聚四氟乙烯纖維詳解課件

1、聚四氟乙烯纖維PTFEBeijing National Aquatics Center 水立方 PTFE簡介與發(fā)展史01 PTFE纖維研究現(xiàn)狀02 PTFE纖維特性03 PTFE纖維生產(chǎn)工藝04 PTFE纖維的應用05目錄定義聚四氟乙烯是四氟乙烯的均聚物。英文名是Polytetrafluoroethylene，簡寫為PTFE。其化學分子式為聚四氟乙烯纖維是以PTFE為原料，經(jīng)紡絲或制成薄膜后切割或原纖化而制得的一種合成纖維。PTFE被稱作“塑料王”。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑。同時，聚四氟乙烯具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐氣候、低摩擦、高潤滑、自清潔、無毒

2、害等特點。PTFE簡介1953發(fā)展簡史195780年代1984-至今聚四氟乙烯纖維首先由美國杜邦公司開發(fā)使用開始實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)可溶性聚四氟乙烯纖維投入生產(chǎn)，主要是單絲聚四氟乙烯纖維的世界總產(chǎn)能力達到1.2kt研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 目前，我國生產(chǎn)的PTFE纖維產(chǎn)量已占全球總量的50%以上，出口到亞洲日、韓，美洲，歐洲，以及中東等國家和地區(qū)，且部分性能超過國際同類產(chǎn)品。我國已形成100%PTFE濾料的工業(yè)化生產(chǎn)，將PTFE纖維用于長纖維編織基布，短纖維覆蓋基布表面經(jīng)加工制成針刺氈，但由于PTFE纖維易產(chǎn)生靜電，摩擦系數(shù)低，目前還存在梳理，成網(wǎng)困難等問題。12研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 國外PTFE纖

3、維的工業(yè)化生產(chǎn)始于1954年，由美國杜邦公司研發(fā)，是最早工業(yè)化的特種合成纖維。其品種有單絲、復絲、短纖維以及膜裂纖維。奧地利Lenzing公司則于20世紀70年代開發(fā)成功PTFE的膜裂纖維。該方法生產(chǎn)效率極高，但是生產(chǎn)的纖維線密度不勻。除此之外，俄羅斯在研發(fā)多種PTFE纖維方面也取得了較大的成效。PTFE纖維特性(1)耐化學性。“C-F”鍵具有極高的鍵能，不易被拆開，PTFE大分子間的堆砌密度大，使各種試劑難于透入其間。氟原子的取代使PTFE形成螺旋結(jié)構(gòu)型，這惰性的螺旋形全氟“外殼”加之聚合物的非極性和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使得PTFE纖維具有極優(yōu)異的耐化學性，PTFE纖維在用于對焚燒爐排出的熱氣體進行過

4、濾中，到目前為止無任何其他材料可以取代。PTFE纖維的鏈構(gòu)象PTFE纖維特性(2)耐熱性。PTFE能經(jīng)受280的高溫，短時間可達300。這些性能說明它是可在惡劣的環(huán)境中用于過濾的理想材料。(3)耐低溫。具有良好的機械韌性；即使溫度下降到零下196，也可保持5的伸長率。(4)阻燃性。PTFE的限氧指數(shù)(LOI)可高達95。這就是說它需要95的氧才能點燃和保持火焰。PTFE纖維特性(5)耐大氣中的老化。對紫外是100的穩(wěn)定，不會老化，在室外暴露15年機械性能也無明顯的變化。(6)拒水和耐水洗。PTFE不吸水，且容易洗滌，可以在高溫下使用強洗滌劑。其表面排斥水、灰塵和其它污染物，因此它也是一種極好的

5、的防污材料。除此之外，PTFE纖維還有本身無毒、絕緣、抗輻射的優(yōu)良性能。1載體紡絲法2糊料擠出紡絲法3膜裂紡絲法4熔體紡絲法PTFE纖維成型工藝載體紡絲法載體紡絲也稱作乳液紡絲，包括干法紡絲、濕法紡絲等。通常是將PTFE乳液與基質(zhì)聚合物(如PVA)載體混合，制成紡絲液紡絲，制備出PTFEPVA初生纖維后，再在320-400的高溫下進行燒結(jié)，除去基質(zhì)聚合物載體，得到PTFE超細纖維。這些纖維和紗因制造過程中混有載體的碳化物，因而強度較低，呈深棕色，要得到白色的PTFE機織紗或縫紉線需進行漂白。糊料擠出紡絲法糊料擠出紡絲通常是將PTFE粉末與易揮發(fā)的質(zhì)量分數(shù)1625潤滑劑充分混合。調(diào)成糊狀物，制成

6、一定形狀的預制胚，并在一定的壓力下通過一個具有狹長?？椎膰娊z頭擠壓紡絲，再經(jīng)干燥，燒結(jié)，高溫下高度拉伸，得到非均勻的白色帶條紗。此外，也可在擠出裝置中擠出薄膜或細條，再經(jīng)壓軋工序去除助劑，然后經(jīng)過縱向切割加工、拉伸和蓬松加工，得到PTFE纖維。膜裂紡絲法切割膜裂法由奧地利Lenzing公司于20世紀70年代初開發(fā)并工業(yè)化，在制備PTFE纖維時需先將PTFE粉末熔結(jié)成圓柱形PTFE型坯，再把它切削成一定厚度的薄膜，然后通過鋸齒狀刀具割裂成絲，在熔點(327)以上燒結(jié)，再經(jīng)拉伸和熱處理最終得到PTFE纖維。此方法得到的纖維具有微孔結(jié)構(gòu)，且強度較高。復絲可用作密封填充材料，短纖維則可用于針刺氈。熔體

7、紡絲法熔體紡絲法是將四氟乙烯質(zhì)量分數(shù)為4-5的全氟乙烯、全氟丙基醚的共聚物混合作為紡絲熔體，經(jīng)螺桿擠壓機由紡絲泵定量壓出噴絲孔，使其成細流狀射入空氣中，并在紡絲甬道中冷卻成絲。此方法得到的PTFE纖維強度較高，但由于熔融后PTFE超分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。導致其延展性消失以及分子鏈定向伸展受阻，加之PTFE的高黏度和明顯的彈性，PTFE熔體通過螺桿擠出機直接制備纖維比較困難，難以實現(xiàn)工業(yè)化。PTFE紡絲方法的優(yōu)缺點紡絲方法優(yōu)點缺點載體紡絲濕法紡絲干法紡絲纖維具有確切的線密度，可以得到較小的纖維。工序簡單，成本低，無污染，纖維質(zhì)量好，無需水洗，可得到線密度較小的纖維。工藝繁瑣，成本高，污染環(huán)境，凝固槽

8、較長，制造效率低。燒結(jié)過程耗時耗能，且PVA的高溫碳化產(chǎn)物會使纖維的斷裂強度降低。糊料擠出紡絲纖維斷裂強度較高原料采用膨脹PTFE粉末，成本高，纖維沒有確定的線密度。膜裂紡絲纖維斷裂強度較高工藝復雜，設備要求高，成本較高，纖維較粗。熔體紡絲纖維斷裂強度較高制備纖維困難PTFE纖維的應用過濾材料 PTFE纖維在高溫煙氣過濾方面有著重要的作用。采用PTFE纖維或PTFE纖維同其他耐高溫纖維混合，可制成高溫復合過濾氈，該濾料具有很好的耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦等性能，適用于高溫、高濕、高黏性粉塵行業(yè)或帶有酸堿性、腐蝕性化學氣體的工業(yè)煙塵凈化，是其他過濾材料所無法比擬的。PTFE纖維的應用醫(yī)學材料 近年來

9、，PTFE纖維在醫(yī)學上的應用越來越廣泛，如可用于人造血管，人工心臟瓣膜和人工心臟輔助裝置，人造韌帶和人造食道等，PTFE纖維還可用于普通外科和整形外科的手術(shù)縫合等，如比較常見的整容手術(shù)隆鼻和整形下頜就是采用PTFE作為填充材料。PTFE纖維的應用紡織工業(yè) 用來制造高性能的縫紉線、耐熱與耐化學等性能要求高的其他紡織品，以及醫(yī)用紡織品和耐磨服裝的耐擦傷拼料。例如，用含有PTFE纖維的耐摩擦運動襪，在自行車及其他運動中，可防止運動員的腳產(chǎn)生水泡。PTFE纖維的應用其他應用領(lǐng)域 PTFE纖維在其他領(lǐng)域也有著廣泛的應用。如可用于軸承和低摩擦率零部件、離子交換、密封填料等。此外，由于其固有的低損耗與介電常

10、數(shù)，PTFE纖維還可以用來制備電線和電纜的絕緣材料等。參考文獻1.喬春梅, 康衛(wèi)民, 鞠敬鴿,等. 聚四氟乙烯纖維的制備技術(shù)及應用進展J. 產(chǎn)業(yè)用紡織品, 2015, 33(1):1-4.2.馬訓明, 郭玉海, 陳建勇,等. 聚四氟乙烯纖維的凝膠紡絲J. 紡織學報, 2009, 30(3):10-12.3.胡友斌, 安源勝, 趙小平. 聚四氟乙烯纖維性能及其制造工藝J. 化工新型材料, 2009, 37(9):24-25.4.陳麗萍, 王耀武, 孫潤軍,等. 聚四氟乙烯纖維的制備與性能表征J. 合成纖維, 2010, 39(10):24-26.5.陳觀福壽. 聚四氟乙烯纖維及其應用研究進展J. 新材料產(chǎn)業(yè), 2011(7):48-51.6.胡友斌, 安源勝, 趙小平.