脫脂牽伸倍數對聚四氟乙烯長絲力學性能的影響

陳銀青

（上海靈氟隆新材料科技有限公司，上海201200）

脫脂牽伸倍數對聚四氟乙烯長絲力學性能的影響

陳銀青

（上海靈氟隆新材料科技有限公司，上海201200）

在制備聚四氟乙烯長絲的過程中設計了4種不同的脫脂牽伸倍數，通過對長絲的斷裂強度的測試和脫脂牽伸后基帶電鏡照片的研究，分析脫脂牽伸倍數對聚四氟乙烯長絲斷裂性能的影響。結果表明，隨著脫脂牽伸位數的增加，長絲的斷裂強度先增加后減小；而其斷裂伸長率先減小后增大。

聚四氟乙烯；長絲；脫脂牽伸；斷裂強度

0 引言

聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）纖維具有優異的耐腐蝕性和耐高溫性能，將其長絲和短纖維在內的纖維加工的耐高溫除塵過濾袋廣泛應用于燃煤發電、冶金、水泥、垃圾焚燒等高溫煙塵處理領域，尤其是在垃圾焚燒等腐蝕性強的煙塵上具有不可替代性[1]。聚四氟乙烯是白色的有蠟狀感覺的熱縮性塑料，它具有高度的結晶性，熔點為327℃，熔點以上為透明狀態，幾乎不流動，且不溶于一般溶劑，熔融紡絲加工十分困難。目前國內外生產聚四氟乙烯纖維的方法主要有液紡絲法、膜裂紡絲法和糊料擠絲法三種。

膜裂紡絲法可用于制備聚四氟乙烯短纖維和長絲纖維。聚四氟乙烯長絲的生產制備工藝過程為：原料稱量→助擠劑混合→增塑處理→篩分→壓坯→推壓→應力緩沖→壓延→脫脂牽伸→切絲→燒結牽伸→定型→收卷。由于PTFE分子鏈無支鏈，具有極強的非極性，分子間的吸引力小，纏結性能差，所以，探究最優的工藝參數以提高長絲力學性能顯得極其必要。

1 試驗部分

1.1 試驗材料

聚四氟乙烯壓延后所得到的基帶，寬度23 cm，厚度0.25mm。

1.2 儀器設備

YG020A紗線強力儀，EM-20型掃描電子顯微鏡。

2 試驗方法

試驗通過改變脫脂牽伸工序的輸入速度，設計了4個不同的脫脂牽伸倍數（6倍、8倍、10倍和12倍），保持其他工序工藝技術參數不變，生產PTFE長絲纖維。并根據GB/T 3619—1997《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》測試最終PTFE長絲產品的力學性能，探究脫脂工序的牽伸倍數對PTFE長絲力學性能的影響。

3 結果與分析

3.1 拉伸性能

采用四種不同脫脂牽伸倍數生產制得的聚四氟乙烯長絲的拉伸性能見表1。

表1 樣品脫脂牽伸倍數

由表1可知，隨著脫脂牽伸倍數的增加，所制得的PTFE長絲的斷裂強度逐漸增加。當脫脂牽伸倍數約為10時，長絲的斷裂強度達到最大值；當脫脂牽伸倍數達到12時，長絲的斷裂強度呈現下降趨勢。

而所制得長絲的斷裂伸長率則隨著脫脂牽伸倍數的增加先逐漸減少，尤其在脫脂牽伸倍數由8倍提高到10倍時，斷裂伸長率出現大幅下降的現象；當脫脂牽伸倍數由10增加到12時，所制得長絲的斷裂伸長率增加顯著。

3.2 微觀結構

圖1是壓延基帶通過不同牽伸倍數6倍、8倍、10倍和12倍生產制得的脫脂牽伸基帶的電鏡照片。由圖1可以看出，隨著脫脂牽伸倍數的增加，大分子鏈被逐漸拉直，纖維取向度越來越高，使得制得長絲的斷裂強度增加，斷裂伸長率下降；當牽伸倍數再增加時，由于脫脂輸入速度的減少和前期受熱時間的增加，基帶出現如圖1中12倍牽伸后的膨化現象，導致由該基帶制得長絲的斷裂強度下降，斷裂伸長率提高。

圖1 脫脂牽伸后基帶的電鏡照片

4 結論

（1）隨著脫脂牽伸倍數的增加，由該基帶制得長絲的斷裂強度呈增加趨勢，當達到一個最大值后，再增加脫脂牽伸倍數會損傷所制得長絲的斷裂強度。

（2）隨著脫脂牽伸倍數的增加，由該基帶制得長絲的斷裂伸長率呈減少趨勢，當達到最小值后，增加脫脂牽伸倍數會使制得長絲的斷裂伸長率增加。

（3）隨著脫脂牽伸倍數的增加，所制得基帶中纖維的取向度增加，從而會提高長絲的拉伸性能，當倍數太大，壓延基帶低溫受熱時間過長時，基帶在脫脂牽伸工序可能會出現膨化現象，從而降低由該基帶制得長絲的斷裂強度。

[1]郭玉海,張華鵬.聚四氟乙烯纖維加工技術，高分子通報，2013（10），82-90.

Influence on themechanicalproperty of PTFE filamentby degreasing draft

CHENYinqing
(ShanghaiLinflon New MaterialTechnologyCo.Ltd.,Shanghai201200,China)

In the process o f preparation o f PTFE filam en t,four d iffe ren t kinds o f degreasing d raft are designed.Th rough the breaking streng th o f the PTFE filam ent and the electron m ic rog raph after deg reasing,the influence on the breaking streng th is analyzed.The results show that the breaking strength of the PTFE filam ent increases firstly and then decreases.The breaking elongation dec reases firstly and then increases.

PTFE,filam ent,degreasing draft,breaking strength

TS107

A

1001-7046（2017）01-0022-02