全氟共聚物纖維熔紡工藝及性能表征.pdf

1、高性能全氟共聚物纖維因其具有獨特的物理化學性能,已成為國民經濟各個領域中不可缺少的一類新材料。目前國內已有從事聚四氟乙烯纖維生產的企業(yè),但生產工藝復雜、耗能大、污染嚴重。本論文使用熱輥牽伸機和自制柱塞式熔融擠出機熔紡制備出了全氟乙丙烯(FEP)纖維和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)纖維單絲,并對纖維性能進行了研究。在優(yōu)化熔融制備PFA單絲工藝的基礎上,首次采用FDY工藝制備了PFA復絲。這種紡絲工藝具有占地少、工序簡便、節(jié)能、

2、低污染等優(yōu)點。
　　 比較了兩種全氟樹脂切片FEP和PFA的可紡性,結果發(fā)現PFA樹脂切片可紡性更優(yōu)。全氟共聚物適宜紡絲溫度為330～370℃,紡絲速度300 m/min以上。采用差示掃描量熱分析(DSC)、熱重分析(TG)、X.射線衍射分析(XRD)、動態(tài)熱機械性能分析(DMA)對全氟共聚物纖維的結晶及熱學性能進行了分析,用掃描電子顯微鏡(SEM)對其表面形貌進行了表征。熱牽伸前后FEP、PFA纖維表面光滑,PFA具有更高的熱

3、分解溫度,經過熱牽伸處理后,PFA纖維及FEP纖維晶區(qū)缺陷減少,結晶更趨于完善,結晶度提高。全氟共聚物纖維牽伸后,儲能模量增加,Tg升高,tanδ降低,結晶度提高。拉伸測試顯示,FEP和PFA纖維的斷裂強度和楊氏模量隨著熱牽伸倍數的增加而增加,而斷裂伸長率減小。
　　 Avrami方程可以準確地描述全氟共聚物材料的非等溫結晶過程。本論文制備的PFA和FEP纖維的楊氏模量分別為3.8 GPa和0.9 GPa;斷裂強度則分別為151