聚四氟乙烯纤维

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2017-09-23

         [—CF2—CF2—][n] 中国称氟纶。由聚四氟乙烯为原料,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聚四氟乙烯纤维强度17.7～18.5cN/dtex,延伸率25%～50%。在其分子结构中,氟原子体积较氢原子大，氟碳键的结合力也强,起了保护整个碳-碳主链的作用，使聚四氟乙烯纤维化学稳定性极好，耐腐蚀性优于其他合成纤维品种；纤维表面有蜡感，摩擦系数小；实际使用温度120～180℃；还具有较好的耐气候性和抗挠曲性,但染色性与导热性差，耐磨性也不好,热膨胀系数大，易产生静电。聚四氟乙烯纤维主要用作高温粉尘滤袋、耐强腐蚀性的过滤气体或液体的滤材、泵和阀的填料、密封带、自润滑轴承、制碱用全氟离子交换膜的增强材料以及火箭发射台的苫布等。

聚四氟乙烯纤维是以聚四氟乙烯树脂粉末为原料，经过特殊的生产工艺而得的一种合成纤维。聚四氟乙烯树脂虽属于热塑性树脂类，但它具有异常高的熔融粘度，因此用一般的化学纺丝无法制得。

   由于PTFE纤维具有四氟化学稳定性极好的特性，因此被广泛应用于高温，强酸、碱等环境下的过滤材料中，100%PTFE滤料或含PTFE纤维成分的滤料已经成为垃圾焚烧、高炉煤气净化、水泥窖尾气等特殊工况下的首选滤料。

     

PTFE纤维一般分为两种：

（1）PTFE白色卷曲短纤维一般使用膜裂法生产制造，纤维强力大于乳液喷丝法生产的棕色纤维，纤维还可根据需要利用色素添加技术制成有色各种纤维。它具有适合高温环境，化学稳定性极佳，收缩率低，抗老化等特点。

（2）PTFE长丝纤维是利用牵引法制造的单丝纤维，主要应用于制造PTFE缝纫线或用于基布的织造

生产方法有四种：

①乳液纺丝法(见化学纤维纺丝)。是工业上采用的主要方法，平均分子量 300万左右、粒径0.05～0.5m 的聚四氟乙烯乳液（浓度60%）与粘胶丝或聚乙烯醇等成纤性载体混合后，制成纺丝液，纺丝后将载体在高温下碳化除掉，聚合物被烧结而连续形成纤维。这种方法可制得纤度较小的纤维，但在烧结过程中易产生结构上的缺陷，并混入载体的碳化物，因而强度较低，呈褐色。

②糊料挤出纺丝法。将聚四氟乙烯粉末与易挥发物调成糊料，经螺杆挤出后通过窄缝式喷丝孔纺成条带状纤维,然后用针辊作原纤化处理,可制得强度较高、纤度较大的纤维。

③膜裂纺丝法（见化学纤维纺丝）。将聚四氟乙烯粉末烧结制得圆柱体，经切割或切削后,进行热拉伸等处理,制得白色纤维，强度较低。

④熔体纺丝法。以四氟乙烯与4%～5%全氟乙烯、全氟丙基醚的共聚物熔融后进行纺丝，制得强度较高的纤维。

国内研究现状

  我国跟踪研究了PTFE纤维的生产及应用，以下列举的部分研究成果反映了PTFE的研究进展。目前，我国已形成100%PTFE滤料的工业化生产，已将PTFE纤维用于长纤维编织基布，短纤维覆在基布表面经加工制成针刺毡。不过，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。

   黄斌香等人公开了一种PTFE长纤维的制造方法。该发明选择的原料是100%PTFE，使用的加工设备有螺旋式挤压机、压延机、拉伸机、加热拉伸机、分切机、加捻机、挤压拉伸机、收卷机。制备的工艺流程为：在螺旋式挤压机投入PTFE进行挤压→经螺旋式挤压机后进入压延机压延→进入拉伸机拉伸→进入加热拉伸机加热拉伸→通过分切机分切→由加捻机加捻成束→进入挤压拉伸机实施粗拉→进入挤压拉伸机进行细拉→进入加热拉伸机加热拉伸→由收卷机收卷，即得PTFE纤维成品。

    郭玉海等发明了另一种PTFE纤维制备方法。该方法将PTFE浓缩分散乳液、聚乙烯醇的溶剂/水溶液、过硫酸盐混和，纺丝，并在碱性条件下的硼砂或硼酸水溶液中凝固，利用聚乙烯醇形成的凝胶使纤维凝聚；然后经烘干、烧结、拉伸等工序制备PTFE纤维

国外研究现状

   国外PTFE纤维的工业化生产始于1954年，其品种有单丝、复丝、短纤维及膜裂纤维。在美国和日本，PTFE的商品名为特氟纶(Telfon)，俄国则称之为波利芬。

  美国W.L Gore TMTenara&Associates[5]以高强膨化PTFE(ePTFE)纤维为骨架，骨架表层再覆以氟聚合物做成的膜，所生产的100％氟聚合物膜结构材料，具有极好的耐紫外线幅射、耐严酷温度条件性能，以及十分优异的自清洁性能，且使用寿命长。

  奥地利Lenzing AG纤维公司发明了一种新型PTFE牙线，这种丝线主要使用低原纤化模塑成型的PTFE包芯纱制成，这种新型丝线柔软，其韧度能耐原纤化，还有良好的清洁效果。

   德国Putzbrunn的W.L.Gore& Associates公司的产业用纤维布高强力PTFE纤维，其强度达到了5.4 cN/dtex，因而具有更宽的使用范围。

   美国杜邦公司开发的Tefaire过滤毡是PTFE纤维与超细玻璃纤维混合进行针刺而成的复合过滤材料。这种Tefaire过滤毡以PTFE纤维为主要基材（占85%），其余为超细玻璃纤维，所以承袭了PTFE滤料的特点；100%PTFE长丝织物作为骨架材料，超细玻璃纤维的加入，使得Tefaire过滤毡有效面积成倍增加，而且降低了毡的孔隙率，从而提高了过滤效率。

目前，PTFE的主要用途是用作垃圾焚烧炉和煤锅炉用的排气净化滤材、非金属轴承、减低摩擦用的塑料填料和缝纫丝等，其中，过滤材料是目前PTFE最大的应用领域。由PTFE纤维制作的高温粉尘滤袋在日本的商品名为“杰法雅”，已作为都市垃圾焚烧炉的滤袋而被广泛使用。作为过滤材料，PTFE纤维可以纯纺，也可以与其他纤维混用。“杰法雅”毡的制法是将直径约为6μm的玻璃超细纤维与PTFE纤维混合，加工成针刺毡，这种均一混合的纤维，通过过滤气体的流动，会产生正负相反的带电，这样一些亚微米级的微小粉尘就可以进行电气（驻集体效果）捕集，因此过滤效率极高。澳大利亚的电厂也大规模应用PTFE滤袋，因为PTFE滤袋不像间位芳酰胺纤维（NOMEX）滤袋在酸的露点温度以下会遭受严重腐蚀。

上海金由氟材料有限公司利用PTFE纤维开发出了高效长寿命耐高温的新颖滤料。

来源：网络以及各类文献