聚四氟乙烯纤维研究
加之PTFE的高黏度和明显的弹性,PTFE熔体通过螺杆
挤出机直接制备纤维比较困难,难以实现工业化。
PTFE纺丝方法的优缺点
纺丝方法 载体纺丝 优点 湿法纺丝 纤维具有确切的线密度, 可以得到较小的纤维。 缺点 工艺繁琐,成本高, 污染环境,凝固槽 较长,制造效率低。
干法纺丝 工序简单,成本低,无污 染,纤维质量好,无需水 洗,可得到线密度较小的 纤维。 糊料挤出纺丝 纤维断裂强度较高
然后经过纵向切割加工、拉伸和蓬松加工,得到PTFE
纤维。
膜裂纺丝法
切割膜裂法由奥地利Lenzing公司于20世纪70年代
初开发并工业化,在制备PTFE纤维时需先将PTFE粉 末熔结成圆柱形PTFE型坯,再把它切削成一定厚度 的薄膜,然后通过锯齿状刀具割裂成丝,在熔点 (327℃)以上烧结,再经拉伸和热处理最终得到 PTFE纤维。此方法得到的纤维具有微孔结构,且强 度较高。复丝可用作密封填充材料,短纤维则可用
烧结过程耗时耗能, 且PVA的高温碳化 产物会使纤维的断 裂强度降低。 原料采用膨胀PTFE 粉末,成本高,纤 维没有确定的线密 度。 工艺复杂,设备要 求高,成本较高, 纤维较粗。 制备纤维困难
膜裂纺丝
纤维断裂强度较高
熔体纺丝
纤维断裂强度较高
PTFE纤维的应用
过滤材料
PTFE纤维在高温烟气过滤方面有着重要的作用。
性,PTFE纤维在用于对焚烧炉排出的热气
体进行过滤中,到目前为止无任何其他材
PTFE纤维的链构象
料可以取代。
PTFE纤维特性
(2)耐热性。PTFE能经受280℃的高温,短时间可达300℃。 这些性能说明它是有良好的机械韧性;即使温度下降到零下 196℃,也可保持5%的伸长率。 (4)阻燃性。PTFE的限氧指数(LOI)可高达95%。这就是 说它需要95%的氧才能点燃和保持火焰。
PTFE纤维特性
(5)耐大气中的老化。对紫外是100%的稳定,不会老
化,在室外暴露15年机械性能也无明显的变化。
(6)拒水和耐水洗。PTFE不吸水,且容易洗涤,可以在 高温下使用强洗涤剂。其表面排斥水、灰尘和其它污 染物,因此它也是一种极好的的防污材料。 除此之外,PTFE纤维还有本身无毒、绝缘、抗辐射的
聚四氟乙
代
1957
聚四氟乙
烯纤维的
世界总产 能力达到 1.2kt
烯纤维首
先由美国 杜邦公司 开发使用
可溶性聚 四氟乙烯 开始实现 工业化生 产 纤维投入
生产,主
要是单丝
研究现状
1
国内研究现状
目前,我国生产的PTFE纤维产量已占全球总量的
50%以上,出口到亚洲日、韩,美洲,欧洲,以及中 东等国家和地区,且部分性能超过国际同类产品。我 国已形成100%PTFE滤料的工业化生产,将PTFE纤维用 于长纤维编织基布,短纤维覆盖基布表面经加工制成
糊料挤出纺丝法
糊料挤出纺丝通常是将PTFE粉末与易挥发的质量分数
16%~25%润滑剂充分混合。调成糊状物,制成一定
形状的预制胚,并在一定的压力下通过一个具有狭长 模孔的喷丝头挤压纺丝,再经干燥,烧结,高温下高 度拉伸,得到非均匀的白色带条纱。此外,也可在挤 出装置中挤出薄膜或细条,再经压轧工序去除助剂,
于针刺毡。
熔体纺丝法
熔体纺丝法是将四氟乙烯质量分数为4%-5%的全氟 乙烯、全氟丙基醚的共聚物混合作为纺丝熔体,经螺 杆挤压机由纺丝泵定量压出喷丝孔,使其成细流状射 入空气中,并在纺丝甬道中冷却成丝。此方法得到的 PTFE纤维强度较高,但由于熔融后PTFE超分子结构发 生改变。导致其延展性消失以及分子链定向伸展受阻,
Beijing National Aquatics Center 水立方
目录
01 02
03 04 05
PTFE简介与发展史 PTFE纤维研究现状 PTFE纤维特性 PTFE纤维生产工艺 PTFE纤维的应用
PTFE简介
定义 聚四氟乙烯是四氟乙烯的均聚物。 英文名是Polytetrafluoroethylene,简写为PTFE。其化 学分子式为
针刺毡,但由于PTFE纤维易产生静电,摩擦系数低,
目前还存在梳理,成网困难等问题。
研究现状
2
国外研究现状
国外PTFE纤维的工业化生产始于1954年,由美国杜邦
公司研发,是最早工业化的特种合成纤维。其品种有单 丝、复丝、短纤维以及膜裂纤维。 奥地利Lenzing公司则于20世纪70年代开发成功PTFE的膜 裂纤维。该方法生产效率极高,但是生产的纤维线密度
采用PTFE纤维或PTFE纤维同其他耐高温纤维混合, 可制成高温复合过滤毡,该滤料具有很好的耐腐 蚀、耐高温、耐摩擦等性能,适用于高温、高湿、 高黏性粉尘行业或带有酸碱性、腐蚀性化学气体
的工业烟尘净化,是其他过滤材料所无法比拟的。
PTFE纤维的应用
医学材料
近年来,PTFE纤维在医学上的应用越来越广泛, 如可用于人造血管,人工心脏瓣膜和人工心脏辅 助装置,人造韧带和人造食道等,PTFE纤维还可
不匀。除此之外,俄罗斯在研发多种PTFE纤维方面也取
得了较大的成效。
PTFE纤维特性
(1)耐化学性。“C-F”键具有极高的键能,
不易被拆开,PTFE大分子间的堆砌密度大, 使各种试剂难于透入其间。氟原子的取代 使PTFE形成螺旋结构型,这惰性的螺旋形 全氟“外壳”加之聚合物的非极性和结晶 结构,使得PTFE纤维具有极优异的耐化学
聚四氟乙烯纤维是以PTFE为原料,经纺丝或制成薄膜后切 割或原纤化而制得的一种合成纤维。 PTFE被称作“塑料王”。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种 有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,聚四氟 乙烯具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐气候、低摩擦、高 润滑、自清洁、无毒害等特点。
发展简史
19841953 80年 至今
优良性能。
PTFE纤维成型工艺
1
载体纺丝法 糊料挤出纺丝法 膜裂纺丝法 熔体纺丝法
2
3
4
载体纺丝法
载体纺丝也称作乳液纺丝,包括干法纺丝、湿法纺丝等。 通常是将PTFE乳液与基质聚合物(如PVA)载体混合,制
成纺丝液纺丝,制备出PTFE/PVA初生纤维后,再在
320-400℃的高温下进行烧结,除去基质聚合物载体, 得到PTFE超细纤维。这些纤维和纱因制造过程中混有载 体的碳化物,因而强度较低,呈深棕色,要得到白色的 PTFE机织纱或缝纫线需进行漂白。