脫脂牽伸倍數(shù)對(duì)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲力學(xué)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(shù)對(duì)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲力學(xué)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(zhǎng)絲的過(guò)程中設(shè)計(jì)了4種不同的脫脂牽伸倍數(shù)，通過(guò)對(duì)長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度的測(cè)試和脫脂牽伸后基帶電鏡照片的研究，分析脫脂牽伸倍數(shù)對(duì)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲斷裂性能的影響。結(jié)果表明，隨著脫脂牽伸位數(shù)的增加，長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度先增加后減??；而其斷裂伸長(zhǎng)率先減小后增大。

聚四氟乙烯；長(zhǎng)絲；脫脂牽伸；斷裂強(qiáng)度

0 引言

聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）纖維具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐高溫性能，將其長(zhǎng)絲和短纖維在內(nèi)的纖維加工的耐高溫除塵過(guò)濾袋廣泛應(yīng)用于燃煤發(fā)電、冶金、水泥、垃圾焚燒等高溫?zé)焿m處理領(lǐng)域，尤其是在垃圾焚燒等腐蝕性強(qiáng)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(jué)的熱縮性塑料，它具有高度的結(jié)晶性，熔點(diǎn)為327℃，熔點(diǎn)以上為透明狀態(tài)，幾乎不流動(dòng)，且不溶于一般溶劑，熔融紡絲加工十分困難。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)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(zhǎng)絲纖維。聚四氟乙烯長(zhǎng)絲的生產(chǎn)制備工藝過(guò)程為：原料稱(chēng)量→助擠劑混合→增塑處理→篩分→壓坯→推壓→應(yīng)力緩沖→壓延→脫脂牽伸→切絲→燒結(jié)牽伸→定型→收卷。由于PTFE分子鏈無(wú)支鏈，具有極強(qiáng)的非極性，分子間的吸引力小，纏結(jié)性能差，所以，探究最優(yōu)的工藝參數(shù)以提高長(zhǎng)絲力學(xué)性能顯得極其必要。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)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(shè)備

YG020A紗線強(qiáng)力儀，EM-20型掃描電子顯微鏡。

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)通過(guò)改變脫脂牽伸工序的輸入速度，設(shè)計(jì)了4個(gè)不同的脫脂牽伸倍數(shù)（6倍、8倍、10倍和12倍），保持其他工序工藝技術(shù)參數(shù)不變，生產(chǎn)PTFE長(zhǎng)絲纖維。并根據(jù)GB/T 3619—1997《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》測(cè)試最終PTFE長(zhǎng)絲產(chǎn)品的力學(xué)性能，探究脫脂工序的牽伸倍數(shù)對(duì)PTFE長(zhǎng)絲力學(xué)性能的影響。

3 結(jié)果與分析

3.1 拉伸性能

采用四種不同脫脂牽伸倍數(shù)生產(chǎn)制得的聚四氟乙烯長(zhǎng)絲的拉伸性能見(jiàn)表1。

表1 樣品脫脂牽伸倍數(shù)

由表1可知，隨著脫脂牽伸倍數(shù)的增加，所制得的PTFE長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度逐漸增加。當(dāng)脫脂牽伸倍數(shù)約為10時(shí)，長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度達(dá)到最大值；當(dāng)脫脂牽伸倍數(shù)達(dá)到12時(shí)，長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

而所制得長(zhǎng)絲的斷裂伸長(zhǎng)率則隨著脫脂牽伸倍數(shù)的增加先逐漸減少，尤其在脫脂牽伸倍數(shù)由8倍提高到10倍時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)率出現(xiàn)大幅下降的現(xiàn)象；當(dāng)脫脂牽伸倍數(shù)由10增加到12時(shí)，所制得長(zhǎng)絲的斷裂伸長(zhǎng)率增加顯著。

3.2 微觀結(jié)構(gòu)

圖1是壓延基帶通過(guò)不同牽伸倍數(shù)6倍、8倍、10倍和12倍生產(chǎn)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(shù)的增加，大分子鏈被逐漸拉直，纖維取向度越來(lái)越高，使得制得長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度增加，斷裂伸長(zhǎng)率下降；當(dāng)牽伸倍數(shù)再增加時(shí)，由于脫脂輸入速度的減少和前期受熱時(shí)間的增加，基帶出現(xiàn)如圖1中12倍牽伸后的膨化現(xiàn)象，導(dǎo)致由該基帶制得長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度下降，斷裂伸長(zhǎng)率提高。

圖1 脫脂牽伸后基帶的電鏡照片

4 結(jié)論

（1）隨著脫脂牽伸倍數(shù)的增加，由該基帶制得長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度呈增加趨勢(shì)，當(dāng)達(dá)到一個(gè)最大值后，再增加脫脂牽伸倍數(shù)會(huì)損傷所制得長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度。

（2）隨著脫脂牽伸倍數(shù)的增加，由該基帶制得長(zhǎng)絲的斷裂伸長(zhǎng)率呈減少趨勢(shì)，當(dāng)達(dá)到最小值后，增加脫脂牽伸倍數(shù)會(huì)使制得長(zhǎng)絲的斷裂伸長(zhǎng)率增加。

（3）隨著脫脂牽伸倍數(shù)的增加，所制得基帶中纖維的取向度增加，從而會(huì)提高長(zhǎng)絲的拉伸性能，當(dāng)倍數(shù)太大，壓延基帶低溫受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，基帶在脫脂牽伸工序可能會(huì)出現(xiàn)膨化現(xiàn)象，從而降低由該基帶制得長(zhǎng)絲的斷裂強(qiáng)度。

[1]郭玉海,張華鵬.聚四氟乙烯纖維加工技術(shù)，高分子通報(bào)，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