聚四氟乙烯膜裂成纱工艺及其性能研究

摘要

本课题提出一种新型的PTFE膜裂成纱工艺，首先研究了PTFE裂膜成纱时的牵伸倍数、捻系数、薄膜厚度等工艺参数的单一因素的变化对纱线质量的影响。在此基础上进行正交试验，研究分析了牵伸倍数、捻系数、薄膜厚度三因素对PTFE膜裂纱质量的综合影响，经过优化实验与分析，得到本实验条件下的最优成纱工艺参数，即牵伸倍数1.8，捻系数190，薄膜厚度40μm。 通过扫描电镜SEM分析了在最优工艺参数下纺制的PTFE膜裂纱的纵向形态和横截面形态。结果表明：PTFE膜裂纱纵向呈规则的圆柱体，横截面为多边形，且纱线表面光滑，不易粘附粉尘，具有良好的自清洁作用；通过纱线动态摩擦系数测定仪，分析了滑动速度与导纱材质对PTFE膜裂纱表面动摩擦系数的影响，探讨了PTFE膜裂纱的表面摩擦系数与其最终织物的外观、耐磨和自洁等性能之间的关系。 通过YG061型电子单纱强力仪，对PTFE膜裂纱的拉伸性能以及应力松弛性能进行了系统研究，分析其力学性能与后道织造工艺之间的关系，并通过选择适当的力学模型拟合其拉伸与松弛性能。 采用DSC（差示扫描量热法）、TG（热失重分析）等方法测试PTFE膜裂纱的热转变温度、热稳定性、热收缩率等热学性能，通过分析热处理温度与热处理时间对PTFE膜裂纱性能的影响，得出PTFE膜裂纱的长期使用温度最高不超过260℃。 最后开发出了PTFE织物和芳纶/PTFE交织物，并采用锥形量热仪法对其阻燃性能进行测试分析。试验结果表明PTFE织物和芳纶/PTFE织物均具有较好的阻燃性能，PTFE织物比芳纶/PTFE织物具有更好的阻燃效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1 PTFE简介

1.1.1 PTFE的结构与性能

1.1.2 PTFE的用途

1.2 PTFE及PTFE纱线的国内外研究现状

1.3 PTFE纱线的制备、性能与应用

1.3.1 PTFE纱线的制备

1.3.2 PTFE纱线的性能

1.3.3 PTFE纱线的应用

1.4本论文研究的目的和意义

1.5本论文研究的主要内容

1.6本论文的创新性

第二章工艺试验及纺纱工艺参数的优化

2.1试验

2.1.1实验原料

2.1.2实验设备

2.1.3工艺流程

2.1.4实验工艺要点及参数的选配

2.1.5测试项目及测试仪器

2.2单一因素工艺参数对PTEE膜裂纱性能的影响

2.2.1牵伸倍数对PTEE膜裂纱性能的影响

2.2.2捻系数对PTFE膜裂纱性能的影响

2.2.3薄膜厚度对PTFE膜裂纱性能的影响

2.3 PTFE膜裂纱工艺参数的优化选择

2.3.1试验设计

2.3.2实验方案与结果

2.3.3试验结果优化分析

2.3.4优化结果验证及结论

2.4本章结论

第三章PTFE膜裂纱表面特征及摩擦性能分析

3.1 PTFE膜裂纱的表面形态特征

3.1.1制样及测试仪器

3.1.2实验结果与分析

3.2 PTEE膜裂纱的摩擦性能分析

3.2.1测试机理

3.2.2实验仪器及测试条件

3.2.3结果及讨论

3.3摩擦系数对PTEE织物的影响

3.4本章结论

第四章PTEE膜裂纱的力学性能分析

4.1 PTFE膜裂纱的拉伸性能

4.1.1 PTEE膜裂纱的拉伸断裂测试

4.1.2 PTEE膜裂纱拉伸力学模型的建立

4.1.3拉伸曲线的拟合与分析

4.1.4模型的验证

4.2 PTFE膜裂纱的应力松弛性能

4.2.1应力松弛性能的测试

4.2.2松弛性能模型的选择

4.2.3试验验证

4.3本章结论

第五章PTEE膜裂纱的热学性能分析

5.1热稳定性能分析

5.1.1实验原理

5.1.2制样及实验仪器

5.1.3测试结果与分析

5.2热力学性能分析

5.2.1实验设计

5.2.2实验仪器及方法

5.2.3测试结果与分析

5.3热收缩率测定

5.3.1实验原理

5.3.2实验仪器及方法

5.3.3测试结果与分析

5.4本章结论

第六章PTEE织物的开发及其阻燃性能分析

6.1 PTFE织物的制备

6.1.1原料的选用

6.1.2织造流程

6.2实验仪器及实验条件

6.3结果与讨论

6.4本章结论

第七章结论

7.1结论

7.2展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢