产业用纺织品08.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,新兴的学科,重点：,功能纤维性能,难点：,功能纤维类别交集,第三节,产业用,功能纤维,一、,概述,1,、功能纤维含义,事实上关于功能纤维的定义目前尚未标准化。,功能性材料是指那些具有可用于工业和技术中的有关物理和化学功能如光、电、磁、声、热等特性的各种材料，包括电功能材料、磁功能材料、光功能材料、超导材料、智能材料、储氢材料、生物医学材料、组织工程材料、纳米药物载体、功能膜、功能陶瓷、功能纤维,。而纤维的功能，是指纤维受到外部作用时，使这些作用发生质的转变或量的变化，使纤维产生导电、传递、储存、光电及生物相溶性等方面的能力。有时也指在纤维的一般形态功能上赋予新的特殊的功能，所以更广义地也包括超高性能纤维。,2、功能纤维分类,（,1,）、按功能材料的性质分为,A,、,金属纤维材料,金属材料是最早和最多被人类使用的材料。由于金属纤维具有易加工性、导电性以及较高的工程材料性能，使其应用领域极为广泛，如交通工具、电子、防护、增强等。,B,、,无机纤维材料,包括玻璃纤维、陶瓷纤维和矿物纤维等。其具有质硬、强度高、耐高温、化学稳定性好、电绝缘性等，广泛作为制备耐高温产品、化工催化剂载体、介电材料、功能膜材料、防腐材料、空气净化材料等。,C,、,高分子纤维材料,合成纤维由于其相对分子量大、材料质轻、韧性好、可加工性强而应用领域极广。如合成纤维开始应用于航空、航天（高强度耐高温材料）、电子、光学（质轻导电和发光材料）、环保、能源（絮凝剂、高吸附储氢材料）、医疗（医疗器械、缓释药）等领域。可以说，合成纤维应用无处不在。,D,、,复合材料,复合材料是将两种或两种以上性能不同的材料组合成一个整体，从而表现出某些优于其中任何一种材料性能的材料。复合材料按基体相又分为金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料。,（2）、按功能纤维材料的性能分为,A、,物理性,电气、电子性,如导电性、抗静电性、高绝缘性、光电性、热电性以及信息记忆性等。,热学,如耐高温性、绝热性、防火阻燃性、热敏性、蓄热性以及耐低温性等。,光学,如导光性、光折射性、光干涉性、光致变色性、耐光耐候性、光吸收性以及偏光性等。,物理形态,如异型截面形状、超极细纤度、表面微细加工性（细孔、凹凸性）等。,B、,化学性,光化学,如光降解性、光交联性等。,化学反应,如消臭功能、催化活性功能等。,C、,物质分离性,分离性,如中空分离性、微孔分离性、反渗透性等。,吸附交换,如离子交换性、高吸水性、选择吸附性等。,D、,生物适应性,医疗保健,如抗菌性、芳香性、生物适应性等。,生物性,如人工透析性、生物吸收性、生物相容性等。,（3）、按功能纤维材料的功能和应用领域分为,耐高温材料、,抗低温材料、,超导材料、,半导体材料、,磁性材料、,生物医用材料、,智能材料、,储氢材料、,组织工程材料、,药物载体等。,3,、功能纤维的发展,功能纤维的出现只有,3040,年的时间，由于与人们生活密切相关而广泛应用。如工业生产中常需要耐热阻燃的工作服、抗静电服以及导电的服装，在衣料方面已经不满足单一功能的纤维面料。现在的功能性纤维的发展正由功能性衣料用途扩大到非衣料领域，特别是产业用纺织品领域。,钠米材料出现已有,20,多年，目前在材料制备和性能开发方面取得了阶段性成果，正步入全面应用和工艺完善阶段。采用钠米粉体的合成纤维使得功能纤维具有更好的功能，纳米无机材料也开始广泛研制和应用。纳米技术在功能材料的应用甚至可能作为第四次工业革命的先导，推进和改变人类社会的发展。,二抗静电纤维和导电纤维,1、概述,合成纤维在加工和使用中的静电问题促进了纺织材料抗静电技术的发展。从纺织材料抗静电加工的技术思路来看，,一方面是降低摩擦程度、控制电荷的产生；另一方面是提高纤维的导电性能，以加快电荷的泄漏,。如可以采用抗静电纤维、导电纤维与普通合成纤维的混纺、交织或嵌织的方法提高纤维集合体的导电能力，克服静电干扰。,纺织材料抗静电技术的发展经历,三个阶段,：,一是用表面活性剂对纤维或织物进行亲水化处理，提高纤维的吸湿性，从而降低纺织品的电阻率、加快电荷逸散。,二是对成纤高聚物进行共混、共聚合、接枝改性引入亲水性极性基因，或在纤维内部添加抗静电剂，制取抗静电纤维。,抗静电纤维的电阻率为10,8,10,10,cm，,由抗静电纤维制造纺织品、或混用较高比例到普通合成纤维中，可消除加工和使用中的静电困扰，但仍以高湿环境作为电荷逸散的必要条件；,三是导电纤维的研制和应用研究，包括金属纤维、碳纤维、导电聚合物等导电物质均一型导电纤维的研究，合成纤维外层涂覆碳黑等导电成分的导电物质包覆型导电纤维的研究，碳黑或金属化合物与成纤高聚物复合纺丝得到的导电物质复合型导电纤维的研究,。,导电纤维的电阻率一般低于10,7,cm，,甚至小到10,-4,10,-5,cm,。,导电纤维的应用使纺织品抗静电效果显著、耐久而不受0-4环境湿度的影响，并可应用于防静电工作服等特种功能性纺织品及各种产业用纺织品。,2、抗静电纤维的种类,（,1,）、表面活性剂添加型纤维,采用表面活性剂直接对合成纤维及制品表面进行抗静电处理的方法始于上世纪,50,年代，适合于各种纤维材料。作用原理为表面活性剂分子疏水端吸附于纤维表面、亲水性极性基团指向空间，形成极性表面，吸附空气中的水分子，降低纤维的表面电阻率，加速电荷逸散。所用表面活性剂包括,阳离子型、阴离子型和非离子型,。,为制备效果相对耐久的表面活性剂添加型抗静电纤维，可采用将表面活性剂添加到纺丝液中进行共混纺丝的方法，利用表面活性剂从内向外的不断迁移扩散，使纤维表面长期含有表面活性剂。表面活性剂的极性应与成纤高聚物有适当的差异，如极性相似，则二者相容性好共混纺丝后表面活性剂难以迁移，纤维内部的表面活性剂未吸收水分而不起作用；如极性相差过大，则很难相容，共混纺丝后表面活性剂很快渗析到表面，影响抗静电效果的耐久性。由于表面活性剂的迁移是在纤维的非晶区依靠布朗运动向纤维表面迁移的，这种运动在纤维的玻璃化温度,Tg,以上时比较活跃、而在,Tg,以下时难以进行，故表面活性剂内部添加型抗静电纤维只适用于,Tg,处于室温的成纤高聚物。,此外，还有用粘合剂将表面活性剂固着于纤维表面、或使表面活性剂在纤维表面交联成膜等方法，其效果类似于在塑料表面涂刷抗静电清漆。,(2),、共混、共聚合和接枝改性型抗静电纤维,共混、共聚合和接枝改性型抗静电纤维的共同特点是在成纤高聚物中添加亲水性单体或聚合物，提高吸湿性、从而获得抗静电性能。,在,PA、PAN、PET,等基体中添加聚亚烷基二醇类聚合物进行共混纺丝的研究始于上世纪60年代。如用,PET,与聚氧乙烯醚的嵌段共聚物和,PET,共混纺丝，可显著提高,PET,的抗静电性能。硫酸铜混入腈纶纺丝液中，纺丝凝固成形后再经含硫还原剂处理，可提高导电纤维的生产效率、提高导电性能的耐久性。除普通成纤高聚物与亲水性聚合物共混的典型共混纺丝方式外，还有聚合过程中加入亲水性聚合物、形成微多相分散体系的共混方式。例如将聚乙二醇加入到已内酰胺反应混合物中，聚乙二醇以原纤状分散于,PA6,之中。同时聚乙二酵也有少量端羟基与己内酰胺开环后生成的氨基己酸中的羟基反应，提高了抗静电性能的耐久性。当聚乙二醇的加入量为0、2、5时，,PA6,纤维的静电半衰期分别为73600,s、16s、5.2s，,经20次皂洗后分别为乃73600,s、36.3s、18.3s,可见有较明显的作用。但在加入量大于6时，效果渐不明显，且影响聚合物体系的流变性，纺丝困难。用共聚合的方式将亲水性极性单体聚合到疏水性合成纤维主链上，例如在,PET,大分子中嵌人聚乙二醇，也可提高纤维的吸湿性和抗静电性能。,PP,中嵌入4.55的高分子季铵盐，可使,PP,纤维的平衡回潮率提高到5.9%7.1%，电阻率下降6个数量级，达到纤维素纤维的水平。,采用化学引发、热引发、高能射线和紫外线辐照引发的接枝改性方法，将亲水性单体接枝于纤维表面，可有效地改善合成纤维的吸湿性，且亲水性单体的用量远少于其他方法，耐久性好。例如、,PE,纤维以二氯甲烷为膨胀剂、表面接枝丙烯酸后可提高吸湿性能、抗静电性能和染色性能，在接枝率为0、5.3、9.2时，织物静电半衰期分别为405,s、0.5s、0.5s；,经5次皂洗后的半衰期为405,s、14s、0.5s。,聚酯纤维通常采用乙烯基吡啶、丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸羟乙基酯等单体或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯等活性低聚物进行接枝改性，形成抗静电纤维。接枝率通常在10以下。,(3),、金属导电纤维,金属纤维出现于上世纪,60,年代，目前使用最多的金属材料为不锈钢，也有铜、铝、镍等。通常制成短纤维，与普通纺织纤维混纺织造，用于防静电地毯和工作服面料。金属纤的特点是导电性能好,(10,-4,10,-,5,cm),，,耐热，耐化学腐蚀，但抱合力小，可纺性能差，制成高细度纤维时价格昂贵；成品色泽受限制。,(4),、碳素导电纤维,粘胶基、,PAN,基、沥青基碳纤维均为良好的导电纤维,(10,-3,10,-4,cm),，,且高强、耐热、耐化学药品。但纤维模量高、缺乏韧性、不耐弯折、无热收缩能力，不适合于纺织品使用。碳短纤维可填加于地毯胶乳中，赋予导电性。,（,5,）、导电聚合物制成的有机导电纤维自,1977,年美国科学家,A.F.,Heeger,发现聚乙炔经掺杂有明显的导电能力以来，聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电聚合物有迅速的发展，目前加碘聚乙炔的导电能力,已达到室温下金属铜的水平,(10,-4,cm),。,但导电聚合物目前尚难应用于纺织品；主链中的共扼结构使分子链僵直，不溶不熔，难以纺丝加工；某些导电聚合物中的氧原子对水极不稳定；某些导电聚合物的单体有毒且怀疑是致癌物质，某些掺杂剂多有毒性；复杂的合成工艺使其制造成本昂贵。,(6)、普通合成纤维涂敷导电物质制成的有机导电纤维,有机导电纤维产生于20世纪60年代末期，帝人公司、,BASF,公司率先开发了表面涂覆碳黑的有机导电纤维。此后以普通合成纤维为基体，通过物理、机械、化学等途径在纤维表面涂敷固着金属、碳、导电高分子等导电物质的方法出现过许多。此类导电纤维可获得较低的电阻率，导电成分都分布在纤维表面，放电效果好，但在摩擦和反复洗涤后皮层导电物质较易剥落。目前应用较广的碳黑涂敷型有机导电纤维的电阻率通常在10,3,cm。,化学电镀法和真空蒸发吸附法,。合成纤维编织成针织物经化学电镀或真空镀膜，再解编制成导电纤维。如美国,Rohm and Hass,公司用化学镀层方法在尼龙纤维表面镀银制成导电纤维,xStatic，,东洋纺公司用低温熔融态金属浸渍制成具有金属皮层的导电纤维等。表面金属化导电纤维的电阻率可达到10,-4cm，,但耐久性、可纺性和染色性能较差，应用范围受到限制。,隙缝式机械涂敷法,。金属粉末或碳黑添加于粘合剂(白乳胶、丙烯酸树脂、环氧,PA,树脂等)，粘合剂定量注射到隙缝上，纤维连续通过隙缝时涂敷于表面。固化后经防水处理，制成导电纤维。电阻率可达10,-2,10,-3,cm。,日本帝人公司的“梅塔莱安”即以聚酰胺为基材，以此法涂碳黑粉末制得。,嵌碳法,。采用皮芯复合结构的合成纤维为基材，皮层有较低的熔点。纤维在与碳黑相接触的状态下加热，当皮层软化时碳黑嵌人纤维表面。英国,IGI,公司曾以,PET、PA,为基材用此法生产导电纤维。,渗入法,。日本菱田三郎将涤纶置于含,Na,2,S,和,HCI,的混合溶液的密闭容器中，然后再经含硫化铜和还原剂的混合溶液处理，在,Na,2,S,和,HCI,反应产生的,Na,2,S,气体高压作用下使,Na,2,S,渗人纤维内部，使涤纶获得耐久的导电性。,此外还有,络合法、吸附法,等。,(7)、复合纺丝法制成的有机导电纤维,为寻求导电性能及耐久性更好的导电纤维，1974年美国,DuPont,公司率先开发了以含碳黑的,PE,为芯、以,PA66,为鞘的皮芯复合导电纤维,Antron,。,此后各大化纤公司纷纷开始含碳黑复合导电纤维的研究与开发，到80年代末期，日本碳黑复合型导电纤维的年产量达到200吨。由于碳黑复合导电纤维通常呈灰黑色，不适合于浅色纺织品，故其应用范围受到限制。曾对碳黑复合导电纤维采用增加含消光剂皮层的方法屏蔽碳黑的黑色，但效果有限；采用普通合成纤维长丝和碳黑复合导电纤维长丝做成混纤丝的方法可降低灰度，但导电能力受到影响。80年代开始了导电纤维的白色化研究，以微粒的铜、银、镍、镉等金属的硫化物、碘化物或氧化物为导电物质，复合纺丝制得适合各种染色要求的白色导电纤维。,3、应用领域,抗静电纤维和导电纤维由于其电学功能，所以广泛地应用于纺织品、通用工程、耐热材料、交通工具、运动器材、航空及航天等方面。如：轮船电磁波的吸收罩；导电工作服；发热覆盖材料；电磁波屏蔽罩；导电过滤材料等。将混有各种导电纤维（按不同用途，导电纤维含量为0.5%5%）的制品，可制成各种防静电工作服、手套、帽、毛巾、窗帘、地毯、缝纫线等，广泛应用于油田、石油运输加工、煤矿、炸药工业、电子工业、感光材料工业等场所。,4、导电纤维的发展方向,使用导电纤维是纺织材料抗静电技术发展的基本方向。从国内外应用经验来看，被覆型和复合型有机导电纤维最适合于制造永久性抗静电的纺织品。从纺织产品抗静电功能的需求特征来看，导电纤维应着重发展如下两大类品种：,适应民用纺织品各种染色性能需要的金属化合物复合白色高电导有机导电纤维；,适应特殊功能纺织品,(,如无尘无菌防爆工作服、电磁屏蔽织物等,),需要的碳黑涂敷或碳黑复合高电导有机导电纤维。,三、,金属纤维,1、概述（略）,2、金属纤维制作方法,制作金属纤维的方法很多，大体上分为拉拔、切削和熔抽三类。其中使用最多的是集束拉伸法、振动切削法和悬滴熔融纺丝法。,（1）、拉拨法,单线拉拔法。产品表面光滑、尺寸精确，但是工序繁琐、生产周期长价格昂贵，而且将普通强度的金属要拉到直径10微米以下，则几乎是不可能的。,集束拉伸法。此法是把几十甚至上万根金属线包在圆管里进行拉拔，实现了拉伸过程中多根线同时减径，待拉到所需的芯丝直径时剥去包复管，把芯丝分离开来。这种方法提高了生产效率，降低了成本。以直径,12,m,的不锈钢细丝为例，其价格仅为单线拉拔法的,1/301,50,。目前主要用于不锈钢纤维的生产，每年有大量产品上市。,（2）、切削法,切削法是以固态金属作为原料用刀具切削成纤维屑，其方法简单，生产周期短，成本低，但是很难得到截面均匀光滑的纤维，主要用来生产短的金属纤维。具体有如下方法：,振动切削法。产品最小直径可达20,m，,长度0.520,mm,，,截面多为扁状。凡是切削性能良好的金属几乎都可能实现振动切削，如碳钢、不锈钢、铜铝及其合金。,纵切法。这种方法的成材率稍低。,剃削法等。,（3）、熔抽法,熔抽法是从液态金属直接生产金属纤维的方法，成本较低但是需要专门的设备。具体方法有：,熔融纺丝法。这是一种类似生产玻璃纤维及合成纤维的方法。用来生产铝、锡、锌及铅等低熔点金属的纤维，可以制出直径25250,m,的长纤维。,悬滴熔融牵引法。,玻璃包复熔纺法。自由飞出熔纺法，可以获得连续的长纤维也可生产短纤维，用这种方法已经制成铍、高温合金、铝、硼及不锈钢纤维。,熔融抽拉法等。,3、金属纤维的特性,纤维规格及特性,单线拉伸：12,m,连续，圆形、表面光滑、尺寸准确,集束拉伸：4,m,连续，圆形、表面粉糙,剃削：8,m,短纤维 通常为三角形,振动切削：20,m,长度0.052,cm，,非圆形，表面粗糙,熔融纺丝：25,m,连续、圆形，低熔点合金,坩埚熔融牵引：25,m，,连续或可控制长度，小直径的基本为圆形，大直径的为新月形,国产单线拉伸：圆形、连续,国产集束拉伸：8,m、,圆形，连续,4、金属纤维的用途,随着金属纤维生产方法的不断创新或完善，其应用范围日益扩大。它不仅用于化工；机械、冶金、纺织等一般工业部门和日常生活中，而且在航空、航天、原子能、电子及军工部门的高技术领域有着重要用途。金属纤维的应用形式大体分为,纺织物制品、多孔材料制品及增强复合材料,三类。,（1）、纺织物,掺有不锈钢纤维的纺织物已经广泛地用于抗静电用品、导电服、雷达敏感织物等。纺织物多用集束拉伸法生产。,抗静电织物。这种织物中混入了重量比0.51的不锈钢纤维，用来制做抗静电工作服、仪器罩等。,导电布及屏蔽布。用作导电布的不锈钢含量高达2540，布料熔断电流5,A，,主要用于2510,4,V,以上的高压电路检修工人的带电作业服。屏蔽布的不锈钢纤维含量515，要求屏蔽效率为2535,dB(,屏蔽效率20,lgV,1,/V,2,，V,1,为屏蔽前电压，,V,2,为屏蔽后电压)，主要用于微波、电磁波环境的人身防范。,雷达敏感织物。利用金属能反射电磁波的特性将金属纤维与有机纤维混纺在一起，使之能够反射雷达波并被雷达所接收。此类纺织物叫做雷达敏感织物。这些金属纤维是镀银的铜铝及其合金。不锈钢、阳极氧化铝也比较常用。加不锈钢纤维(515)的织物反射率高达96，这样雷达就能得到强回波。,纯不锈钢纤维织物。用不锈钢纤维织成的金属布，可用于冶金过程中的高温干式吸尘袋，起到保护环境的作用。在钢厂已经采用了这种吸尘袋来代替湿法吸尘，节约水资源。,（2）、金属纤维多孔材料,多孔金属材料在航空、航海、化工、能源、电子工业及环境保护等许多领域广泛应用。随着现代科技的发展对多孔材料提出了更高的要求，比如耐高温，耐腐蚀，高弹性模量，重量轻，效率高等。传统的多孔金属材料主要是用金属粉末烧结法制成的。金属纤维技术的发展使多孔材料的孔隙度、渗透性、强度、塑性都得到改善。,特点是,：,孔隙度能在098这样大的范围内调节，而粉末冶金的不超过50；,孔隙度相同时，其强度和塑性比粉末冶金产品高几倍；,在具有良好的净化精度的同时还有很高的渗透性；,可以制大面积薄板形多孔材料。,应用,过滤器,。纤维过滤器制成高渗透率的过滤器。这种材料既耐噪声冲击又可用来精制高粘度液体。金属毡,。不锈钢纤维毡在美国最早用于航空发动机。,燃气涡轮的摩擦密封。即金属毡密封件叶片和内锐边密封材料。,润滑与密封,。金属纤维烧结体可实现良好的自润滑作用，在密封环境工作时有自动补偿磨损的功能，可延长设备使用寿命。,吸声材料,。金属纤维多孔材料结构中，空隙曲折相连，改变了声音传播的直线性，由于粘滞流动而使其能量损失。这种制品有惊人的声音阻尼能力，是理想的防噪音材料。,节能热管材料,。采用金属纤维可以人为地控制孔隙度，用各向异性纤维定向排列形成定向通道，适合制作热管的管芯。,其他用途。金属纤维还可用做,隔热垫、发汗材料、阻焰器、减震器等。,金属纤维结构件还可以用来制作多孔镍一镉电池的电极、吸油绳、复印机的消静电刷子和低磨损大电流导电刷子、笔尖、催化介质及加热构件等。,用铅纤维毡代替铅板在蓄电池上使用也取得了成功。,（,3,）、金属纤维增强复合材料,金属纤维增强耐火材料。金属纤维增强耐火材料在美国于1978年就用于高温加热炉。现在高炉烟道衬里、氧气底吹转炉点火器衬里及各种加热炉的耐火材料普通采用这一技术。,金属纤维增强陶瓷工具。使用直径0.33,mm，,长25.4,mm,的310不锈钢增强的氧化铝陶瓷工具，有很好的高温性能。在1185可以长期使用，在573能够保持室温强度的82。,金属纤维增强混凝土。把短的金属纤维加到混凝土中提高了支撑载荷的能力，钢纤维还能起到抑制裂纹的作用，从而提高了混凝土的抗拉强度、弯曲强度、冲击强度和抗剥落性。所用钢纤维直径0.20.6,mm，,长1360,mm，,占混凝土的体积比为0.52是一种新颖的建筑结构材料，已经用来建筑隧道及飞机跑道。,纤维增强金属基复合材料。不锈钢纤维的抗拉强度高达20003500,MPa,(,铝合金一般为500700,MPa,)，,用它来增强铝、镁轻合金能大幅度提高在高温及低温下的机械性能。其性能取决于不锈钢的含量。钨纤维增强高温合金的工作温度比目前使用的高温材料高200，使用寿命也长数倍，抗热震性能高29倍，抗热疲劳性能相等优异。,其他金属纤维增强复合材料。,A、,金属纤维塑料复合材料，用不锈钢、铝、铜合金短纤维填加到塑料中制成的复合材料有许多用途，如屏蔽电磁干扰和射频干扰用的机壳、塑料室可减小电子仪器的噪音和误动作，还可制成导电塑料、导热塑料及发热体。,B、,金属纤维增强橡胶，利用金属的高强度、高回弹性及尺寸稳定性好的特性，可用金属纤维制做轮胎帘线及无伸缩牙轮皮带。利用金属的耐磨性和抗割断能力，可把金属纤维粘在飞机轮胎的表面来延长轮胎使用寿命。,C、,铁纤维树脂复合刹车材料。利用铁的高导热性、耐磨性及不产生污染物的特点、可制作汽车的高效长寿命制动零部件。,四、,氟纶纤维,1、概述,1938年，在美国俄亥俄州大学获得博士学位的杜邦研究室的化学家普鲁姆凯特与助手雷博克研究四氟乙烯的聚合反应，他们无意中发现四氟乙烯气体在加压和氧气存在的条件下发生了聚合反应，生成了一种蜡状、不易溶解、难熔化的白色粉末。经过鉴定，普鲁姆凯特确证这种白色粉末就是聚四氟乙烯。当时把它看成一种具有潜在利用价值的新型塑料，曾经应用于第一颗原子弹铀原料的抽取。1945年杜邦公司开始了聚四氟乙烯工业化的生产，但使用量极有限。,1950,年，杜邦公司大规模生产聚四氟乙烯，并为其取了商品名“,Teflon”,。,由于,Teflon,具有良好的热稳定性，耐化学腐蚀好及低摩擦力，当作树脂涂层。,1954,年杜邦公司制成了“,Teflon,”,纤维，特别用于具有耐热和化学腐蚀新领域，丰富了产业用纺织品品种。,ISO,组织称聚四氟乙烯纤维为萤石纤维，其英文代号为“,PTFE,”,（,Polytetrafluoroethylene,）。,我国对聚四氟乙烯纤维俗称为“氟纶”。,2、制造,四氟乙烯（,CF,2,=CF,2,）,制造的基本原料是氟矿石（,CaF,2,），,可采用悬浮聚合法和乳液聚合发两种方式制取氢氟酸（,HF）。,无水氢氟酸与氯仿即三氯甲烷（,CHCl,3,）,反应得到二氟一氯甲烷气体：,CHCl,3,+2HFCHClF,2,+2HCl,二氟一氯甲烷气体（,CHClF,2,）,在600800高温下分解得到四氟乙烯：,2,CHClF,2,C,2,F,4,+2,HCl,四氟乙烯经过洗涤及分馏，去除盐酸和在热分解中产生的各种氟碳物。已纯化的四氟乙烯是在不锈钢高压釜内，在过硫酸胺或其它过氧催化剂的催化作用而聚合，其反应速度急速，反应过程中放热。聚四氟乙烯经过后加工生成颗粒状白色固体。聚四氟乙烯的聚合反应为：,聚四氟乙烯不能以一般方法去溶解，因此不能采用溶液纺丝生产；同时，聚四氟乙烯分子刚性大，即使在熔点（327）以上也不流动，仅形成凝胶状物，粘度约为10,11,10,13,Pa,而一般的熔体纺丝粘度小于30000,Pa，,因此也不能采用熔体纺丝生产。事实上，,氟纶纤维是采用乳液纺丝法制造的,，聚四氟乙烯被分割成细微的粒子并与粘结剂结合制成纺丝流体，从喷丝孔喷出的纺丝流体进入化学洗涤液中生成长丝，在此过程中通过渐进加热以降低粘结剂和凝结或烧结使聚四氟乙烯树脂成分成为氟纶连续长丝。初生长丝经过拉伸等后加工工序使大分子取向度大大提高，使氟纶纤维的拉伸强度比未处理的聚四氟乙烯树脂强度高25倍以上。此外，还有糊料挤压法，即将聚四氟乙烯粉末与某种易挥发物质调成糊状物，然后从喷丝头挤压纺丝，使易挥发物质挥发，再在高温（约250）下高度拉伸，得到非均相的白色带条纱，它具有泡沫状结构，比重为1.01.6,g/cm,3,，,强度可达3.5,cN,/,dtex,；,第三种是薄膜切割法，即把聚四氟乙烯薄膜等切成细丝后在熔点以上温度凝胶化，再经拉伸和热处理即可。,3、特性,（1,）、分子量,。聚四氟乙烯是非极性线型晶状聚合物，分子量为,5,10,5,20,10,5,。,（,2,）、形态,。氟纶纤维截面呈圆形，纵向平滑。可制成各种规格的短纤维和长丝纤维。,（,3,）、机械性能,。聚四氟乙烯是由碳原子链被氟原子完全饱和地结合着，氟原子和碳原子结合得非常强固，且被四周的碳链以规则饱满紧密的方式形成一种保护性护罩。其分子是中性的，不带电，没有离子化的力量与其它分子相互结合。,C,F,键的键能（,116,千卡,/,克分子）比,C,H,键的键能（,99.5,千卡,/,克分子）高。由于,C,F,键能高，大分子链的结构规整，对称性高，大分子堆砌密度大，所以具有高的抗拉强度。其拉伸强度为,1.4,CN/den,，,断裂伸长率为,19湿态与干态相同。氟纶纤维的耐脆性和耐弯曲磨损性在合成纤维中是最好的。,（,4,）、化学性能,。氟纶纤维具有特殊的抗化学性能。这是因为,C,F,键能高，氟原子的共价键直径（,0.72,）,比氢原子（0.37,）,大，因此可以保护,C,C,主链免受各种化学药剂的侵蚀。对于所有已知的酸、碱、卤和氧化剂等，氟纶体现了有机纤维的最高水平，甚至在高的操作温度，在王水中亦无变化。但氟纶纤维唯一已知的溶剂是在,299,以上的过氧化有机溶剂。,氟纶纤维能够漂白，它对水和溶剂的抗拒和紧密结构阻止了它的上色。,纤维它本身是无毒的，但它在高温的使用中可能散发出有毒气体。,（5）、热学性能,。,氟纶在温度高达260以上的连续使用中是稳定的，且能够短时间的忍耐290的温度。由于它独特的分子结构，它不会在高温下熔融。从290以上它开始升华，每小时的失重率达0.0002%，在327时达到凝胶状，即所谓的“熔点”为327。分解温度在415以上。,氟纶纤维在低温下延展性下降，但仍能使用。确定的最低使用温度为268。,当温度高达300时，氟纶纤维具有高达25%的热收缩率。这使其具有热定型或变型加工能力。,氟纶纤维的导热率低。热膨胀系数较大。,氟纶纤维的极限氧指数,LOI,值为9095%，在高氧浓度下也难燃。,（,6,）、光学性能,。氟纶纤维具有很好的抗紫外线性能。氟纶纤维在户外放置,15,年也不出现老化现象。氟纶纤维直接在日光和天气条件下连续暴晒,3,年，其断裂强度只降低,2%,。,（,7,）、电学性能,。氟纶具有低导电性，是电的优良绝缘材料。在温度为,175290,范围中有一特定值。静电较大。,（,8,）、摩擦性,。氟纶的滑动摩擦系数是任何已知纤维最低的，其滑动摩擦系数只有锦纶的,1/6,。氟纶纤维测出的摩擦系数为,0.0080.05,，在负荷或温度增加时，动摩擦系数有降低趋势。氟纶纤维的低摩擦系数使其具有免保养、无粘性和易滑动特性。,（,9,）、其它特性,。高密度，密度为,2.282.29,g/cm,3,。,产品有,天然深棕色和纯漂白色。具有蜡感,。,4,、应用,（,1,）、轴承和轴衬。轴承、低摩擦元件轴承、轴衬和其它工程元件是氟纶连续长丝和织物应用的主要范,（,2,）、交通工具。氟纶纤维提供了干式操作，极长的寿命和高环保协调性。使用寿命也得到了延长。,（,3,）、食品加工。食品加工机器中加入氟纶纤维，可消除湿式或多油式造成的污染，确保制品的卫生性,（,4,）、纺织工业。氟纶纤维制造高性能的缝纫线。氟纶亦使用在医疗用纺织品领域。,（,5,）、过滤材料。,Teflon,使用在热气体过滤器。,Teflon,过滤器也收集类似于碳、二氧化钛及重金属等。,（,6,）、其它。,Teflon,纤维使用在办公机器上，如清洁衬垫、刷、罗拉、润滑毡等皆使用较细的,Teflon,纤维。,Teflon,纤维的耐热性可用于用盐水电解法生成苛性钠和氯。,Teflon,纤维亦使用在航空、航天和其它等高要求的电缆线上，作为包覆扁平可弯曲电缆的编结绳。亦可作宇航服等。,在建筑业上，,Teflon,纤维亦使用在桥梁上的免保养膨胀接头以及其它建筑用元件。,