編輯/崔書健

憑借自身的優(yōu)異性能，聚四氟乙烯纖維在紡織、化工等多個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛

聚四氟乙烯（PTFE）纖維具有優(yōu)良的耐熱性、阻燃性、耐腐蝕性、耐候（耐紫外線）性、生物相容性，使其在高技術(shù)纖維中占有最重要的位置。1953年美國杜邦公司最早成功開發(fā)出聚四氟乙烯纖維，1957年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，商品名為Teflon?（特氟綸）。PTFE 纖維是含氟纖維中最早工業(yè)化的特種合成纖維，其品種有單絲、復(fù)絲、短 纖維及加捻長絲等主要規(guī)格。由于其在含氟纖維中的重要性，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）給聚四氟乙烯纖維的種類名稱為FLuorofiber。我國把聚四氟乙烯纖維又稱為氟綸，美國和日本稱其為Teflon（特氟綸）纖維，俄羅斯則稱之為Polyfen?（波利芬）。

由于PTFE 纖維優(yōu)良的性能，在環(huán)保、航空航天、軍工國防、機(jī)械、電子、化工、醫(yī)療、紡織、建筑等各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。國外比較知名的品種有美國Gore 公司的Gore?ePTFE纖維，奧地利蘭精公司的Profilen?纖維、日本東麗公司的Toyoflon?和Teflon?纖維等。國內(nèi)生產(chǎn)PTFE 纖維的生產(chǎn)廠家主要包括浙江格爾泰斯環(huán)保特材科技有限公司、上海金由氟材料有限公司、

常州中澳興誠高分子材料有限公司、臺灣宇明泰化工股份有限公司、上海靈氟隆膜技術(shù)有限公司、常州英斯瑞高分子材料有限公司等。世界總年產(chǎn)在2 萬噸/年左右，國內(nèi)產(chǎn)量占50%左右。

1 樹脂的種類

聚四氟乙烯樹脂是以水作為聚合介質(zhì)，在引發(fā)劑、表面活性劑和其他添加劑存在的情況下，在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫l件下，將氣態(tài)四氟乙烯（TFE）單體逐漸通入水相，通過自由基聚合得到的完全線型和高結(jié)晶度的高分子量聚合物。

根據(jù)產(chǎn)品狀態(tài)的不同，聚四氟乙烯有懸浮樹脂、分散樹脂和分散液（乳液）3 個主要品種。聚四氟乙烯的聚合方法主要有懸浮聚合和乳液聚合兩種方法，其中懸浮樹脂通過懸浮聚合方法制備，分散樹脂和分散液則通過乳液聚合方法制備。兩種聚合方法顯著不同，懸浮聚合采用少量分散劑或者不采用分散劑，聚合反應(yīng)時采用劇烈攪拌，聚合產(chǎn)物以顆粒狀浮于水面；分散聚合則采用適量的分散劑（0.1%～3%）和合適的穩(wěn)定劑（一般為碳原子數(shù)12 以上的石蠟），聚合反應(yīng)時采用溫和的攪拌，以避免聚合過程中發(fā)生的凝聚。分散聚合的聚合速率比懸浮聚合慢得多，典型聚合產(chǎn)物為帶負(fù)電橢圓形膠體狀顆粒分散液。

國外PTFE 樹脂主要生產(chǎn)廠家有杜邦公司（Teflon?）、大金公司（Polyflon?）、旭硝子公司（Fluon?）、Dyneon 公司（Hostaflon?）、Solvay Solexis公司（Algoflon?）等，國內(nèi)PTFE 樹脂主要生產(chǎn)廠家有上海三愛富新材料股份有限公司、中昊晨光化工研究院、浙江巨化股份有限公司、山東東岳高分子材料有限公司等。

1.1 懸浮樹脂

PTFE 懸浮樹脂是采用懸浮聚合方法制備的粒狀樹脂，主要由聚合和樹脂后處理等工序組成。聚合體系由單體、引發(fā)劑、水、添加劑等組成，樹脂后處理包括樹脂洗滌與搗碎、干燥、粉碎、預(yù)燒結(jié)等工序。

根據(jù)聚合后的后處理方式不同，PTFE 懸浮樹脂又分為中粒度（基礎(chǔ)樹脂）、細(xì)粒度、造粒和預(yù)燒結(jié)樹脂等主要品種，其差異主要體現(xiàn)在表觀密度、粒徑、形狀、硬度和流動性等方面，因此不同后處理方式得到的PTFE 懸浮樹脂，其制品加工方式及制品性能有所不同。

離開聚合釜并濾去大部分水分后，經(jīng)過搗碎、洗滌和干燥，得到平均粒度100～300μm 的中粒度基礎(chǔ)懸浮樹脂。對中粒度基礎(chǔ)樹脂以氣流或其他方式粉碎，得到平均粒度在20～40μm、表觀密度在250～500g/cm3的細(xì)粒度樹脂。細(xì)粒度樹脂的松緊程度和質(zhì)地像小麥面粉，壓制后的坯料致密性較好，用于模壓成型加工，制得的PTFE 制品電絕緣性、機(jī)械性能和耐滲透性等較好；細(xì)粒度樹脂也用于填充PTFE 復(fù)合材料的制備和加工。在細(xì)粒度樹脂基礎(chǔ)上經(jīng)過干法或濕法聚集（造粒）處理，制備出表面光滑、粉末流動性較好的造粒樹脂。造粒樹脂的平均粒徑大多為400～800μm，表觀密度大多在400～900g/cm3，樹脂自由流動性較好，可適應(yīng)模壓，尤其是自動模壓和柱塞擠出成型加工方式。在細(xì)粒度基礎(chǔ)上經(jīng)過預(yù)燒結(jié)和破碎處理，可以得到預(yù)燒結(jié)樹脂。預(yù)燒結(jié)樹脂的平均粒徑為100～1500μm，表觀密度在600～700g/cm3，預(yù)燒結(jié)樹脂主要用于柱塞擠出成型，用來連續(xù)加工直徑5～50mm 的棒、管和異型材等。

1.2 分散樹脂

PTFE 分散樹脂是通過分散（乳液）聚合方式制備的，通常在分散劑（如全氟辛酸銨，APFO）、穩(wěn)定劑（如石蠟）和引發(fā)劑等存在下，四氟乙烯單體在較高溫度和壓力下，且在比較溫和攪拌條件下進(jìn)行聚合，得到乳液狀的聚合物水分散液，其中PTFE 質(zhì)量濃度一般為10%～30%。存在于分散液中未經(jīng)凝聚的PTFE 粒徑為0.15～0.40μm，它們被分散劑包圍而具有一定的穩(wěn)定性，被稱為PTFE 的初級粒子。

分散聚合得到的PTFE 聚合物分散液經(jīng)過稀釋，在破乳劑和機(jī)械攪拌作用下實現(xiàn)破乳，分散液中的初級粒子凝聚成粒徑較大的次級粒子，并同分散液分離，經(jīng)過洗滌、干燥后得到PTFE 分散樹脂。PTFE 分散樹脂呈白色細(xì)粉狀，次級粒子平均粒徑一般在300～1300μm，表觀密度一般在400～500g/cm3。PTFE 分散樹脂由于聚合工藝和后處理條件等因素的變化以及聚合時有無加入少量改性單體、加入量的多少和加入時機(jī)等的不同，產(chǎn)生了很多不同品級和牌號的分散樹脂，分別適應(yīng)各種不同的加工方法和制品性能。

PTFE 分散樹脂的分子量和結(jié)晶度一般較懸浮樹脂更高，結(jié)晶度高達(dá)98%以上。和PTFE 懸浮樹脂不同的是，PTFE 分散樹脂具有原纖化傾向，即在摩擦、擠壓等剪切作用力下，PTFE 分散樹脂大分子容易從PTFE 分散樹脂顆粒表面和內(nèi)部抽出，形成微纖維。干燥后的PTFE 分散樹脂在運輸和儲存過程中應(yīng)避免擠壓，并在19℃以下低溫環(huán)境保存，盡量避免其發(fā)生原纖化。

1.3 分散液

PTFE 分散液又稱PTFE 乳液，由四氟乙烯單體通過分散聚合方式得到。為了得到更加穩(wěn)定的PTFE 分散液或濃度更高的PTFE 濃縮分散液，一般在分散聚合得到的PTFE 分散原液基礎(chǔ)上加入更多的乳化劑，或者通過分散聚合原液濃縮后制備PTFE 濃縮分散液，濃縮方法包括加表面活性劑絮凝和再分散法、直接鹽析破乳法、乳化劑增濃法、物理脫水法、半透膜脫水法、高分子膜分離法等。一般PTFE 分散液中樹脂的質(zhì)量百分含量為25%～75%，市售PTFE濃縮分散液中PTFE 分散樹脂含量多為60%，PTFE 初級粒子粒徑0.2～0.3μm，其中乳化劑含量為PTFE 樹脂質(zhì)量的0～12%。為了保持分散液的儲存穩(wěn)定性并避免儲存過程中細(xì)菌的滋生，PTFE分散液的pH 一般在8.5～11。分散聚合PTFE 粒子表面呈現(xiàn)負(fù)電性，因此乳化劑一般為陰離子或非離子型表面活性劑，其中以非離子表面活性劑為主。

PTFE 分散液大多用于制備特殊涂層，如在耐高溫紗線、耐高溫織物或金屬表面進(jìn)行浸漬或涂層。使用時PTFE分散液可根據(jù)需要進(jìn)行稀釋，稀釋時一般用去離子水，或含有一定濃度非離子表面活性劑的去離子水進(jìn)行稀釋。PTFE 分散液儲存溫度為5℃～30℃，溫度過高會出現(xiàn)沉淀，溫度低于0℃，會出現(xiàn)不可逆絮凝。長時間放置時，應(yīng)在較低溫度環(huán)境下儲存，同時每周或每月適當(dāng)攪動，以避免PTFE 顆粒緩慢沉淀于容器底部。

2 纖維的制備

由于PTFE 高聚物均分子量大多在數(shù)百萬到千萬之間，熔融時黏度很高，流動性很差；同時由于PTFE 樹脂幾乎不溶于任何常見溶劑，因此PTFE 纖維很少采用熔融或溶液加工方法，而常采用特殊的方式制備。

PTFE 纖維的制備方法和普通合成纖維的制備有很大不同，當(dāng)前商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)PTFE 纖維的主要方法包括：以PTFE 纖維分散樹脂為主要原料的膜裂法、以PTFE 濃縮分散液為主要紡絲原料的載體紡絲法和以PTFE 分散樹脂為主要制備原料的糊狀擠出法三種。對于PTFE 纖維而言，除了由PTFE 樹脂特性所決定的優(yōu)異理化性能，纖維成型過程以及纖維力學(xué)性能是制備PTFE纖維必須要考慮的因素。由于熔融時PTFE 樹脂聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和分子構(gòu)象發(fā)生很大變化，因此對于熔融再結(jié)晶后的PTFE難以進(jìn)行充分和有效的取向調(diào)整。雖然有采用熔融方式或固態(tài)擠出方式制備PTFE 纖維的報道，但其纖維制品力學(xué)性能相對較低，因此熔融加工方式很少有商業(yè)化生產(chǎn)。

2.1 膜裂法

膜裂法是20世紀(jì)70年代最早由美國杜邦、奧地利Lenzing 以及后來的美國Gore 和日本大金公司發(fā)明的一類PTFE 制備技術(shù)，主要包括切削膜裂法和拉伸薄膜膜裂法兩種。國內(nèi)大多文獻(xiàn)將膜裂法制備PTFE 纖維技術(shù)的起源歸為奧地利Lenzing 公司（剖裂剝落紡絲工藝），在該制備方法中首先將PTFE樹脂燒結(jié)成棒狀，然后采用先剖裂后剝落方式制備PTFE 纖維。由于燒結(jié)熔融過程中PTFE 超分子結(jié)構(gòu)的改變，剖裂剝落后難以進(jìn)行高倍拉伸以提高纖維力學(xué)性能，因此該方法（切削膜裂法）主要用于制備線密度較大的密封材料用PTFE 纖維。上世紀(jì)90年代Lenzing公司采用拉伸PTFE 薄膜膜裂法制備了平均線密度為2.6dtex 的短纖，用于耐高溫針刺氈濾料的加工；同時生產(chǎn)線密度440dtex 的膜裂法PTFE 長絲，用于針刺氈增強(qiáng)基布和線密度1350dtex的三合股PTFE 長絲縫紉線，用于耐高溫濾袋的縫合。

PTFE 膜裂法纖維制備技術(shù)是在PTFE 拉伸薄膜加工技術(shù)上發(fā)展起來的一種技術(shù)，制備過程主要步驟為PTFE薄膜的制備，拉伸、分切、定型以及加捻或卷曲三步。由于PTFE 分散樹脂原料具有很高的相對分子質(zhì)量和適于拉伸的超分子和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，分散樹脂顆粒在高于30℃情況下，極易在剪切外力作用下形成高取向的微纖維，因此PTFE 分散樹脂成為膜裂法PTFE纖維的首選原料。

膜裂法PTFE 纖維的主要制品包括短纖和長絲兩個品種，短纖線密度大多數(shù)在3～10dtex，有多種名義長度；長絲線密度在90～2000dtex，由于膜裂法制備過程中扁絲為中間產(chǎn)品，最終的PTFE 長絲制品多為加捻長絲，有單絲和多股加捻長絲制品。拉伸薄膜膜裂法PTFE 纖維強(qiáng)度較高，一般在2～4.5cN/dtex，甚至高達(dá)6cN/dtex 以上，同時膜裂法PTFE 纖維制備過程無污染，所制備的PTFE 纖維純凈、潔白，加工效率較高。膜裂法PTFE 纖維的主要缺點是粗細(xì)均勻度較差，纖維較粗，纖維截面形狀多為扁圓形。

我國膜裂法PTFE 纖維制備和加工發(fā)展較晚，目前主要由浙江格爾泰斯環(huán)保特材科技有限公司、上海金由氟材料有限公司、臺灣宇明泰化工股份有限公司生產(chǎn)。

2.2 乳液紡絲法

乳液紡絲，也稱載體紡絲，是采用PTFE 濃縮分散液和其他成纖性較好的聚合物溶液一起混合制備PTFE 紡絲溶液，利用成纖聚合物溶液的輔助或載體作用，通過溶液紡絲方式制備中間復(fù)合纖維，然后通過燒結(jié)初生復(fù)合纖維并氧化分解紡絲載體聚合物的方式制備PTFE 纖維。

乳液紡絲方式是最早實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和最為成熟的一種PTFE 纖維制備技術(shù)，杜邦公司早在20世紀(jì)50-60年代就申請了采用黏膠做為紡絲載體的乳液紡絲法制備PTFE 纖維專利，之后杜邦公司申請了多個乳液紡絲法制備PTFE 纖維的專利，其中的紡絲載體涉及黏膠、各種纖維素醚類衍生物，并將其乳液紡絲PTFE 纖維注冊為“特氟龍”纖維（Teflon?）。目前國外主要以纖維素或纖維素衍生物作為紡絲載體的PTFE 纖維生產(chǎn)商為日本東麗公司，并以Toyoflon?作為其商品名；2002年收購杜邦公司Teflon?纖維事業(yè)，成立了東麗氟纖維有限公司，以Teflon?為商品名生產(chǎn)和銷售其乳液紡絲法PTFE纖維。俄羅斯生產(chǎn)以黏膠作為紡絲載體的乳液紡絲PTFE 纖維，其商品名為“Polifen”。

國內(nèi)常州市興誠高分子材料有限公司申請了以黏膠作為紡絲載體的乳液紡絲法PTFE 纖維的專利，并有乳液紡絲法PTFE 纖維的生產(chǎn)和銷售。杜邦公司申請了以聚苯乙烯的四氯化碳溶液作為紡絲載體進(jìn)行干法紡絲的專利，西安工程大學(xué)則公開了以纖維素氨基甲酸酯作為載體的乳液紡絲法PTFE 纖維制備的研究。浙江理工大學(xué)、西安工程大學(xué)、南京際華集團(tuán)3521 等單位合作，對以PVA 作為紡絲載體的PTFE乳液紡絲工藝及相關(guān)設(shè)備開發(fā)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，東華大學(xué)等報道了以PVA 作為紡絲載體的乳液紡絲法制備PTFE 纖維的研究。

乳液紡絲法PTFE 纖維制品主要包括短纖和長絲制品，國內(nèi)以短纖制品生產(chǎn)為主，日本東麗公司則既有長絲又有短纖制品。乳液紡絲法PTFE 纖維的特點是纖維細(xì)度均勻，截面近圓形，加工效率高。由于載體聚合物的存在，燒結(jié)炭化后的PTFE 纖維多因殘留炭化物而呈棕色或褐色。殘留物可通過硝酸溶液漂白后得到白色乳液紡絲法PTFE 纖維。乳液紡絲法纖維的強(qiáng)度偏低，一般在0.5～2cN/dtex，熱收縮率較高，一般高于10%，同時濕紡紡絲存在一定的廢水、廢氣和環(huán)境污染問題。

2.3 糊料擠出法

糊料擠出法是采用PTFE 分散樹脂顆粒和易揮發(fā)的烷烴類潤滑劑按一定配比進(jìn)行混合，得到PTFE 糊料，然后通過預(yù)成型、糊料擠出制備PTFE 初生纖維，初生纖維經(jīng)過脫脂、熱處理、拉伸等必要工序后，制得PTFE 纖維。國外Hitachi Cable 公司申請了糊料擠出法制備PTFE 單絲的方法，浙江理工大學(xué)郭玉海等公開了PTFE 糊狀擠出紡絲方法及專用噴絲頭，何正興等也申請了糊狀擠出法制備PTFE 單絲的方法。

表1 PTFE 纖維制備方法及國內(nèi)外生產(chǎn)情況

樹脂原料選用初級粒子，粒徑為0.15～0.4μm，次級粒子的粒徑為450～600μm 的分散聚合PTFE 樹脂，由于PTFE 分散樹脂具有一定的黏附性，容易結(jié)塊，在和潤滑劑混合之前一般在低于19℃條件下過篩處理。潤滑劑采用低沸點、有一定黏度和表面張力的航空煤油、十氫萘、溶劑油等異構(gòu)烷烴類潤滑油，潤滑劑含量一般為PTFE 樹脂含量的15%～25%。混料時應(yīng)注意攪拌條件，多采用V型混合器，低速轉(zhuǎn)動混合。壓坯在1～10kg/cm2壓力下進(jìn)行，壓縮比例在3：1。

糊料擠出法PTFE 纖維制備方法是在糊料擠出法PTFE 制品加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。糊料擠出法PTFE 纖維具有密度大、強(qiáng)度高、截面圓形、細(xì)度均勻的特點，由于在擠出過程中的壓縮比較高，擠出壓力很高，因此適合制備粗特單絲制品。糊料擠出法PTFE 纖維中的潤滑劑在脫脂過程中完全脫除，因此成品纖維全部為PTFE。制備過程中的潤滑劑可以回收再利用，生產(chǎn)過程比較環(huán)保。由于糊料擠出設(shè)備成型壓力的限制，糊料擠出法非常適合制備單絲制品，多空擠出復(fù)絲產(chǎn)品需要特殊的噴絲板設(shè)計和擠出設(shè)備，因此糊狀擠出法PTFE 纖維制備的生產(chǎn)效率受到一定限制。雖然有固態(tài)擠出方法制備PTFE 纖維的研究報道，但所制備的纖維強(qiáng)度較低。

糊狀擠出法PTFE 纖維和膜裂法PTFE 纖維的制備非常相似，由于該方法不需要制備薄膜和分切過程，因此制備流程要比膜裂法PTFE 纖維短。國外Gore 公司有致密PTFE 單絲制品生產(chǎn)，國內(nèi)則主要是上海靈氟隆膜技術(shù)有限公司生產(chǎn)，產(chǎn)量比膜裂法和乳液紡絲法PTFE 纖維低。

2.4 三種加工技術(shù)對比

膜裂法、乳液紡絲法和糊狀擠出法三種主要的PTFE 纖維制備和加工技術(shù)各有特點，所制備的PTFE 纖維制品形態(tài)和性能有所差異。由于膜裂法PTFE 纖維制備過程環(huán)保、加工效率高，制品力學(xué)性能可控度較高，制品種類和規(guī)格較多，包括不同粗細(xì)、形狀、致密程度的縫紉線、長絲和短纖等制品，目前產(chǎn)量最高。其次是乳液紡絲法PTFE 纖維，雖然纖維力學(xué)性能稍差于膜裂法PTFE 纖維，但制備技術(shù)相對成熟，加工效率較高。糊狀擠出法PTFE纖維力學(xué)性質(zhì)較高，但加工效率偏低，一般用于制備特殊用途和性能要求的單絲制品，產(chǎn)量較低。

從用途來看，膜裂法PTFE 短纖和乳液紡絲法PTFE 短纖大量應(yīng)用在高溫空氣過濾領(lǐng)域，膜裂法長絲主要應(yīng)用于高溫空氣過濾材料用增強(qiáng)基布，膜裂法縫紉線主要應(yīng)用于高溫空氣過濾用濾袋縫合。粗特膜裂法長絲則用于填料密封用盤根。乳液紡絲法長絲目前主要是日本東麗公司生產(chǎn)，可用于增強(qiáng)基布、縫紉線和填料密封，長絲強(qiáng)度和膜裂法長絲相比稍低一些。糊料擠出法主要制備長絲制品，尤其是單絲制品，用于增強(qiáng)基布和縫紉線等方面。

3 纖維的性能

3.1 力學(xué)性能

PTFE 纖維的力學(xué)性能和纖維制備方式、加工工藝及其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。乳液紡絲法PTFE 纖維的牽伸倍數(shù)、取向度和強(qiáng)度較低，伸長率和熱收縮率較大。260℃/30min 熱處理后的收縮率一般在10%以上，經(jīng)過充分定型后，高溫?zé)崾湛s可小于10%。膜裂法PTFE 纖維的牽伸倍數(shù)和取向度較高，強(qiáng)度可達(dá)7cN/dtex，彈性模量達(dá)255cN/dtex，高溫收縮率（260℃/30min）大多低于6%，Gore 公司的PTFE 縫紉線RASTEX 的高溫自由收縮率甚至小于3%，高溫尺寸穩(wěn)定性好。糊狀擠出法PTFE 纖維的細(xì)度偏粗，單絲線密度一般在10dtex 以上，強(qiáng)度一般較乳液紡絲法和膜裂法所制備的PTFE 纖維高，高溫?zé)崾湛s率在5%～15%，這與其制備條件密切相關(guān)。由于PTFE 纖維密度比傳統(tǒng)紡織纖維高60%左右，因此在相同強(qiáng)度下，其斷裂應(yīng)力是傳統(tǒng)紡織纖維的1.6 倍左右。

和一些高性能纖維相比，PTFE 纖維具有優(yōu)異的耐疲勞性質(zhì)。由于PTFE分子間作用力較弱，純PTFE 纖維在外力作用下會發(fā)生明顯的蠕變或冷流現(xiàn)象，蠕變現(xiàn)象與外載荷、時間和溫度有關(guān)，通過填充纖維狀或粉末狀填充材料的方式可以改善其抗蠕變性。

3.2 表面特性

PTFE 纖維的表面摩擦因數(shù)很低，僅為錦綸的1/6，且纖維分子之間的作用力較低，在固體潤滑領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用價值。摩擦因數(shù)較低使得纖維之間的抱合力較低，梳理成網(wǎng)較困難。PTFE 纖維的臨界表面張力很低，難以被大多數(shù)極性液體浸潤，是一種表面能很低的固體材料，具有難粘和不粘特性。

3.3 熱學(xué)性能

PTFE 纖維具有優(yōu)異的耐高低溫性能，在-196℃～260℃范圍內(nèi)均能保持良好的力學(xué)性能，低溫下具有較好的韌性。PTFE 纖維的熔點在327℃以上，在260℃以下可長期使用，在120℃以下沒有明顯的熱收縮，在120℃以上開始發(fā)生熱收縮。膜裂法PTFE 纖維在230℃高溫下仍具有1～3cN/dtex 的斷裂強(qiáng)度，230℃熱處理12h，強(qiáng)度保持率在70%以上。

在正常溫度（260℃以下），PTFE纖維具有良好的熱穩(wěn)定性。290℃以上會發(fā)生一定的升華，質(zhì)量損失率為0.0002%/h，415℃以上開始分解，570℃～650℃熱分解速率最快。

PTFE 纖維的熱導(dǎo)率為0.2～0.4W/(m·K），在常見纖維中，熱導(dǎo)率較高，和錦綸相似，比棉纖維高很多倍。PTFE 纖維極限氧指數(shù)大于95%，屬于難燃纖維，具有良好的阻燃性質(zhì)。PTFE 紗線純紡織物具有比PTFE/Nomex 交織織物更好的阻燃和抑煙效果。

3.4 介電和導(dǎo)電性能

由于氟原子在分子鏈上的對稱均勻分布，PTFE 纖維具有良好的介電性能。PTFE 纖維的介電常數(shù)在-40℃～250℃范圍內(nèi)基本保持恒定在2.1，介電損耗角正切值在0.0003 左右。純的PTFE 纖維具有很高的體積電阻率，具有優(yōu)良的絕緣性能，梳理時容易產(chǎn)生靜電。PTFE 纖維不吸濕，因此體積電阻和表面電阻不隨濕度變化而變化。

3.5 耐腐蝕性和耐候性

PTFE 分子中C-F 鍵的鍵能很高，F(xiàn) 原子圍繞C 原子主鏈形成螺旋形保護(hù)結(jié)構(gòu)，因此腐蝕性強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑即使在高溫時對PTFE 纖維也沒有腐蝕作用。PTFE 幾乎不溶于所有溶劑，300℃以上只有含氟溶劑能夠溶脹PTFE 纖維。熔融狀態(tài)的堿金屬、三氟化氯以及元素氯等能對PTFE 起到明顯的化學(xué)作用。PTFE 纖維的耐化學(xué)腐蝕性使其在特種溶液過濾、復(fù)雜煙氣成分的中、高溫空氣過濾等應(yīng)用場合，具有十分重要的應(yīng)用價值。

PTFE 纖維對高能輻射比較敏感，但PTFE 纖維的耐紫外線性能優(yōu)良，直接暴露于外界的大氣條件下，三年內(nèi)其斷裂強(qiáng)力僅有2%的下降。

4 纖維的應(yīng)用

4.1 過濾材料

由于我國煤炭占能源消費比例高達(dá)70%以上，加上近20年來迅速的工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，煤炭在電力、冶金、建筑及工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用總量迅速增加，對我國的大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。煤炭燃燒廢氣中含有不同粒徑和不同成分的煙塵，由于袋式除塵器具有除塵效率高、捕集粉塵粒徑范圍大，在濾料選擇恰當(dāng)?shù)那闆r下，袋式除塵器能夠適應(yīng)高溫、高濕、高濃度的微細(xì)粉塵、吸濕性粉塵和易燃易爆粉塵等復(fù)雜和惡劣工況，袋式除塵技術(shù)在工業(yè)除塵領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。以耐高溫、耐腐蝕濾料作為核心部件的袋式除塵器，在燃煤發(fā)電、垃圾焚燒、水泥、冶金等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)揮了重大作用。

高溫過濾的煙氣溫度一般在150℃～270℃，煙氣中不僅含有工業(yè)粉塵，還常伴有水蒸氣、酸性氣體、堿性氧化物以及不同的含氧量，不同場合下的煙塵排放成分不同，不同纖維的耐熱性、耐水解性、耐腐蝕性、耐氧化性不同，高溫?zé)焿m過濾使用場合不同。由于PTFE 纖維耐高溫及高溫力學(xué)保持性能優(yōu)良，可以長期在260℃下使用，短期使用溫度可以高達(dá)280℃。同時，PTFE 具有優(yōu)異的耐腐蝕和抗氧化性能。因此，PTFE 纖維是高溫粉塵過濾材料（高溫袋式除塵濾袋）的最佳選擇.

PTFE 纖維除了可以用于高溫、耐腐蝕空氣過濾外，還可以應(yīng)用于水過濾領(lǐng)域。在水過濾領(lǐng)域中，可以使用PTFE 超細(xì)纖維無紡布直接作為過濾介質(zhì)，進(jìn)行微濾操作。大多數(shù)膜過濾場合，尤其是平板膜、離子交換膜等，膜強(qiáng)度不夠高，需要非織造或機(jī)織的支撐材料，目前大多數(shù)水過濾支撐材料采用丙綸、滌綸或錦綸制作；對于一些特殊過濾場合，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化性廢水過濾，大多需要采用復(fù)雜的預(yù)處理程序，以中和、調(diào)節(jié)廢水成分，若采用PTFE 纖維支撐材料及PTFE 微孔膜，則可以實現(xiàn)純PTFE 材質(zhì)特種微濾。

4.2 密封和潤滑材料

盤根密封通常由較柔軟的紗線編織而成，通過各種不同截面形狀的條狀物填充在密封腔體內(nèi)，靠填充材料的徑向壓縮作用實現(xiàn)密封，同時起到一定潤滑作用。由于PTFE 纖維具有耐高溫、耐腐蝕、摩擦因數(shù)低、導(dǎo)熱性較好，同時具有自潤滑作用等特點，在旋裝式和往復(fù)式動密封場合有著特殊的地位。PTFE 纖維盤根密封材料可以在pH0～14，溫度-100℃～260℃，軸線速度20m/s 以下，密封壓力8Mpa條件以下使用，在衛(wèi)生級要求較高、腐蝕性強(qiáng)、線速度高、易磨損等工況和環(huán)境下更有優(yōu)勢。

關(guān)節(jié)軸承是一種特殊的滑動軸承，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、承載力大、耐沖擊、摩擦因數(shù)小、自潤滑及維護(hù)方便。其中含PTFE 纖維織物襯墊的自潤滑關(guān)節(jié)軸承應(yīng)用最為廣泛。為提高襯墊織物與內(nèi)外圈之間的黏結(jié)，同時為了充分發(fā)揮PTFE 纖維的低摩擦、自潤滑作用，關(guān)節(jié)軸承襯墊織物在結(jié)構(gòu)上一般為非對稱的，即襯墊織物一側(cè)富含PTFE 纖維作為潤滑面，另一側(cè)富含其他高強(qiáng)度纖維如芳綸等，作為黏結(jié)面。

4.3 建筑材料

用于建筑工程的薄膜材料分為織物類膜材和非織物類膜材兩大類，其中非織物類膜材則以PTFE 薄膜最具代表性和競爭性，織物類膜材常用的有PVDF 或涂層覆蓋聚酯纖維織物以及PTFE 涂層玻璃纖維織物。由于PTFE纖維具有優(yōu)異的耐光性和拒水防污性，該纖維也可用來制作戶外用建筑膜結(jié)構(gòu)合遮陽棚。由于PTFE 纖維較傳統(tǒng)的紡織纖維價格高，因此在建筑膜結(jié)構(gòu)中大量使用的是經(jīng)過PTFE 乳液涂層的玻璃纖維織物，若采用100%PTFE纖維，即建筑膜結(jié)構(gòu)采用經(jīng)過PTFE 乳液涂層的PTFE 纖維織物，則建筑膜結(jié)構(gòu)的采光更好，膜結(jié)構(gòu)可以折疊收起，使用壽命更加耐久。

4.4 醫(yī)療衛(wèi)生材料

由于PTFE 纖維具有良好的化學(xué)惰性、生物相容性、無生物毒性、良好的抗疲勞性、低摩擦因數(shù)等特點，因此PTFE 纖維在生物醫(yī)用材料上具有良好的使用價值。

20世紀(jì)80年代，歐美市場開始流行使用牙線。Lenzing 公司發(fā)明了一種聚四氟乙烯包芯紗型牙線，黃斌香等則發(fā)明了制作PTFE 纖維牙線的方法。美國Gore 公司將PTFE 膨化纖維用來制作人造韌帶，DuPont 公司將PTFE 纖維用于心臟瓣膜手術(shù)、主動脈支架、醫(yī)用敷料等，Lenzing 公司報道了將PTFE纖維用于植入性醫(yī)用縫合線以及醫(yī)用紡織品，尤其是皮蘚患者服裝和醫(yī)院防褥瘡床單。皮蘚患者用服裝包括50%或者100%PTFE 纖維TEPSO?襪子、襯衫、內(nèi)衣，醫(yī)用床單采用67%PTFE 纖維和33%棉混紡織物。采用PTFE 纖維后，織物的導(dǎo)熱系數(shù)較高，熱阻和濕阻較小，具有比棉織物更好的熱濕舒適性。利用PTFE 纖維纖維的低摩擦因數(shù)，可以將PTFE 長絲和其他纖維紗線交織，加工運動保健襪品，降低穿著者腳底出現(xiàn)水泡的可能。

4.5 高性能繩索

在高張力、高彎曲應(yīng)力等起重用途中，繩索的可靠性和耐久性至關(guān)重要。利用PTFE 纖維的高彎曲疲勞性能，Gore 公司開發(fā)了Omnibend PTFE纖維高性能繩索。通過Omnibend PTFE長絲和其他高性能纖維混合，可以顯著提高繩索的彎曲疲勞壽命。使用了20%PTFE 長絲的混合繩索，使用壽命可以提高300%～500%。

4.6 其他應(yīng)用

由于PTFE 纖維有優(yōu)異的耐候性能和較好的力學(xué)性能，在宇航員艙外航天服中被用作限制層和防撕裂層的關(guān)鍵材料。由于其優(yōu)異的耐腐蝕性能，被用作氯堿電解槽用石棉隔膜的黏結(jié)，減少石棉的流失，延長隔膜的壽命。PTFE 纖維的耐腐蝕性優(yōu)異，其網(wǎng)狀織物常被用作無機(jī)酸及其他腐蝕性化工產(chǎn)品制備過程的除霧器。PTFE 纖維還在復(fù)印機(jī)的清潔襯墊、刷、輥輪及潤滑氈等方面有所應(yīng)用，其耐熱性、低摩擦性、耐腐蝕性得到充分利用。PTFE纖維屑或極短纖維（0.5～6mm）可用于塑料固體潤滑填充劑，以改善塑料制品的耐磨性和自潤滑性。

（本文摘編自《高性能化學(xué)纖維生產(chǎn)及應(yīng)用》，中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會編著）