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(dú)特的物理化學(xué)性能,已成為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中不可缺少的一類新材料。目前國內(nèi)已有從事聚四氟乙烯纖維生產(chǎn)的企業(yè),但生產(chǎn)工藝復(fù)雜、耗能大、污染嚴(yán)重。本論文使用熱輥牽伸機(jī)和自制柱塞式熔融擠出機(jī)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(jìn)行了研究。在優(yōu)化熔融制備PFA單絲工藝的基礎(chǔ)上,首次采用FDY工藝制備了PFA復(fù)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(diǎn)。
　　 比較了兩種全氟樹脂切片F(xiàn)EP和PFA的可紡性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)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(jī)械性能分析(DMA)對全氟共聚物纖維的結(jié)晶及熱學(xué)性能進(jìn)行了分析,用掃描電子顯微鏡(SEM)對其表面形貌進(jìn)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(jīng)過熱牽伸處理后,PFA纖維及FEP纖維晶區(qū)缺陷減少,結(jié)晶更趨于完善,結(jié)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(jié)晶度提高。拉伸測試顯示,FEP和PFA纖維的斷裂強(qiáng)度和楊氏模量隨著熱牽伸倍數(shù)的增加而增加,而斷裂伸長率減小。
　　 Avrami方程可以準(zhǔn)確地描述全氟共聚物材料的非等溫結(jié)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(qiáng)度則分別為151