烧结时间和烧结温度都会影响PVA的去除量。随烧结时间的延长,PVA残余量降低;断裂强度变化不明显,而断裂伸长率下降幅度较大。这是由于在300℃温度下烧结,纤维中PVA残余量逐渐减少,但PTFE并未熔融,由于PVA烧结后形成的炭的影响,纤维中的PTFE呈现出不连续状态,导致韧性下降。随着烧结时间延长,PVA去除量增加,但幅度不大,强度变化不大;由于烧结后形成的炭的影响导致纤维断裂伸长率明显下降。随着烧结温度的提高,特别当温度高于327℃(PTFE熔点)时,不仅PVA逐渐去除效果明显,而且PTFE分子链亦可发生移动,使纤维粘连并形成连续状,且强度显著提高,断裂伸长率变大,因此,烧结温度应高于327℃,以便于后道牵伸工序的顺利进行。
高温烧结过程中炭化了的载体有极少残留物存在于PTFE纤维中,所以PTFE长丝还呈深褐色,除作为不需染色加工的密封材料外,PTFE长丝还要进行后道加捻加工(织造用纱、缝合线)、切断加工(热烟气过滤用短纤)、绒屑和浆柏加工(工程塑料中作为起减摩作用的掺和物)。就PTFE长丝作为密封材料而言,还要进行漂白加工,再进行多层浸渍加工,而对于PTFE长丝机械动态填料应用,还要用磨合润滑剂进行加工。如此多次后道再加工,使基质纺丝法成本相当高,但作为高温烟气过滤材料,其成本仍具有相当的竞争性。
日本东丽公司采用含60%、平均直径为0.3μm的PTFE的2%藻阮酸钠水溶液为岛,初生纤维经凝固后再洗涤、干燥,最后在辊温为380℃时拉伸7倍,从纤维中去除藻阮酸钠,得到PTFE纤维,其单丝纤度为0.67dtex,强度为1.25N/dtex,伸长可达59%。此纤维可用作过滤材料,上述纺丝液的可纺性要比以黏胶作载体的PTFE纺丝液可纺性好。
郭玉海、孙润军等人的发明涉及一种聚四氟乙烯纤维的制备方法,该方法是将聚四氟乙烯浓缩分散乳液、聚乙烯醇的溶剂/水溶液、过硫酸盐混合均匀得到纺丝液;采用常规湿纺丝设备,将纺丝液输送至纺丝头,计量泵计量,直接纺丝到凝固浴中。凝固浴为硼砂或硼酸水溶液,并用碱调pH为碱性,利用聚乙烯醇在硼酸盐或硼酸作用下易形成凝胶使纤维快速凝聚,然后经烘干、烧结、拉伸等工序制备聚四氟乙烯纤维。在高温烧结过程中,过硫酸盐可快速氧化聚乙烯醇,使聚乙烯醇去除速率加快,并且聚乙烯醇的残留量更低,有助于提高产品质量和便于拉伸。采用上述方法制备的聚四氟乙烯纤维为茶褐色,纤维强度为1.3~2.3克/旦,密度为1.9·2.3g/cm³,纤维直径为15~25μm。该纤维可广泛用于过滤毡。该方法与已有技术相比,具有工艺流程短、工艺简单、成本低,无污染且经济效益和社会效益显著的优点。