，防止襯里層脫殼。將襯里面內(nèi)部轉(zhuǎn)角處的棱角銳邊倒鈍，內(nèi)圓角R＞2mm，外圓角R＞3mm，減少應力防止襯里層被銳角刺破?？傊?，應盡量達到襯里工藝規(guī)定的要求。

氟塑料（FEP）襯里閥門、襯氟閥門成型質(zhì)量包括襯塑層的內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量。內(nèi)在質(zhì)量包括襯塑層的物理和化學性質(zhì)及其均勻性；它不僅要求聚全氟乙丙烯塑料（F46）具有相應的物理和化學性能。在模壓過程中，還要注意塑化的溫度和壓力，正確掌握模壓工藝。外在質(zhì)量包括襯塑層的規(guī)整、尺寸、外觀和色澤等。襯塑層的外表面質(zhì)量主要取決于模具的設計和氟塑料在模具內(nèi)的塑化、混合和分散的能力。塑化效果的好壞與模具結(jié)構(gòu)以及工藝配方、原料質(zhì)量和加工工藝條件的控制有直接的關(guān)系。解決上述相關(guān)問題是提高塑化效果的關(guān)鍵，各項工作（包括原料、模具、工藝等）都應圍繞提高氟塑料塑化效果來進行。

塑料塑化成型對溫度和壓力的要求非常嚴格，掌握氟塑料的塑化時間非常重要。塑化時間太短，氟塑料未成型就已分解交聯(lián)；若塑化時間太長，則生產(chǎn)效率低，需要很長時間才能固化脫模，生產(chǎn)周期長。在生產(chǎn)中，控制塑化時間的關(guān)鍵因素就是溫度和壓力。若不能控制好塑化溫度和壓力，則很可能產(chǎn)生諸如襯里層表面硬度低、表面光亮度不足；襯塑尺寸控制困難；熔接痕難以消除；襯塑層沿氟塑料流動方向有“魚鱗”樣凸凹不平的有規(guī)則的波紋，或表面箭頭狀波紋等問題。值得一提的是在加壓過程中放氣次數(shù)、放氣時間、間隔時間都對襯塑層的外觀質(zhì)量有直接影響，在生產(chǎn)中予以標準化嚴格控制，并做好生產(chǎn)記錄。工藝人員可以在生產(chǎn)前對氟塑料擬訂其塑化曲線，掌握其塑化時間，然后在實踐中根據(jù)實際情況進行工藝調(diào)整。因每種產(chǎn)品的氟塑料配方、原材料質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量要求各異，其溫度、壓力，放氣等工藝控制也不盡相同，根據(jù)具體情況決定，從而制訂出符合本企業(yè)的模壓工藝規(guī)程。5.結(jié)語本文介紹了聚全氟乙丙烯塑料（FEP）的基本性能和成型方法，在四種成型方法中，重點介紹了模壓成型方法，總結(jié)了氟塑料襯里閥門在模壓成型過程中容易出現(xiàn)的幾種情況，提出了相應的解決方案。參考文獻

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胡遠銀襯氟塑料閥門設計若干問題的探討[J]閥門，2021.1

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上海耐腐閥門集團竭誠為您服務。氟塑料襯里閥門生產(chǎn)工藝氟塑料襯里閥門的生產(chǎn)是一種復雜而又繁重的過程，除了成型加工技術(shù)外，還需考慮到生產(chǎn)成本，原料供應，環(huán)境影響等方面。壓塑是氟塑料成型工藝方法之一（如圖1），也是氟塑料襯里閥門應用最理想的方法之一，是將一定量的氟塑料（粉狀、粒狀、纖維狀、片狀和碎屑狀等）放入成型的模腔中，然后閉合，放在加熱爐內(nèi)加熱到一定溫度，并在壓力作用下熔融流動，緩慢充滿整個型腔而取得型腔所賦予的形狀。隨著氟塑料化學反應程度的增加，熔體逐漸失去流動性變成不熔的體型結(jié)構(gòu)而成為固體，經(jīng)冷卻到一定溫度打開模具，而成為成品，從而完成模壓過程。如圖2襯里工藝流程圖。襯里閥門是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展階段的產(chǎn)物。氟塑料襯里閥門是伴隨著氟塑料的出現(xiàn)和社會需求而產(chǎn)生的一種高新技術(shù)產(chǎn)品。根據(jù)氟塑料上述的性能特點和成型工藝特性、方法，人們不斷探索，反覆實踐，開發(fā)出了系列氟塑料襯里閥門。氟塑料襯里閥門與常規(guī)通用閥門相比，不論是材料選擇上，還是制造工藝上有其自身的特點。氟塑料襯里閥門結(jié)構(gòu)長度和法蘭兩端尺寸，按鋼制閥門的相關(guān)標準和行業(yè)標準執(zhí)行。如結(jié)構(gòu)長度按GB/T12221標準的規(guī)定，結(jié)構(gòu)長度包括法蘭密封面襯氟塑料厚度。法蘭連接尺寸按GB/T9113.1的規(guī)定。并限制在法蘭端連接，不允許采用焊接方法連接。便于工業(yè)管道的安裝連接不因焊接而影響產(chǎn)品質(zhì)量。襯里層厚度的確定既是一個科學問題，又是比較現(xiàn)實的經(jīng)濟問題。襯氟層厚了浪費昂貴的氟塑料，襯薄了滿足不了使用要求。因為氟塑料是高分子材料，具有吸收少量與其接觸的氣體的特性，隨溫度的升高，材料體積膨脹，分子之間空隙增大，滲透吸收就加劇。只有適當增加厚度才能減少滲透。因此，在襯里層設計時，采用增加厚度來彌補這一缺陷。經(jīng)過試驗驗證，確定襯里層厚度δ≥2mm比較合適。并且隨著閥門通徑的增大而增加，襯氟塑料厚度如表1所示：表1襯氟塑料厚度mm公稱通徑DN襯氟塑料厚度1015202532＞2.0405065802.5100125150320025030035040044505006007008004.5900100012005圖2襯里工藝流程圖氟塑料的密度應選用2.16g/cm3左右，且不允許有雜質(zhì)存在的原材料。用于食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生級閥門的襯里材料，還應無毒、無菌、無雜質(zhì)清潔衛(wèi)生的材料。氟塑料閥門的表面應當光滑平整、無氣孔、裂紋、夾雜等缺陷。法蘭的翻邊處及其他轉(zhuǎn)角處應色澤均勻，無泛白現(xiàn)象。大口徑襯里閥門，可采用鋼板焊接方式，焊接點符合GB/T150標準的規(guī)定。氟塑料襯里閥門的內(nèi)部形狀應盡量簡潔，便于襯里和模具的制作，殼體受襯面應平整，所有的轉(zhuǎn)角處應呈圓弧過渡，圓弧半徑R≥2mm.氟塑料襯里閥門零件殼體受襯面上的焊縫應成連續(xù)焊，并且采用對接焊縫。不得采用點焊，間斷焊。更不得采用鉚接方式。焊縫應打磨平整，焊縫凸出高度≤0.5mm。如下圖所示。焊縫不得有氣孔、咬邊、裂紋以及任何其他形式的表面孔洞及未焊透等缺陷。不合格時，可以修補。修補后仍應符合上述要求。受襯面的焊渣，飛濺物等類似雜物應予以徹底清除；襯里閥門的機加工，焊接等工序必須在襯里之前完成；襯里前，應按GB11373標準中St2級要求進行除銹處理；法蘭面的襯里應襯滿密封面，并且有扣緊基體的結(jié)構(gòu)，防止脫殼；如下圖：襯里層厚度應用測厚儀檢測，也可用卡尺、千分尺測量，其襯里層厚度不得低于表1的規(guī)定。襯里閥門零件應進行電火花檢測，采用5kv～20kv高頻電火花檢測儀，輸出電壓，調(diào)至相應的電壓，一般按10～15kv，襯里層薄一點按10kv，厚一點按15kv，一般不超過15kv。氟塑料襯里閥門一般不能當作真空閥門使用，也不能作調(diào)節(jié)閥使用，如用戶需要做真空用或調(diào)節(jié)用，必須由供需雙方商協(xié)。設計特殊結(jié)構(gòu)，出廠前，除進行壓力試驗、電火花測試、壁厚和外觀檢查外，還應進行真空檢驗。保證氟塑料襯里在允許的壓力下，襯里層不會發(fā)生吸扁、撓曲等變形失穩(wěn)現(xiàn)象。檢測探頭在襯里表面以不超過50mm/s的速度移動。被檢測工件不被擊穿為合格,檢測儀器一次連續(xù)工作不得超過50分鐘

咖啡店創(chuàng)業(yè)計劃書第一部分：背景在中國，人們越來越愛喝咖啡。隨之而來的咖啡文化充滿生活的每個時刻。無論在家里、還是在辦公室或各種社交場合，人們都在品著咖啡?？Х戎饾u與時尚、現(xiàn)代生活聯(lián)系在一齊。遍布各地的咖啡屋成為人們交談、聽音樂、休息的好地方，咖啡豐富著我們的生活，也縮短了你我之間的距離，咖啡逐漸發(fā)展為一種文化。隨著咖啡這一有著悠久歷史飲品的廣為人知，咖啡正在被越來越多的中國人所理解。第二部分：項目介紹第三部分：創(chuàng)業(yè)優(yōu)勢目前大學校園的這片市場還是空白，競爭壓力小。而且前期投資也不是很高，此刻國家鼓勵大學生畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè)，有一系列的優(yōu)惠政策以及貸款支持。再者大學生往往對未來充滿期望，他們有著年輕的血液、蓬勃的朝氣，以及初生牛犢不怕虎的精神，而這些都是一個創(chuàng)業(yè)者就應具備的素質(zhì)。大學生在學校里學到了很多理論性的東西，有著較高層次的技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)代大學生有創(chuàng)新精神，有對傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)行業(yè)挑戰(zhàn)的信心和欲望，而這種創(chuàng)新精神也往往造就了大學生創(chuàng)業(yè)的動力源泉，成為成功創(chuàng)業(yè)的精神基礎。大學生創(chuàng)業(yè)的最大好處在于能提高自己的潛力、增長經(jīng)驗，以及學以致用;最大的誘人之處是透過成功創(chuàng)業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)自己的理想，證明自己的價值。第四部分：預算1、咖啡店店面費用咖啡店店面是租賃建筑物。與建筑物業(yè)主經(jīng)過協(xié)商，以合同形式達成房屋租賃協(xié)議。協(xié)議資料包括房屋地址、面積、結(jié)構(gòu)、使用年限、租賃費用、支付費用方法等。租賃的優(yōu)點是投資少、回收期限短。預算10-15平米店面，啟動費用大約在9-12萬元。2、裝修設計費用咖啡店的滿座率、桌面的周轉(zhuǎn)率以及氣候、節(jié)日等因素對收益影響較大?？Х瑞^的消費卻相對較高，主要針對的也是學生人群，咖啡店布局、格調(diào)及采用何種材料和咖啡店效果圖、平面圖、施工圖的設計費用，大約6000元左右3、裝修、裝飾費用具體費用包括以下幾種。(1)外墻裝飾費用。包括招牌、墻面、裝飾費用。(2)店內(nèi)裝修費用。包括天花板、油漆、裝飾費用，木工、等費用。(3)其他裝修材料的費用。玻璃、地板、燈具、人工費用也應計算在內(nèi)。整體預算按標準裝修費用為360元/平米，裝修費用共360*15=5400元。4、設備設施購買費用具體設備主要有以下種類。(1)沙發(fā)、桌、椅、貨架。共計2250元(2)音響系統(tǒng)。共計450(3)吧臺所用的烹飪設備、儲存設備、洗滌設備、加工保溫設備。共計600(4)產(chǎn)品制造使用所需的吧臺、咖啡杯、沖茶器、各種小碟等。共計300凈水機，采用美的品牌，這種凈水器每一天能生產(chǎn)12l純凈水，每一天銷售咖啡及其他飲料100至200杯，價格大約在人民幣1200元上下?？Х葯C，咖啡機選取的是電控半自動咖啡機，咖啡機的報價此刻就應在人民幣350元左右，加上另外的附件也不會超過1200元。磨豆機，價格在330―480元之間。冰砂機，價格大約是400元一臺，有點要說明的是，最好是買兩臺，不然夏天也許會不夠用。制冰機，從制冰量上來說，一般是要留有富余?？钪票鶛C每一天的制冰量是12kg。價格稍高550元，質(zhì)量較好，所以能夠用很多年，這么算來也是比較合算的。5、首次備貨費用包括購買常用物品及低值易耗品，吧臺用各種咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的費用。大約1000元6、開業(yè)費用開業(yè)費用主要包括以下幾種。(1)營業(yè)執(zhí)照辦理費、登記費、保險費;預計3000元(2)營銷廣告費用;預計450元7、周轉(zhuǎn)金開業(yè)初期，咖啡店要準備必須量的流動資金，主要用于咖啡店開業(yè)初期的正常運營。預計2000元共計： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=145280元第五部分：發(fā)展計劃1、營業(yè)額計劃那里的營業(yè)額是指咖啡店日常營業(yè)收入的多少。在擬定營業(yè)額目標時，必須要依據(jù)目前市場的狀況，再思考到咖啡店的經(jīng)營方向以及當前的物價情形，予以綜合衡量。按照目前流動人口以及人們對咖啡的喜好預計每一天的營業(yè)額為400-800，根據(jù)淡旺季的不同可能上下浮動2、采購計劃依據(jù)擬訂的商品計劃，實際展開采購作業(yè)時，為使采購資金得到有效運用以及商品構(gòu)成達成平衡，務必針對設定的商品資料排定采購計劃。透過營業(yè)額計劃、商品計劃與采購計劃的確立，我們不難了解，一家咖啡店為了營業(yè)目標的達成，同時有效地完成商品構(gòu)成與靈活地運用采購資金，各項基本的計劃是不可或缺的。當一家咖啡店設定了營業(yè)計劃、商品計劃及采購計劃之后，即可依照設定的采購金額進行商品的采購。經(jīng)過進貨手續(xù)檢驗、標價之后，即可寫在菜單上。之后務必思考的事情，就是如何有效地將這些商品銷售出去。3、人員計劃為了到達設定的經(jīng)營目標，經(jīng)營者務必對人員的任用與工作的分派有一個明確的計劃。有效利用人力資源，開展人員培訓，都是我們務必思考的。4、經(jīng)費計劃經(jīng)營經(jīng)費的分派是管理的重點工作。通常能夠?qū)⒖Х鹊杲?jīng)營經(jīng)費分為人事類費用(薪資、伙食費、獎金等)、設備類費用(修繕費、折舊、租金等)、維持類費用(水電費、消耗品費、事務費、雜費等)和營業(yè)類費用(廣告宣傳費、包裝費、營業(yè)稅等)。還能夠依其性質(zhì)劃分成固定費用與變動費用。我們要針對過去的實際業(yè)績設定可能增加的經(jīng)費幅度。5、財務計劃財務計劃中的損益計劃最能反映全店的經(jīng)營成果?？Х鹊杲?jīng)營者在營運資金的收支上要進行控制，以便做到經(jīng)營資金合理的調(diào)派與運用?？傊?，以上所列的六項基本計劃(營業(yè)額、商品采購、銷售促進、人員、經(jīng)費、財務)是咖啡店管理不可或缺的。當然，有一些咖啡店為求管理上更深入，也能夠配合工作實際需要制訂一些其他輔助性計劃。第六部分：市場分析2019-2021年中國咖啡市場經(jīng)歷了高速增長的階段，在此期間咖啡市場總體銷售的復合增長率到達了17%;高速增長的市場為咖啡生產(chǎn)企業(yè)帶給了廣闊的市場空間，國外咖啡生產(chǎn)企業(yè)如雀巢、卡夫、ucc等企業(yè)紛紛加大了在中國的投資力度，為爭取未來中國咖啡市場的領(lǐng)先地位打下了良好的基礎?？Х蕊嬃现饕侵杆偃芸Х群凸嘌b即飲咖啡兩大類咖啡飲品;在速溶咖啡方面，2018-2021年間中國速溶咖啡市場規(guī)模年均增長率到達16%，顯示出還處于成長階段的中國速溶咖啡市場的高增長性和投資空間;在灌裝即飲咖啡方面，2008-2010年間中國灌裝即飲咖啡市場年均增長率也同樣到達15%;未來幾年，中國咖啡飲料的前景仍將被看好。現(xiàn)今咖啡店主要是以連鎖式經(jīng)營，市場主要被幾個集團壟斷。但由于幾個集團的咖啡店并沒