含氟纖維

含氟纖維是指聚合物結構中含有氟原子的特種纖維，聚四氟乙烯纖維是含氟纖維中最主要的一個品種，現在工業上用3種方法製造，最早也是最常用的是乳液紡絲法，第二種是糊料擠壓法，第三種是薄膜切割法。

基本介紹

• 中文名：含氟纖維
• 外文名：fluorofibre
• 拼音：hɑnfu xiɑnwei
• 比例：99.5千卡/克分子

簡介

聚合物結構中含有氟原子的特種纖維。目前已工業化生產的都是烯烴類含氟纖維，如聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、三氟氯乙烯-乙烯共聚物及聚偏氟乙烯等纖維。 由於碳-氟鍵的鍵能（116千卡/克分子）比碳-氫鍵（）高，因此聚合物結構中氟原子所取代的氫原子數愈多，纖維的熱穩定性和抗氧化性就愈高。此外，氟原子的共價鍵直徑（0.72埃）比氫原子（0.37埃）大,因此可保護碳-碳主鏈使之免受各種化學藥劑的侵蝕，氟取代基愈多，耐腐蝕性愈好。

聚四氟乙烯纖維

是含氟纖維中最主要的一個品種，1954年首先由美國工業化生產。四氟乙烯高聚物不溶於一般溶劑，因此不能用溶液紡絲成形，又由於分子剛性大,即使在熔點(327℃)以上溫度也不流動，僅形成凝膠狀物，粘度約為1011～1013泊，而一般熔紡所允許的熔體粘度小於30000泊,因此也不能通過熔紡成形。現在工業上用3種方法製造,最早也是最常用的是乳液紡絲法。這種方法最後須將成纖性載體（粘膠或聚乙烯醇）在高溫燒結過程中分解掉，使聚四氟乙烯微粒熔結在一起，因此得到的是含有約4%碳化物的棕色纖維,尚須經長時間熱處理或酸處理才能制出白色的纖維。產品纖度為幾旦至幾十旦，強度最高為 2.1～2.2克/旦，比重2.1～2.3。第二種是糊料擠壓法。將聚四氟乙烯粉末與某種潤滑劑如石蠟烴或石腦油等易揮發物質一起調成糊狀物，然後用狹縫式噴絲頭擠壓紡絲,使潤滑劑揮發,再在高溫（約250℃）下高度拉伸,得到非均相的白色帶條紗。它具有泡沫狀結構，比重為1.0～1.6，在高溫和張力下燒結後強度可高達4克/旦以上，但一般只能獲得50旦以上的粗纖維，可用旋轉針輥進一步原纖化而得到網狀結構的原纖紗。第三種是薄膜切割法，起始原料為聚四氟乙烯薄膜或緻密的燒結圓柱體，切成細帶絲後在熔點以上溫度凝膠化，再經拉伸和熱處理，纖維強度與乳液紡絲法相仿。

特性

聚四氟乙烯纖維具有許多優良的特性，它的耐腐蝕性是現有合成纖維中最高的，連王水也毫無作用。另外，由於它的非粘著性，適於作各種強腐蝕性氣體、液體的濾材和密封材料。它的摩擦係數為0.01～0.05，是現有合成纖維中最低的，約為錦綸的1/6,適用作無油軸承材料。但作為高速軸承填料時，由於其導熱性差、熱膨脹係數大,摩擦熱不易散發,影響軸承壽命。這一弱點可通過在纖維中添加石墨粉來改善。極限氧指數為90～95%，在高氧濃度下難燃，所以使用溫度範圍極寬，耐氣候性好，在戶外放置15年而不出現老化現象，適用作太空衣等。纖維的導電率和導熱率低，在寬頻帶範圍內有恆定的介電常數和介電損耗，體積電阻係數與表面電阻係數高，是高溫高濕下的良好電絕緣和絕熱材料。此外，它的耐脆性和耐彎曲磨耗性在合成纖維中也最好，但臨界表面張力則最小。缺點是難染色並具有蠟感，靜電較大，目前尚無較理想的油劑，因此不適宜作紡織材料。

四氟乙烯與六氟丙烯共聚纖維

四氟乙烯與六氟丙烯共聚纖維於1960年首先由美國試生產。它具有與聚四氟乙烯相類似的性能，抗衝擊性優良，但耐熱性略低些，可通過熔紡成形，產品以棕絲為主。用途主要做強腐蝕性氣、液體的濾材、濾網、分餾塔填料和電纜材料等。

聚偏氟乙烯纖維

由於聚合物鏈節中比聚四氟乙烯少兩個氟原子，耐溶劑性與耐熱性略差些，可溶於丙酮中濕紡成形，纖維的機械強度和介電常數高，耐氣候性、耐化學藥劑、耐油、耐磨耗和絕緣性好,折射率低,可用作釣魚絲、濾材、防護服、填料和家庭防燃物等。1960年美國開始工業化生產。

乙烯－三氟氯乙烯共聚纖維

因其結構中增加了乙烯柔性鏈節，可通過熔紡或薄膜切割法成纖。這種纖維的抗燃性較好，極限氧指數為48～50%，模量比聚偏氟乙烯和四氟乙烯-六氟丙烯共聚纖維高10倍,抗形變性則與錦綸6或滌綸單絲相似,耐化學藥劑性接近聚四氟乙烯。可用作濾材、填料、絕緣材料、傳送帶等。美國自70年代開始工業化生產。