聚四氟乙烯纤维的成型方法

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科学 家 和产业 界 的重视 。
应 用 前景 十分看 好 , 因而 被广泛 应用 于机 械 、 电子 电
器零 部件 、 石油 化 工 、 纺织 、 圾 焚烧 炉 及 航 天航 空 垃 尤其 是滤 材 等领 域 - 。主 要 的 消 费 领 域 大 致 为 : .J
石油 化 工 3 % , 械 2 % , 子/ 气 1 % , 工 3 机 4 电 电 2 轻 ( 炊具 及 日用 品 ) 0 、 织 6 、 筑 4 、 空航 1% 纺 % 建 % 航
第2 6卷 第 2期 2 1 年 6月 01







V0 . 6 No 2 12 .
S YNTHETI TECHNOLOGY C AND APPL CATI I ON
J n 2 1 u. 01
聚 四氟 乙烯 纤 维 的成 型 方 法
郭志洪 林佩洁 王 燕萍 王依 民。 , , ,
2 聚 四氟 乙烯 纤 维 的成 型 方 法
PF T E纤 维早 在 15 9 3年 由美 国 杜邦 公 司 开 发 ,
无 污染 , 维强 度较 高 。缺点 是温 度要 求高 , 纤 纤维 细
度 不 均匀 。
15 97年实 现工 业化 生产 , 由于 P F 但 T E稳 定性 高 , 迄 今 尚无 合 适 的溶剂 溶解 , 因此不 能用 溶液 纺丝 成形 。
我国PF T E纤 维 的 发 展 前景 。
关 键 词 :聚 四氟 乙烯 纤 维 中图 分 类 号 : '3 27 1 I 4 . 1 Q
成型方法
化学惰忡
低 摩擦 系 数 文 章 编 号 :10 —3 X(0 10 -080 0 634 2 1 )20 2 -5
文献 标 识 码 :A
( . 华 大 学 材 料 学 院 , 海 2 12 ; . 维 材 料 改 性 国 家 重 点 实 验 室 , 海 1东 上 0602纤 上 2 12 ) 06 0

要 :聚 四氟 乙 烯 (P F )纤 维 , 有 高 度 的化 学 惰 性 、 摩擦 系 数 , 好 的绝 缘 性 和 高 低 温 稳 定 性 , 良的 耐 老 化 TE 具 低 极 优
收 稿 日期 :2 1 0 0 1— 3—2 5
多种 因素 制约 , 长期 以来 生 产 规 模 和工 艺 技 术 整 体 水平 比较 低 。16 94年 , 原化 工 部 在上 海 合 成橡 胶 研 究所 建成 了 3 a聚 四氟 乙烯 装 置 , 产 出 了合 格 0t / 生
的国产 聚 四氟 乙烯 。2 0 0 0年 , 内生 产能 力仅 为 l 国 0
维 等 。 国内 , 常州 中澳兴 城高 分子 材料 有 限公 司 、 镇 江 飞 利达 高分 子材 料 有 限 公 司 、 海 凌 桥 环保 设 备 上
厂 也 已推 出 了 P F T E卷 曲纤 维 、 纤 维 、 短 长纤 维 、 缝
纫 线 、 线 、 布 以及 毡 布 等 一 系 列 P F 纱 基 T E纤 维 制
品 。我 国在 P F T E纤维 的研 究 开发 方 面 与 西方 国家
覆 以氟 聚合 物做 成 的膜 , 成 10 的氟 材料 , 有 形 0% 具 极 其优 异 的耐 紫外 线 幅射 、 耐酸 碱性 、 高温 和使 用 耐 寿 命 长等性 能 , 目前 已广 泛用 于 宇航 服 的面料 、 日 整 爆 晒 于 日光下 的建 筑 篷 布 、 山及 御 寒 等 户 外 服 装 登 面料 、 化工 和其 它 产业 过滤 加 工 等 苛 刻 环 境 中的 过 滤 材料 、 封垫 及盘 根 等密封 材料 、 纫线 和纺 织纤 密 缝
表 现 出化学惰 性 。氟原 子 与骨架 碳原 子 的连接 和 紧
密 堆砌 , 使分 子链 产生 很 大刚性 , 子链 的高度 规整 分 又使 P F T E产 生高 度结 晶 , 样便决 定 了 P F 这 T E具有 高耐 热性 和高 熔 点 。P F 是 非极 性 线 型 晶状 聚合 TE
又 由于分 子刚 性 大 , 使 温度 在 熔 点 ( 2 C) 上 即 3 7o 以
也 不 流动 , 度 约 为 10 0~10 2P S,而 一 般 粘 1 1 a・
Lni e z g公 司应 用 其 开 发 的膜 裂 纺 丝 工 艺 制 成 n 了一种 特别 适用 作针 刺毡 的新 性 能纤维 。该 纤维 纤 度 为 1 t , 断 长度 8 I , 方形 截 面 , 宽 比 0de 切 x 01 / 长 T1 T 长 约 为 8 8 , 度 为 2 2 g c 强 度 为 4 N d x :0 密 . / m , 0c/t , e
短纤维长 4 7 m, 曲度 8个/ 5mm, 布经 纬密度 8~ 2m 卷 2 基
1 0~10根 / 0c 克 重 10~12gI 0 3 1 m, 0 4 /T I
丝可 用作 密封 填 充 材料 , 纤 维用 于针 刺 毡 。此 法 短 的特点 是生 产 的纤维 具有 微孔 结 构 , 艺流 程简 单 , 工
种具 有特殊 性 能 的含 氟 高 聚 物 材料 , 由完全 被 氟
原 子饱 和 的碳 原 子链组 成 。氟原 子 以有规 则 的紧密 填 充 的方式包 围在碳 原 子 外 面 , 而 对 骨 架碳 原 子 从
有 屏蔽 作用 , 之 F c键 具 有 较 高 键 能 , P F 加 — 使 TE
第 2期
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郭志洪等 . 四氟 乙烯纤维 的成 型方法 聚
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丝公司与 日 本吴羽化学等各生产聚偏氟乙烯单丝和 复 丝 ㈨ 。
特 别需 要 提到 的是 美 国戈 尔公 司开 发 的牌号 为 G R .E  ̄和 ( O E O ET X G R @)T N R @的 F EA A E面料 , 以高 强膨 化聚 四氟 乙烯 ( P F 纱 为 骨 架 , e T E) 表层 再
而 传统 的纤 维 的强度 仅 为 1 N de 左 右 。鉴 于这 4c / tx
天 2 , 他 9 。P F % 其 % T E有 3大 品种供 应 市场 , 即浓
缩分 散液 、 分散 树脂 和悬 浮法树 脂 , 中浓缩 分散 液 其 主要 用 于浸渍 滤料 和采 用乳液 法 纺制纤 维 。 我 国 f' I E生 产 与 研 究 起 步 较 早 , 是 由于 受 F 但
1 聚 四氟 乙烯 发 展 概 况
聚 四氟 乙烯 ( o t rf o e y n P l e al r t l e,P F 是 yt u oh e T E)

内对 P F T E的需 求 快速增 加 , 刺激 了 P F T E的生 产 与 发, 国的 P F 我 T E工 业 开 始 步 入 快 速 发 展 的 阶 段 , PF T E生产 能 力 迅 速 增 加 。2 0 0 5年 , 国聚 四 氟 我 乙烯 表 观 消 费 量 约 3 ta 占全 球 总 生 产 能 力 的 0k , / 2 % 以上 , 为 全 球 主 要 的 P F 生 产 国。2 0 2 成 TE 09 年 , 国生 产能 力 为 8 ta 产 量 为 4 ta 目前 全 0 k/ , 2k/ 。 我 国氟树脂 的 聚合 技术 基本 上 已接 近 国外水 平 , 但 配套 的加工 工 艺方 面 尚有差 距 , 而且 低 端 通 用 型 产 品产 能过剩 , 而高端 、 特殊 用途 产 品依赖 进 口E 。 s ] 聚 四氟 乙烯 (P F )纤维 , 称 为氟 纶 或 特 氟 TE 俗
低摩 擦 系数 ( 目前 与 金 属 合金 接 触 时摩 擦 系 数 最 是 小 的 ) 极 好 的绝缘 性 和高 低 温 稳定 性 、 良的耐 老 、 优 化性 和抗 紫外 辐射性 以及极小 的吸水率 等 。随着 这 几年 环保 问题 越来 越 引 起 政府 和 国 民 的重 视 , 为 作 耐高 温 、 耐化 学 品性 极 好 的 P F r E越来 越 引起 材 料 r
性和抗紫外辐射性以及极小的吸水率等优异特性 , 在材料领域引起广泛关注。该 文重点介绍 了聚 四氟 乙烯( T E) P F 纤维 的
几种制备方法 , 括膜裂纺丝法 、 包 糊状 挤 压 纺 丝 法 、 液 纺 丝 法 、 胶 状 挤 压 纺 丝 法 及 F F 乳 凝 r E共 聚 物 熔 体 纺 丝 法 , 展 望 r r 并
物 , 子 质 量 为 5×1 ~2 分 0 0×1 密 度 为 2 2 0, . 8~
2 2 / l (2 .9 g c 3℃ ) 熔 点 为 3 7 c 分 解 温 度 在 n , 2 l C, 4 5℃ 以上 , 1 因其 性 能优异 被称 为 “ 塑料 王”, 内外 国
纶 , 有独 特 的物 理化 学 特 性 , 高 度 的化 学惰 性 、 具 如
聚 四氟 乙烯纤 维 早 在 5 O年 代 中期 便 由杜 邦 公
司所 产业 化 , 品名 为 “ e o 商 T f n特 氟纶 ” 迄 今具有 很 l , 高知 名 度 。奥 地利 兰京 公 司于 2 0世纪 7 代开 发 0年 成 功 的膜 裂纤 维 , 度 也 能接 近 乳 液 纺 丝 法纤 维 的 强
枝 改性 制备 离子 交换 纤维 的研 究 ¨ J 卜 。
表 1 美国戈尔公 司的 P F T E纤 维 与 其 他 纤 维 的 性 能 对 照 表 E
注 : 一很 好 ;☆ 一较好 ;A 一较 差 ★
表 2 P F 纤维- 指标 E TE 眭能 ]
膜 裂纺 丝 亦 称 剖裂 剥 落 纺 丝工 艺 , 早 由奥地 最
熔 纺所 允许 的熔 体 粘度 小于 30 0P S 因此 也 不 0 a・ , 能通过熔 纺 成形 。故 P F T E纤 维 工业 化 生 产 虽 已 近 5 O年 , 至 今 还 只 有少 数 公 司 能够 生 产 P F 但 T E纤 维
产 品 。 目前 的纺 丝 方 法 主 要 有膜 裂 纺丝 法 、 状 挤 糊
基 金项 目 : I海 市 重 点 学 科 建 设 资 助 , 目编 号 ( 6 3 : 项 B0)
k/ 。进入 2 世 纪 后 , ta l 由于 我 国生 产 F 的基 础 E 原料 氟 石资源 丰 富 , 占世 界 总储 量 的 13 加 上 国 约 /,
作者简 介:郭志洪 (9 7一) 男 , 18 , 湖北武 汉人 , 士研 究生 , 究方 硕 研 向为功能 和高性能纤维材料 的加工成型。
水平 , 产效 率极 高 。俄 罗斯 在 开 发 多 种含 氟 纤 维 生
方 面也 颇有成 效 , 中包 括 氟 乙烯 一六 氟丙 烯 共 聚 其 纤 维 。美 国 W. . oe& A sca s 司 则 生 产 特 L Cr soi e 公 t 殊 的 多孔纤 维 “ O E T X” 美 国 阿 尔 巴 尼 国 际单 G R —E ,
利 L nig 司 于 2 纪 7 ez 公 n O世 0年代 初 开发 , 聚烯烃 在 纤 维 的生 产上 广泛 应用 。将 P F T E粉 末先 加 工成 圆 柱形 V F 型坯 , FE 经切 削或 压延 成 一定 厚 度 的薄 膜 , 再 通 过锯齿 状 刀具 割裂 成丝 , 经牵 引辊 拉伸 、 热 和 加 拉 伸 最终成 为 P F T E纤 维 。用 此 法 制 造 的 P F T E复
差 距较 大 , 品大多依 赖 进 口, 以价格 相 当 昂贵 。 产 所 表 1 美 国戈尔 公 司 的 P F 为 T E纤 维 与其 他 纤 维
的性能对 照 表 , 2为 国产 P F 表 T E纤维 的性 能 指标 。
此外 , 目前 国 内外 也 有 不 少 关 于 P F T E纤 维 辐 射 接
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