聚四氟乙烯纤维课件

新纤维---聚四氟乙烯（PTFE)聚四氟乙烯纤维

（polytetrafluoroethylenefiber）纤维强度17.7～18.5cN/dtex延伸率25％～50％

1938年DuPont公司研究氟烷制冷剂时发现了PTFE,并于1949年实现了工业化生产80年代初开始生产可溶性聚四氟乙烯纤维，主要是单丝，日本、苏联、奥地利等国也有生产

分子结构聚四氟乙烯纤维特性优点：化学稳定性极好，耐腐蚀性优于其他合成纤维品种；具有较好的耐气候性和抗挠曲性;较高的机械强度和良好的血液相容性;不足：染色性与导热性差，热膨胀系数大,易产生静电；蠕变和耐磨性差,有极高的熔体粘度；表面能低、湿润能力差和化学惰性强聚四氟乙烯纤维特性

摩擦系数

润湿性能

溶解度参数摩擦系数PTFE具有螺旋形结构，C-C主链完全被由氟原子组成的外壳所包围，组成了一个完整的圆柱体，分子较僵硬。这种圆柱形结构使得PTFE分子间的吸引力变得很微弱，再加上分子形状是螺旋形的，使得PTFE分子间很容易滑动。所以，聚四氟乙烯是所有聚合物中摩擦系数最低的。溶解度参数PTFE与其他物质相容性较差的问题，这是由于2种物质的溶解度参数相差较大造成的。由表2可知，在所列的塑料中，PTFE的溶解度参数最小，与其他塑料的溶解度参数差别较大，所以根据相似相容的原理，PTFE与其他塑料的相容性较差，其被粘接的可能性也就最小。聚四氟乙烯表面改性化学改性方法其他改性方法钠-萘络合物化学改性等离子体法电解还原法物理改性方法高温熔融法辐射接枝法激光处理法高温熔融法辐射接枝法等离子体法电解还原法聚四氟乙烯纤维的表面改性方法

为了弥补PTFE性能上的不足,对PTFE进行改性,开发新型PTFE复合材料,已成为目前PTFE的主要研究和发展方向。钠-萘处理液---（等物质的量的钠和萘在四氢呋喃、乙二醇乙二醚等活性醚中溶解或络合而成）反应机理：（1）到萘空轨道上，形成阴离子自由基，再与Na+形成电子对；（2）萘基阴离子转移到PTFE上，使其失去氟离子而生成一个中性基团；（3）进而这些基团重新形成C-C键而交联；改性PTFE表面存在羟基，羰基，羧基等活性基团，从而改善了PTFE的表面性能。缺点：1.处理后的PTFE表面明显变暗或者呈棕黑色；

2.将其长期暴露在光照下，粘结性能会明显下降；

3.需要处理大量废液，操作危险性较高；

钠-萘络合物化学改性高温熔融改性基本原理：在高温下，使PTFE表面的结晶形态发生变化，嵌入一些表面能高、易黏合的物质如SiO2、Al粉等。这样冷却后就会在PTFE表面形成一层嵌有可粘物质的改性层。由于易粘物质的分子已进入PTFE表层分子中，所以破坏该改性层就相当于分子间破坏，粘接强度很高。优点：耐候性、耐湿热性比其他方法显著，适于长期户外使用。不足之处：高温烧结时PTFE会放出一种有毒物质，而且PTFE形状不易保持。

辐射接枝法将PTFE置于苯乙烯、丙烯酸类等可聚合的单体中，以Co60

辐射使单体在PTFE表面发生化学接枝聚合，从而使PTFE表面形成一层易于粘接的接枝聚合物。接枝后的PTFE三维方向均匀长大，形状保持，但失去原PTFE的光泽和润滑感。表面粗糙程度随接枝量的增加而增大，但表面不变色。优点：1.操作简便，情节，快速；缺点：1.改性后PTFE表面失去光滑感；2.接枝率易于控制；2.PTFE基体受到破坏，力学性能下降；

3.无需引发剂和催化剂；

等离子体改性含氟材料的等离子体通用改性方法：将含氟材料放在等离子体发生器中，先将系统抽到1.33Pa真空度，然后通入微量惰性气体并调节真空度为133.32Pa左右。当通电激发高频线圈时，活化的惰性气体与聚合物表面作用15min以上，结果在表面上生成了坚韧的和可胶接的表皮层，对水的接触角由111°下降到91°。优点：1.处理温度低，时间短，处理深度仅限于离表面几个纳米处，因而不影响机体的固有特性；

2.可以根据材料的性能特点，采用不同气体介质进行处理，等离子体可参与或不参与材料表面的化学反应，对材料最终表面的化学结构和性质提供了更好的可控性，具有更高的效率；

3.无污染，无废气废液等；缺点：1.设备昂贵；

2.处理后效果维持时间不长；等离子体改性经等离子体处理后，PTFE表面经常会出现去氟效应和生成新的功能基团（如含氧、含氮基团等），若将等离子体处理后的聚合物暴露在含有氧气的潮湿空气中，则被处理的表面会进一步发生反应（如氧化、羟基化和形成过氧化物等）。激光改性

用ArF作激元的激光器处理PTFE，它的基本原理是用激光器照射某物质，使它与PTFE表面发生反应。用ArF激光器照射处在某气态物质氛围中的PTFE膜，使该物质与膜表面发生基团反应，这样就在PTFE膜表面引进了易黏合的物质，改善了粘