载体纺丝

  载体纺丝是目前生产PTFE纤维最成熟的一种方法，该技术由美国DuPont公司率先于20世纪50年代后期成功开发，随后由日本Toray公司采用。常以黏胶、聚丙烯腈或聚乙烯醇水溶液为载体，因此成为“载体纺丝法”。将PTFE粉末与载体混合，制成纺丝液，采用溶液法防制出纤维，酸洗后制成PTFE含量很高的黏胶长丝，成型纤维经洗涤和干燥后在380~400℃的高温下进行烧结，使得用作载体的基体成分在高温下逐渐发生降解而被烧掉，从而剩下的四氟乙烯颗粒在高温下粘结而成为均匀的丝条。再在350℃下对已在高温下黏结的PTFE进行适当拉伸，即得成品纤维。纺丝中采用的喷丝头与传统溶液纺丝的喷丝头类似。目前用这种工艺可生产出7.4~3.6dtex的较细旦的短纤维，用其制成的机织纱和缝纫线强度可达13cN/dtex，断裂伸长约25%。

  以聚乙烯醇为载体制备PTFE纤维的工艺流程为：

  纺丝液配制（PTFE乳液+PVA+硼酸）→混合、搅拌、脱泡等→纺丝→凝固成纤（过饱和硫酸钠的碱溶液）→烧结→牵伸→水洗→卷曲→切断

  由于硼、钛、铜、钒等化合物可与PVA溶液形成交联凝胶结构，通过凝胶纺丝制备PVA纤维时常采用湿法加硼法，其中硼砂是非常有效的聚乙烯醇凝胶，因为它们一接触就会出现凝胶 ，且加热也不可逆，所以硼砂分两步使用，先分别配制PVA和硼砂溶液，再在被涂物表面形成络合物；而硼酸与PVA则形成可溶性的络合物，这种络合物一遇碱即转化为凝胶。

  根据以上反应可知，硼酸和PVA能够发生交联形成二维络合物，在强碱性条件下形成的硼砂与PVA形成三维络合物，可大大提高络合物的力学性能。所以在纺丝时为了提高纺丝液的黏度，最大限度地减少PVA用量，减少后道工序中烧结的压力，可在纺丝液中加入少量硼酸；同时在强碱性凝固浴中，利用体系形成三维网状结构提高初生纤维的强度，减少纤维断头，便于缠绕。