高性能聚四氟乙烯（PTFE）纖維的結構與性能
1、PTFE纖維的發展史
聚四氟乙烯(PTFE)又稱特氟隆(Teflon)，我國稱之為“氟綸”，是在 1938 年進行氟烷制冷劑試驗中偶然發現的，最早被應用于軍事工業，現已逐漸推廣到民用產品中。
以 PTFE 粉末為原料，應用多種紡絲手段或薄膜切割或原纖化等方法，可得到具備多種優良性能的 PTFE 纖維。PTFE 纖維是最早實現產業化的特種合成纖維，由美國杜邦公司于 1953 年研發，1957 年工業化生產。奧地利蘭精集團于 20 世紀70 年代初成功開發了膜裂紡絲工藝，并將此工藝廣泛應用于聚烯烴纖維的生產。
我國在PTFE 纖維的制備和開發方面起步較晚，但發展較快。2011 年，我國成功地通過膜裂紡絲法制備出高性能 PTFE 纖維，且該方法可以達到千噸級產業化項目的量產。如今，我國產 PTFE 纖維的產量現已超過全球總量的 50%，且纖維的部分性能超過同類國際產品。
2、PTFE的結構與性能
PTFE 為結構完全對稱的非極性線性高分子，無支鏈，大分子鏈呈螺旋形結構，而非像C、H分子鏈一樣的鋸齒形。其主鏈上的碳原子被氟原子緊密地包圍著，分子鏈難以遭到破壞;側向全部為穩定的C—F鍵，鍵能很高，不易被破壞。PTFE 分子的偶極矩極小，表面自由能和吸引力很低。
由于具有內在的穩定性、鏈結構的不活潑性等多種特性，PTFE 纖維對于高溫和化學作用的綜合影響具有極強的適應能力。
由于PTFE的特殊分子結構，其取向度和熱穩定性非常好，可長期在-250-260℃下使用，短時使用溫度可達300℃。且使用時允許溫度波動、突變，且低溫時不變脆。同時其抗老化能力極佳，對紫外線穩定，室外暴露15年后纖維力學性能未發生顯著變化。此外PTFE纖維抗強酸強堿以及強氧化性物質，化學性質十分穩定，僅芳烴和鹵化胺有輕微溶脹以外，其他有機溶劑對其無作用。另外，由于其表面能較低，其疏水性也相當出色，與水的接觸角約為120°，通過后整理工藝可以用于自清潔材料。除此之外，由于氟原子帶來的化學穩定性和超高電負性，其阻燃性、粘附性、潤滑性也相當優異，摩擦系數比大部分化學纖維低，是一種性能優秀的高性能材料。
將PTFE進行紡絲后，其縱向和橫截面的SEM圖如圖所示。纖維的縱向表面有很多溝槽，增大了纖維的表面積，一些纖維的表面有很多分枝，纖維的橫截面是片狀，不規則的，有粗糙的邊緣，這是由于膜裂法形成的，是在纖維的紡紗過程中增大纖維之間的抱合力。
聚四氟乙烯(PTFE)又稱特氟隆(Teflon)，我國稱之為“氟綸”，是在 1938 年進行氟烷制冷劑試驗中偶然發現的，最早被應用于軍事工業，現已逐漸推廣到民用產品中。
以 PTFE 粉末為原料，應用多種紡絲手段或薄膜切割或原纖化等方法，可得到具備多種優良性能的 PTFE 纖維。PTFE 纖維是最早實現產業化的特種合成纖維，由美國杜邦公司于 1953 年研發，1957 年工業化生產。奧地利蘭精集團于 20 世紀70 年代初成功開發了膜裂紡絲工藝，并將此工藝廣泛應用于聚烯烴纖維的生產。
我國在PTFE 纖維的制備和開發方面起步較晚，但發展較快。2011 年，我國成功地通過膜裂紡絲法制備出高性能 PTFE 纖維，且該方法可以達到千噸級產業化項目的量產。如今，我國產 PTFE 纖維的產量現已超過全球總量的 50%，且纖維的部分性能超過同類國際產品。
2、PTFE的結構與性能
PTFE 為結構完全對稱的非極性線性高分子，無支鏈，大分子鏈呈螺旋形結構，而非像C、H分子鏈一樣的鋸齒形。其主鏈上的碳原子被氟原子緊密地包圍著，分子鏈難以遭到破壞;側向全部為穩定的C—F鍵，鍵能很高，不易被破壞。PTFE 分子的偶極矩極小，表面自由能和吸引力很低。
由于具有內在的穩定性、鏈結構的不活潑性等多種特性，PTFE 纖維對于高溫和化學作用的綜合影響具有極強的適應能力。
由于PTFE的特殊分子結構，其取向度和熱穩定性非常好，可長期在-250-260℃下使用，短時使用溫度可達300℃。且使用時允許溫度波動、突變，且低溫時不變脆。同時其抗老化能力極佳，對紫外線穩定，室外暴露15年后纖維力學性能未發生顯著變化。此外PTFE纖維抗強酸強堿以及強氧化性物質，化學性質十分穩定，僅芳烴和鹵化胺有輕微溶脹以外，其他有機溶劑對其無作用。另外，由于其表面能較低，其疏水性也相當出色，與水的接觸角約為120°，通過后整理工藝可以用于自清潔材料。除此之外，由于氟原子帶來的化學穩定性和超高電負性，其阻燃性、粘附性、潤滑性也相當優異，摩擦系數比大部分化學纖維低，是一種性能優秀的高性能材料。
將PTFE進行紡絲后，其縱向和橫截面的SEM圖如圖所示。纖維的縱向表面有很多溝槽，增大了纖維的表面積，一些纖維的表面有很多分枝，纖維的橫截面是片狀，不規則的，有粗糙的邊緣，這是由于膜裂法形成的，是在纖維的紡紗過程中增大纖維之間的抱合力。
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