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《浙江理工大学》 2010年
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PTFE长丝的研制及性能研究

郭占军  
【摘要】: 聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)长丝由于优异的化学稳定性、耐老化性、不粘性和耐高温性能,可广泛应用于耐高温、耐腐蚀等领域,诸如高温烟尘过滤领域。随着国家节能减排政策的推广和进一步落实,袋式除尘箱体改造和垃圾焚烧烟气除尘领域对PTFE长丝的需求将大大相加。但是国内在高强度PTFE长丝制造领域还处于相对落后的阶段,因此具有较高强度的PTFE长丝的研制极具重要意义。 由于乳液纺丝法和糊料挤压法制成的PTFE长丝强度较小,且耗能大,而采用膜裂法制成的PTFE长丝工艺流程简单,无污染,纤维强度较高。为了满足工业化生产对PTFE力学性能的要求,重点研究了膜裂法制造工艺各阶段对PTFE长丝微观结构的影响,并建立起工艺与微观结构和宏观力学性能间的内在联系,为膜裂法制备高强度PTFE长丝奠定了理论基础。通过SEM、DSC、声速纤维取向测量仪、电子单纤维强力仪、高温管式炉等实验及测试对各阶段结晶度、取向度和力学性能间的关系进行分析并建立联系。 主要研究内容及结论如下: (1) SEM、DSC、声速纤维取向测量仪、电子单纤维强力仪等研究表明,热处理后的结晶度明显降低,较低的热处理终点温度和较小的降温速率有利于增大结晶度和取向度,热处理极大地提高了PTFE扁丝的韧性,为热牵伸奠定了基础。最佳的工艺条件为:热处理温度为320℃,降温终点温度为40℃,降温速率为3℃/min。 (2)结晶度和取向度随捻度的增加先增大后减小,受其影响,断裂强度呈现相同的趋势,随捻度的增加先增大随后急剧下降,断裂伸长率则随捻度的增加而增大,600捻/m为最佳捻度。 (3)较小热牵伸倍数时,结晶度、取向度和断裂强度都随牵伸倍数的增大而增大,近似线性关系,断裂伸长率与热牵伸倍数之间呈降幂指数关系,随倍数的增加而递减。断裂强度随热牵伸温度的升高而增大,在370℃达到最大,随后温度再升高强度急剧降低,370℃为热牵伸的最佳温度。 (4) PTFE玻璃化温度127℃至熔融温度345℃之间的温度为定伸长热定型处理的有效温度,280℃为最佳热定型温度。热定型时间为2min时,结晶度和力学性能达到稳定状态。热定型对高度取向后的PTFE取向度没有明显影响。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ340.6

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【参考文献】
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