脱脂牵伸倍数对聚四氟乙烯长丝力学性能的影响

陈银青

（上海灵氟隆新材料科技有限公司，上海201200）

脱脂牵伸倍数对聚四氟乙烯长丝力学性能的影响

陈银青

（上海灵氟隆新材料科技有限公司，上海201200）

在制备聚四氟乙烯长丝的过程中设计了4种不同的脱脂牵伸倍数，通过对长丝的断裂强度的测试和脱脂牵伸后基带电镜照片的研究，分析脱脂牵伸倍数对聚四氟乙烯长丝断裂性能的影响。结果表明，随着脱脂牵伸位数的增加，长丝的断裂强度先增加后减小；而其断裂伸长率先减小后增大。

聚四氟乙烯；长丝；脱脂牵伸；断裂强度

0 引言

聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）纤维具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能，将其长丝和短纤维在内的纤维加工的耐高温除尘过滤袋广泛应用于燃煤发电、冶金、水泥、垃圾焚烧等高温烟尘处理领域，尤其是在垃圾焚烧等腐蚀性强的烟尘上具有不可替代性[1]。聚四氟乙烯是白色的有蜡状感觉的热缩性塑料，它具有高度的结晶性，熔点为327℃，熔点以上为透明状态，几乎不流动，且不溶于一般溶剂，熔融纺丝加工十分困难。目前国内外生产聚四氟乙烯纤维的方法主要有液纺丝法、膜裂纺丝法和糊料挤丝法三种。

膜裂纺丝法可用于制备聚四氟乙烯短纤维和长丝纤维。聚四氟乙烯长丝的生产制备工艺过程为：原料称量→助挤剂混合→增塑处理→筛分→压坯→推压→应力缓冲→压延→脱脂牵伸→切丝→烧结牵伸→定型→收卷。由于PTFE分子链无支链，具有极强的非极性，分子间的吸引力小，缠结性能差，所以，探究最优的工艺参数以提高长丝力学性能显得极其必要。

1 试验部分

1.1 试验材料

聚四氟乙烯压延后所得到的基带，宽度23 cm，厚度0.25mm。

1.2 仪器设备

YG020A纱线强力仪，EM-20型扫描电子显微镜。

2 试验方法

试验通过改变脱脂牵伸工序的输入速度，设计了4个不同的脱脂牵伸倍数（6倍、8倍、10倍和12倍），保持其他工序工艺技术参数不变，生产PTFE长丝纤维。并根据GB/T 3619—1997《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》测试最终PTFE长丝产品的力学性能，探究脱脂工序的牵伸倍数对PTFE长丝力学性能的影响。

3 结果与分析

3.1 拉伸性能

采用四种不同脱脂牵伸倍数生产制得的聚四氟乙烯长丝的拉伸性能见表1。

表1 样品脱脂牵伸倍数

由表1可知，随着脱脂牵伸倍数的增加，所制得的PTFE长丝的断裂强度逐渐增加。当脱脂牵伸倍数约为10时，长丝的断裂强度达到最大值；当脱脂牵伸倍数达到12时，长丝的断裂强度呈现下降趋势。

而所制得长丝的断裂伸长率则随着脱脂牵伸倍数的增加先逐渐减少，尤其在脱脂牵伸倍数由8倍提高到10倍时，断裂伸长率出现大幅下降的现象；当脱脂牵伸倍数由10增加到12时，所制得长丝的断裂伸长率增加显著。

3.2 微观结构

图1是压延基带通过不同牵伸倍数6倍、8倍、10倍和12倍生产制得的脱脂牵伸基带的电镜照片。由图1可以看出，随着脱脂牵伸倍数的增加，大分子链被逐渐拉直，纤维取向度越来越高，使得制得长丝的断裂强度增加，断裂伸长率下降；当牵伸倍数再增加时，由于脱脂输入速度的减少和前期受热时间的增加，基带出现如图1中12倍牵伸后的膨化现象，导致由该基带制得长丝的断裂强度下降，断裂伸长率提高。

图1 脱脂牵伸后基带的电镜照片

4 结论

（1）随着脱脂牵伸倍数的增加，由该基带制得长丝的断裂强度呈增加趋势，当达到一个最大值后，再增加脱脂牵伸倍数会损伤所制得长丝的断裂强度。

（2）随着脱脂牵伸倍数的增加，由该基带制得长丝的断裂伸长率呈减少趋势，当达到最小值后，增加脱脂牵伸倍数会使制得长丝的断裂伸长率增加。

（3）随着脱脂牵伸倍数的增加，所制得基带中纤维的取向度增加，从而会提高长丝的拉伸性能，当倍数太大，压延基带低温受热时间过长时，基带在脱脂牵伸工序可能会出现膨化现象，从而降低由该基带制得长丝的断裂强度。

[1]郭玉海,张华鹏.聚四氟乙烯纤维加工技术，高分子通报，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