聚四氟乙烯生產(chǎn)工藝及應(yīng)用

1、 PTFE簡(jiǎn)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(yīng)用05目錄定義定義聚四氟乙烯是四氟乙烯的均聚物。英文名是Polytetrafluoroethylene，簡(jiǎn)寫(xiě)為PTFE。其化學(xué)分子式為PTFE被稱作“塑料王”。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點(diǎn)，幾乎不溶于所有的溶劑。同時(shí)，聚四氟乙烯具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐氣候、低摩擦、高潤(rùn)滑、自清潔、無(wú)毒害等特點(diǎn)。1953195780年代1984-至今聚四氟乙烯纖維首先由美國(guó)杜邦公司開(kāi)發(fā)使用開(kāi)始實(shí)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(dá)

2、到1.2kt 目前，我國(guó)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(guó)家和地區(qū)，且部分性能超過(guò)國(guó)際同類產(chǎn)品。我國(guó)已形成100%PTFE濾料的工業(yè)化生產(chǎn)，將PTFE纖維用于長(zhǎng)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(wèn)題。12 國(guó)外PTFE纖維的工業(yè)化生產(chǎn)始于1954年，由美國(guó)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(fù)絲、短纖維以及膜裂纖維。奧地利Lenzing公司則于20世紀(jì)70年代開(kāi)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

3、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。(1)?！癈-F”鍵具有極高的鍵能，不易被拆開(kāi)，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(xué)性，PTFE纖維在用于對(duì)焚燒爐排出的熱氣體進(jìn)行過(guò)濾中，到目前為止無(wú)任何其他材料可以取代。PTFE纖維的鏈構(gòu)象(2)。PTFE能經(jīng)受280的高溫，短時(shí)間可達(dá)300。這些性能說(shuō)明它是可在惡劣的環(huán)境中用于過(guò)濾的理想材料。(3)。具有良好的機(jī)械韌性；即使溫度下降到零下196，也可保持5的伸長(zhǎng)率。(4)。PTFE的限氧指

4、數(shù)(LOI)可高達(dá)95。這就是說(shuō)它需要95的氧才能點(diǎn)燃和保持火焰。(5)。對(duì)紫外是100的穩(wěn)定，不會(huì)老化，在室外暴露15年機(jī)械性能也無(wú)明顯的變化。(6)。PTFE不吸水，且容易洗滌，可以在高溫下使用強(qiáng)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的防污材料。除此之外，PTFE纖維還有本身、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。通常是將與基質(zhì)聚合物(如PVA)，制成，制備出PTFEPVA后，再在320-400的高溫下進(jìn)行，基質(zhì)聚合物，得到PTFE。這些纖維和紗因制造過(guò)程中混有載體的碳化物，因而強(qiáng)度較低，呈深

5、棕色，要得到白色的PTFE機(jī)織紗或縫紉線需進(jìn)行漂白。糊料擠出紡絲通常是將與易揮發(fā)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1625充分。調(diào)成糊狀物，制成一定形狀的，并在一定的壓力下通過(guò)一個(gè)具有狹長(zhǎng)模孔的噴絲頭，再經(jīng)，高溫下高度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(xì)條，再經(jīng)壓軋工序去除助劑，然后經(jīng)過(guò)縱向切割加工、拉伸和蓬松加工，得到PTFE纖維。切割膜裂法由奧地利Lenzing公司于20世紀(jì)70年代初開(kāi)發(fā)并工業(yè)化，在制備PTFE纖維時(shí)需先將PTFE粉，再把它切，然后通過(guò)，在熔點(diǎn)(327)以上，再經(jīng)。此方法得到的纖維具有微孔結(jié)構(gòu)，且強(qiáng)度較高。復(fù)絲可用作密封填充材料，短纖維則可用于針刺氈。熔體紡絲法是將四氟乙烯

6、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4-5的全氟乙烯、全氟丙基醚的共聚物混合作為，經(jīng)，使其成細(xì)流狀射入空氣中，并在。此方法得到的PTFE纖維強(qiáng)度較高，但由于熔融后PTFE超分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。導(dǎo)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(guò)螺桿擠出機(jī)直接制備纖維比較困難，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。紡絲方法紡絲方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)載體紡絲載體紡絲濕法紡絲濕法紡絲干法紡絲干法紡絲纖維具有確切的線密度，纖維具有確切的線密度，可以得到較小的纖維?？梢缘玫捷^小的纖維。工序簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)污工序簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)污染，纖維質(zhì)量好，無(wú)需水染，纖維質(zhì)量好，無(wú)需水洗，可得到線密度較小的洗，可得到線密度較小的纖

7、維。纖維。工藝繁瑣，成本高，工藝繁瑣，成本高，污染環(huán)境，凝固槽污染環(huán)境，凝固槽較長(zhǎng)，制造效率低。較長(zhǎng)，制造效率低。燒結(jié)過(guò)程耗時(shí)耗能，燒結(jié)過(guò)程耗時(shí)耗能，且且PVAPVA的高溫碳化的高溫碳化產(chǎn)物會(huì)使纖維的斷產(chǎn)物會(huì)使纖維的斷裂強(qiáng)度降低。裂強(qiáng)度降低。糊料擠出紡絲糊料擠出紡絲纖維斷裂強(qiáng)度較高纖維斷裂強(qiáng)度較高原料采用膨脹原料采用膨脹PTFEPTFE粉末，成本高，纖粉末，成本高，纖維沒(méi)有確定的線密維沒(méi)有確定的線密度。度。膜裂紡絲膜裂紡絲纖維斷裂強(qiáng)度較高纖維斷裂強(qiáng)度較高工藝復(fù)雜，設(shè)備要工藝復(fù)雜，設(shè)備要求高，成本較高，求高，成本較高，纖維較粗。纖維較粗。熔體紡絲熔體紡絲纖維斷裂強(qiáng)度較高纖維斷裂強(qiáng)度較高制備纖維困

8、難制備纖維困難 PTFE纖維在高溫?zé)煔膺^(guò)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(fù)合過(guò)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(xué)氣體的工業(yè)煙塵凈化，是其他過(guò)濾材料所無(wú)法比擬的。 近年來(lái)，PTFE纖維在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用越來(lái)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(jiàn)的整容手術(shù)隆鼻和整形下頜就是采用PTFE作為填充材料。 用來(lái)制造高性能的縫紉線、耐熱與耐化學(xué)等性能要求高的其他紡織品，以及醫(yī)用紡織品

9、和耐磨服裝的耐擦傷拼料。例如，用含有PTFE纖維的耐摩擦運(yùn)動(dòng)襪，在自行車及其他運(yùn)動(dòng)中，可防止運(yùn)動(dòng)員的腳產(chǎn)生水泡。 PTFE纖維在其他領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)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數(shù)，PTFE纖維還可以用來(lái)制備電線和電纜的絕緣材料等。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(yīng)用進(jìn)展J. 產(chǎn)業(yè)用紡織品, 2015, 33(1):1-4.2.馬訓(xùn)明, 郭玉海, 陳建勇,等. 聚四氟乙烯纖維的凝膠紡絲J. 紡織學(xué)報(bào), 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(rùn)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(yīng)用研究進(jìn)展J. 新材料產(chǎn)業(yè), 2011(7):48-51.6.胡友斌, 安源勝, 趙小平. 聚四氟乙烯纖維性