时间:2019年06月05日 作者:91再生 来源:91再生网
供应ptfe纤维为结构完全对称的非极性线性高分子,无支链,大分子链呈螺旋形结构,而非像C、H分子链一样的锯齿形。其主链上的碳原子被氟原子紧密地包围着,分子链难以遭到破坏;侧向全部为稳定的C—F键,键能很高,不易被破坏。PTFE分子的偶极矩极小,表面自由能和吸引力很低。
由于具有内在的稳定性、链结构的不活泼性等多种特性,PTFE纤维对于高温和化学作用的综合影响具有极强的适应能力。
由于PTFE的特殊分子结构,其取向度和热稳定性非常好,可长期在-250-260℃下使用,短时使用温度可达300℃。且使用时允许温度波动、突变,且低温时不变脆。同时其抗老化能力极佳,对紫外线稳定,室外暴露15年后纤维力学性能未发生显着变化。此外PTFE纤维抗强酸强碱以及强氧化性物质,化学性质十分稳定,仅芳烃和卤化胺有轻微溶胀以外,其他有机溶剂对其无作用。另外,由于其表面能较低,其疏水性也相当出色,与水的接触角约为120°,通过后整理工艺可以用于自清洁材料。除此之外,由于氟原子带来的化学稳定性和超高电负性,其阻燃性、粘附性、润滑性也相当优异,摩擦系数比大部分化学纤维低,是一种性能优秀的高性能材料。
将PTFE进行纺丝后,其纵向和横截面的SEM图如图所示。纤维的纵向表面有很多沟槽,增大了纤维的表面积,一些纤维的表面有很多分枝,纤维的横截面是片状,不规则的,有粗糙的边缘,这是由于膜裂法形成的,是在纤维的纺纱过程中增大纤维之间的抱合力。
四氟乙烯的生产原料是氟矿石(氟化钙)(用来制备HF)和三氯甲烷。无水HF和三氯甲烷反应得到二氟一氯甲烷,该气体在-41℃沸腾并在600℃-800℃高温下分解得到四氟乙烯。四氟乙烯单体在高温高压及引发剂等作用下聚合而成聚四氟乙烯,工业生产中主要采用悬浮聚合或乳液聚合的方式。
由于聚四氟乙烯的表面能较低,故其难溶于大多数溶剂,熔体粘度比较大,不能通过常规的溶液纺丝或者熔体纺丝法制备。现在主要采用的是载体纺丝法、糊状挤压法、膜裂法和气流喷射法,等等。
载体纺丝法是制备PTFE纤维常用的方法,它是借助成纤性聚合物,如黏胶、PVA等为载体进行纺丝,然后在高温下烧结,使载体炭化,从而去除成纤聚合物的目的。一般视载体分类可分为干法纺丝和湿法纺丝。载体纺丝法工序简单,纤维线密度较为均匀,但是湿法纺丝载体用量大且纺丝原液不够稳定,干法纺丝烧结过程中较为耗能。
糊状挤压法是杜邦公司在其专利公开的方法。它将PTFE粉末与某种易挥发的润滑物质调成糊状物,通过喷丝头挤压纺丝,然后干燥、烧结,使得润滑剂挥发,拉伸后得到非均匀的白色带条纱,所得纤维无确切的纤度,一般较粗,但是断裂强度较高。
膜裂纺丝法是将PTFE粉末与润滑剂混合均匀后,加工成圆柱形胚体,之后压延成薄膜,再经过切割工艺得到一定宽度的窄条,之后进行拉伸、烧结等工序得到PTFE纤维。该法制备的纤维纤度不够均匀,可经过切断工序获得短纤,用于加工针刺毡产品。该法对加工温度要求较高,但是工艺简单成熟,无污染,已用于大规模生产。
气流喷射法是2006年提出的制备方法,是将PTFE固体颗粒置入喷丝孔,并在高压下通过高温惰性气体气流(氮气或者氩气),在气流喷射下在孔内形成3mm-5mm长的直径,从亚微米到几微米的平行的多根PTFE微米纤维,通过调节气压和温度使得纤维表面形成纳米级的孔洞。
由于PTFE纤维耐温性和化学稳定性较好,可利用PTFE短纤开发过滤材料(例如:与玻纤复合),且非常适合用于高温高湿粉尘、耐腐蚀气体的过滤。其具有良好的低摩擦性,表面光滑易清灰,运行阻力低,且其耐温性、绝缘性和隔温性保证了其较长的使用寿命。此外,也可以将PTFE长丝经过加捻、整经和织造等工艺制备成微孔薄膜,将其与离子交换树脂复合,可在污水处理、氯碱工业等领域发挥其作用。
由于PTFE耐紫外线,且其力学、隔温性能较好,可将其与芳纶或者锦纶复合,制备宇航服中的隔热层、防撕裂层。
在建筑上,可利用PTFE纤维制成膜结构建筑材料,它具有良好的透光性,可降低照明及空调费用。其表面摩擦系数低,不易积灰,轻量耐震不燃,能有效保障建筑安全,对大构架屋顶的建筑工期可以缩短一半左右。
由于PTFE化学性质稳定,无毒,且有较好的生理相容性,不会引起人体的的排异性,且消毒方便,故其可以用于制造手术缝合线,人体的软组织,例如人工血管、心脏等。其抗微生物、挠曲寿命长以及回潮率几乎为0等优点,使得其在生物医用材料等领域持续发展。