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聚全氟乙丙烯(FEP)是四氟乙烯(TFE)与六氟丙烯(HFP)的共聚物,克服了聚四氟乙烯(PTFE)难加工的缺点,可用一般热塑性塑料的成型加工方法进行加工,因其具备PTFE同样优异的耐热、耐化学腐蚀、低摩擦、阻燃等性能,作为一种高性能的工程塑料,已被广泛应用于各领域。 本课题利用热重分析仪(TG)对FEP树脂的热稳定性进行了研究;采用熔体纺丝工艺制备出了FEP单丝及复丝;采用手摇式针织机将FEP复丝制成织物;研究了FEP纤维的热收缩性能、耐化学腐蚀性能及油吸附性能;利用差示扫描量热分析仪(DSC)、动态热机械分析仪(DMA)、X射线衍射仪(XRD)对纤维的结晶及热学性能进行了分析;对FEP纤维的工业生产设备和工艺进行了初步设计。 FEP具有优异的热稳定性,在410℃以内几乎不发生分解,只有当温度高于450℃时才发生明显分解。通过纺丝试验确定FEP纤维的最佳纺丝温度为360~380℃,喷丝头拉伸比为47,这个条件下可以制备连续均匀的FEP纤维。FEP初生纤维的最佳后拉伸加热电压为50V,此时FEP初生纤维可拉伸3.3倍,后拉伸FEP纤维的断裂强度为0.6cN/dtex,初始模量为3.84cN/dtex,断裂伸长率为18%。 FEP纤维的最佳热定型方式为定长热定型,热定型温度为120~160℃,热定型时间为30min。经后拉伸和热定型的FEP纤维的结晶结构更加完善,结晶度、晶粒尺寸及储能模量增加,力学损耗因子tanδ和热收缩率降低。后拉伸3.1倍的FEP纤维经160℃定长热定型后的干热收缩率低于20%,沸水收缩率低于5%,储能模量为1425MPa,结晶度高达95%以上。FEP纤维具有良好的耐化学腐蚀性能,经质量分数为30%的酸溶液和质量分数为10%的碱溶液浸泡后仍能保持稳定的力学性能,断裂强度保持率在95%以上,断裂伸长保持率高于97%。 FEP复丝光滑无疵点,织物表面平滑无裂口,对油品的吸附量极少,具有很好的重复吸附能力,可以作为过滤材料、疏水疏油材料、航空构件等特种材料广泛应用于工业生产和日常生活的各方面。 本课题对FEP纤维的热定型工艺及其在滤料方面的使用技术做了一定的研究,课题成果对全氟纤维的纺丝技术及其在滤料纤维方面的应用具有一定的理论意义和重要的实际应用价值。