耐性优良的聚四氟乙烯纤维

编辑/崔书健

凭借自身的优异性能，聚四氟乙烯纤维在纺织、化工等多个领域应用广泛

聚四氟乙烯（PTFE）纤维具有优良的耐热性、阻燃性、耐腐蚀性、耐候（耐紫外线）性、生物相容性，使其在高技术纤维中占有最重要的位置。1953年美国杜邦公司最早成功开发出聚四氟乙烯纤维，1957年实现工业化生产，商品名为Teflon®（特氟纶）。PTFE 纤维是含氟纤维中最早工业化的特种合成纤维，其品种有单丝、复丝、短 纤维及加捻长丝等主要规格。由于其在含氟纤维中的重要性，国际标准化组织（ISO）给聚四氟乙烯纤维的种类名称为FLuorofiber。我国把聚四氟乙烯纤维又称为氟纶，美国和日本称其为Teflon（特氟纶）纤维，俄罗斯则称之为Polyfen®（波利芬）。

由于PTFE 纤维优良的性能，在环保、航空航天、军工国防、机械、电子、化工、医疗、纺织、建筑等各个领域得到了广泛应用。国外比较知名的品种有美国Gore 公司的Gore®ePTFE纤维，奥地利兰精公司的Profilen®纤维、日本东丽公司的Toyoflon®和Teflon®纤维等。国内生产PTFE 纤维的生产厂家主要包括浙江格尔泰斯环保特材科技有限公司、上海金由氟材料有限公司、

常州中澳兴诚高分子材料有限公司、台湾宇明泰化工股份有限公司、上海灵氟隆膜技术有限公司、常州英斯瑞高分子材料有限公司等。世界总年产在2 万吨/年左右，国内产量占50%左右。

1 树脂的种类

聚四氟乙烯树脂是以水作为聚合介质，在引发剂、表面活性剂和其他添加剂存在的情况下，在适当的温度和压力条件下，将气态四氟乙烯（TFE）单体逐渐通入水相，通过自由基聚合得到的完全线型和高结晶度的高分子量聚合物。

根据产品状态的不同，聚四氟乙烯有悬浮树脂、分散树脂和分散液（乳液）3 个主要品种。聚四氟乙烯的聚合方法主要有悬浮聚合和乳液聚合两种方法，其中悬浮树脂通过悬浮聚合方法制备，分散树脂和分散液则通过乳液聚合方法制备。两种聚合方法显著不同，悬浮聚合采用少量分散剂或者不采用分散剂，聚合反应时采用剧烈搅拌，聚合产物以颗粒状浮于水面；分散聚合则采用适量的分散剂（0.1%～3%）和合适的稳定剂（一般为碳原子数12 以上的石蜡），聚合反应时采用温和的搅拌，以避免聚合过程中发生的凝聚。分散聚合的聚合速率比悬浮聚合慢得多，典型聚合产物为带负电椭圆形胶体状颗粒分散液。

国外PTFE 树脂主要生产厂家有杜邦公司（Teflon®）、大金公司（Polyflon®）、旭硝子公司（Fluon®）、Dyneon 公司（Hostaflon®）、Solvay Solexis公司（Algoflon®）等，国内PTFE 树脂主要生产厂家有上海三爱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、山东东岳高分子材料有限公司等。

1.1 悬浮树脂

PTFE 悬浮树脂是采用悬浮聚合方法制备的粒状树脂，主要由聚合和树脂后处理等工序组成。聚合体系由单体、引发剂、水、添加剂等组成，树脂后处理包括树脂洗涤与捣碎、干燥、粉碎、预烧结等工序。

根据聚合后的后处理方式不同，PTFE 悬浮树脂又分为中粒度（基础树脂）、细粒度、造粒和预烧结树脂等主要品种，其差异主要体现在表观密度、粒径、形状、硬度和流动性等方面，因此不同后处理方式得到的PTFE 悬浮树脂，其制品加工方式及制品性能有所不同。

离开聚合釜并滤去大部分水分后，经过捣碎、洗涤和干燥，得到平均粒度100～300μm 的中粒度基础悬浮树脂。对中粒度基础树脂以气流或其他方式粉碎，得到平均粒度在20～40μm、表观密度在250～500g/cm3的细粒度树脂。细粒度树脂的松紧程度和质地像小麦面粉，压制后的坯料致密性较好，用于模压成型加工，制得的PTFE 制品电绝缘性、机械性能和耐渗透性等较好；细粒度树脂也用于填充PTFE 复合材料的制备和加工。在细粒度树脂基础上经过干法或湿法聚集（造粒）处理，制备出表面光滑、粉末流动性较好的造粒树脂。造粒树脂的平均粒径大多为400～800μm，表观密度大多在400～900g/cm3，树脂自由流动性较好，可适应模压，尤其是自动模压和柱塞挤出成型加工方式。在细粒度基础上经过预烧结和破碎处理，可以得到预烧结树脂。预烧结树脂的平均粒径为100～1500μm，表观密度在600～700g/cm3，预烧结树脂主要用于柱塞挤出成型，用来连续加工直径5～50mm 的棒、管和异型材等。

1.2 分散树脂

PTFE 分散树脂是通过分散（乳液）聚合方式制备的，通常在分散剂（如全氟辛酸铵，APFO）、稳定剂（如石蜡）和引发剂等存在下，四氟乙烯单体在较高温度和压力下，且在比较温和搅拌条件下进行聚合，得到乳液状的聚合物水分散液，其中PTFE 质量浓度一般为10%～30%。存在于分散液中未经凝聚的PTFE 粒径为0.15～0.40μm，它们被分散剂包围而具有一定的稳定性，被称为PTFE 的初级粒子。

分散聚合得到的PTFE 聚合物分散液经过稀释，在破乳剂和机械搅拌作用下实现破乳，分散液中的初级粒子凝聚成粒径较大的次级粒子，并同分散液分离，经过洗涤、干燥后得到PTFE 分散树脂。PTFE 分散树脂呈白色细粉状，次级粒子平均粒径一般在300～1300μm，表观密度一般在400～500g/cm3。PTFE 分散树脂由于聚合工艺和后处理条件等因素的变化以及聚合时有无加入少量改性单体、加入量的多少和加入时机等的不同，产生了很多不同品级和牌号的分散树脂，分别适应各种不同的加工方法和制品性能。

PTFE 分散树脂的分子量和结晶度一般较悬浮树脂更高，结晶度高达98%以上。和PTFE 悬浮树脂不同的是，PTFE 分散树脂具有原纤化倾向，即在摩擦、挤压等剪切作用力下，PTFE 分散树脂大分子容易从PTFE 分散树脂颗粒表面和内部抽出，形成微纤维。干燥后的PTFE 分散树脂在运输和储存过程中应避免挤压，并在19℃以下低温环境保存，尽量避免其发生原纤化。

1.3 分散液

PTFE 分散液又称PTFE 乳液，由四氟乙烯单体通过分散聚合方式得到。为了得到更加稳定的PTFE 分散液或浓度更高的PTFE 浓缩分散液，一般在分散聚合得到的PTFE 分散原液基础上加入更多的乳化剂，或者通过分散聚合原液浓缩后制备PTFE 浓缩分散液，浓缩方法包括加表面活性剂絮凝和再分散法、直接盐析破乳法、乳化剂增浓法、物理脱水法、半透膜脱水法、高分子膜分离法等。一般PTFE 分散液中树脂的质量百分含量为25%～75%，市售PTFE浓缩分散液中PTFE 分散树脂含量多为60%，PTFE 初级粒子粒径0.2～0.3μm，其中乳化剂含量为PTFE 树脂质量的0～12%。为了保持分散液的储存稳定性并避免储存过程中细菌的滋生，PTFE分散液的pH 一般在8.5～11。分散聚合PTFE 粒子表面呈现负电性，因此乳化剂一般为阴离子或非离子型表面活性剂，其中以非离子表面活性剂为主。

PTFE 分散液大多用于制备特殊涂层，如在耐高温纱线、耐高温织物或金属表面进行浸渍或涂层。使用时PTFE分散液可根据需要进行稀释，稀释时一般用去离子水，或含有一定浓度非离子表面活性剂的去离子水进行稀释。PTFE 分散液储存温度为5℃～30℃，温度过高会出现沉淀，温度低于0℃，会出现不可逆絮凝。长时间放置时，应在较低温度环境下储存，同时每周或每月适当搅动，以避免PTFE 颗粒缓慢沉淀于容器底部。

2 纤维的制备

由于PTFE 高聚物均分子量大多在数百万到千万之间，熔融时黏度很高，流动性很差；同时由于PTFE 树脂几乎不溶于任何常见溶剂，因此PTFE 纤维很少采用熔融或溶液加工方法，而常采用特殊的方式制备。

PTFE 纤维的制备方法和普通合成纤维的制备有很大不同，当前商业化规模生产PTFE 纤维的主要方法包括：以PTFE 纤维分散树脂为主要原料的膜裂法、以PTFE 浓缩分散液为主要纺丝原料的载体纺丝法和以PTFE 分散树脂为主要制备原料的糊状挤出法三种。对于PTFE 纤维而言，除了由PTFE 树脂特性所决定的优异理化性能，纤维成型过程以及纤维力学性能是制备PTFE纤维必须要考虑的因素。由于熔融时PTFE 树脂聚集态结构和分子构象发生很大变化，因此对于熔融再结晶后的PTFE难以进行充分和有效的取向调整。虽然有采用熔融方式或固态挤出方式制备PTFE 纤维的报道，但其纤维制品力学性能相对较低，因此熔融加工方式很少有商业化生产。

2.1 膜裂法

膜裂法是20世纪70年代最早由美国杜邦、奥地利Lenzing 以及后来的美国Gore 和日本大金公司发明的一类PTFE 制备技术，主要包括切削膜裂法和拉伸薄膜膜裂法两种。国内大多文献将膜裂法制备PTFE 纤维技术的起源归为奥地利Lenzing 公司（剖裂剥落纺丝工艺），在该制备方法中首先将PTFE树脂烧结成棒状，然后采用先剖裂后剥落方式制备PTFE 纤维。由于烧结熔融过程中PTFE 超分子结构的改变，剖裂剥落后难以进行高倍拉伸以提高纤维力学性能，因此该方法（切削膜裂法）主要用于制备线密度较大的密封材料用PTFE 纤维。上世纪90年代Lenzing公司采用拉伸PTFE 薄膜膜裂法制备了平均线密度为2.6dtex 的短纤，用于耐高温针刺毡滤料的加工；同时生产线密度440dtex 的膜裂法PTFE 长丝，用于针刺毡增强基布和线密度1350dtex的三合股PTFE 长丝缝纫线，用于耐高温滤袋的缝合。

PTFE 膜裂法纤维制备技术是在PTFE 拉伸薄膜加工技术上发展起来的一种技术，制备过程主要步骤为PTFE薄膜的制备，拉伸、分切、定型以及加捻或卷曲三步。由于PTFE 分散树脂原料具有很高的相对分子质量和适于拉伸的超分子和聚集态结构，分散树脂颗粒在高于30℃情况下，极易在剪切外力作用下形成高取向的微纤维，因此PTFE 分散树脂成为膜裂法PTFE纤维的首选原料。

膜裂法PTFE 纤维的主要制品包括短纤和长丝两个品种，短纤线密度大多数在3～10dtex，有多种名义长度；长丝线密度在90～2000dtex，由于膜裂法制备过程中扁丝为中间产品，最终的PTFE 长丝制品多为加捻长丝，有单丝和多股加捻长丝制品。拉伸薄膜膜裂法PTFE 纤维强度较高，一般在2～4.5cN/dtex，甚至高达6cN/dtex 以上，同时膜裂法PTFE 纤维制备过程无污染，所制备的PTFE 纤维纯净、洁白，加工效率较高。膜裂法PTFE 纤维的主要缺点是粗细均匀度较差，纤维较粗，纤维截面形状多为扁圆形。

我国膜裂法PTFE 纤维制备和加工发展较晚，目前主要由浙江格尔泰斯环保特材科技有限公司、上海金由氟材料有限公司、台湾宇明泰化工股份有限公司生产。

2.2 乳液纺丝法

乳液纺丝，也称载体纺丝，是采用PTFE 浓缩分散液和其他成纤性较好的聚合物溶液一起混合制备PTFE 纺丝溶液，利用成纤聚合物溶液的辅助或载体作用，通过溶液纺丝方式制备中间复合纤维，然后通过烧结初生复合纤维并氧化分解纺丝载体聚合物的方式制备PTFE 纤维。

乳液纺丝方式是最早实现产业化和最为成熟的一种PTFE 纤维制备技术，杜邦公司早在20世纪50-60年代就申请了采用黏胶做为纺丝载体的乳液纺丝法制备PTFE 纤维专利，之后杜邦公司申请了多个乳液纺丝法制备PTFE 纤维的专利，其中的纺丝载体涉及黏胶、各种纤维素醚类衍生物，并将其乳液纺丝PTFE 纤维注册为“特氟龙”纤维（Teflon®）。目前国外主要以纤维素或纤维素衍生物作为纺丝载体的PTFE 纤维生产商为日本东丽公司，并以Toyoflon®作为其商品名；2002年收购杜邦公司Teflon®纤维事业，成立了东丽氟纤维有限公司，以Teflon®为商品名生产和销售其乳液纺丝法PTFE纤维。俄罗斯生产以黏胶作为纺丝载体的乳液纺丝PTFE 纤维，其商品名为“Polifen”。

国内常州市兴诚高分子材料有限公司申请了以黏胶作为纺丝载体的乳液纺丝法PTFE 纤维的专利，并有乳液纺丝法PTFE 纤维的生产和销售。杜邦公司申请了以聚苯乙烯的四氯化碳溶液作为纺丝载体进行干法纺丝的专利，西安工程大学则公开了以纤维素氨基甲酸酯作为载体的乳液纺丝法PTFE 纤维制备的研究。浙江理工大学、西安工程大学、南京际华集团3521 等单位合作，对以PVA 作为纺丝载体的PTFE乳液纺丝工艺及相关设备开发进行了系统研究，并实现了产业化生产，东华大学等报道了以PVA 作为纺丝载体的乳液纺丝法制备PTFE 纤维的研究。

乳液纺丝法PTFE 纤维制品主要包括短纤和长丝制品，国内以短纤制品生产为主，日本东丽公司则既有长丝又有短纤制品。乳液纺丝法PTFE 纤维的特点是纤维细度均匀，截面近圆形，加工效率高。由于载体聚合物的存在，烧结炭化后的PTFE 纤维多因残留炭化物而呈棕色或褐色。残留物可通过硝酸溶液漂白后得到白色乳液纺丝法PTFE 纤维。乳液纺丝法纤维的强度偏低，一般在0.5～2cN/dtex，热收缩率较高，一般高于10%，同时湿纺纺丝存在一定的废水、废气和环境污染问题。

2.3 糊料挤出法

糊料挤出法是采用PTFE 分散树脂颗粒和易挥发的烷烃类润滑剂按一定配比进行混合，得到PTFE 糊料，然后通过预成型、糊料挤出制备PTFE 初生纤维，初生纤维经过脱脂、热处理、拉伸等必要工序后，制得PTFE 纤维。国外Hitachi Cable 公司申请了糊料挤出法制备PTFE 单丝的方法，浙江理工大学郭玉海等公开了PTFE 糊状挤出纺丝方法及专用喷丝头，何正兴等也申请了糊状挤出法制备PTFE 单丝的方法。

表1 PTFE 纤维制备方法及国内外生产情况

树脂原料选用初级粒子，粒径为0.15～0.4μm，次级粒子的粒径为450～600μm 的分散聚合PTFE 树脂，由于PTFE 分散树脂具有一定的黏附性，容易结块，在和润滑剂混合之前一般在低于19℃条件下过筛处理。润滑剂采用低沸点、有一定黏度和表面张力的航空煤油、十氢萘、溶剂油等异构烷烃类润滑油，润滑剂含量一般为PTFE 树脂含量的15%～25%。混料时应注意搅拌条件，多采用V型混合器，低速转动混合。压坯在1～10kg/cm2压力下进行，压缩比例在3：1。

糊料挤出法PTFE 纤维制备方法是在糊料挤出法PTFE 制品加工基础上发展起来的。糊料挤出法PTFE 纤维具有密度大、强度高、截面圆形、细度均匀的特点，由于在挤出过程中的压缩比较高，挤出压力很高，因此适合制备粗特单丝制品。糊料挤出法PTFE 纤维中的润滑剂在脱脂过程中完全脱除，因此成品纤维全部为PTFE。制备过程中的润滑剂可以回收再利用，生产过程比较环保。由于糊料挤出设备成型压力的限制，糊料挤出法非常适合制备单丝制品，多空挤出复丝产品需要特殊的喷丝板设计和挤出设备，因此糊状挤出法PTFE 纤维制备的生产效率受到一定限制。虽然有固态挤出方法制备PTFE 纤维的研究报道，但所制备的纤维强度较低。

糊状挤出法PTFE 纤维和膜裂法PTFE 纤维的制备非常相似，由于该方法不需要制备薄膜和分切过程，因此制备流程要比膜裂法PTFE 纤维短。国外Gore 公司有致密PTFE 单丝制品生产，国内则主要是上海灵氟隆膜技术有限公司生产，产量比膜裂法和乳液纺丝法PTFE 纤维低。

2.4 三种加工技术对比

膜裂法、乳液纺丝法和糊状挤出法三种主要的PTFE 纤维制备和加工技术各有特点，所制备的PTFE 纤维制品形态和性能有所差异。由于膜裂法PTFE 纤维制备过程环保、加工效率高，制品力学性能可控度较高，制品种类和规格较多，包括不同粗细、形状、致密程度的缝纫线、长丝和短纤等制品，目前产量最高。其次是乳液纺丝法PTFE 纤维，虽然纤维力学性能稍差于膜裂法PTFE 纤维，但制备技术相对成熟，加工效率较高。糊状挤出法PTFE纤维力学性质较高，但加工效率偏低，一般用于制备特殊用途和性能要求的单丝制品，产量较低。

从用途来看，膜裂法PTFE 短纤和乳液纺丝法PTFE 短纤大量应用在高温空气过滤领域，膜裂法长丝主要应用于高温空气过滤材料用增强基布，膜裂法缝纫线主要应用于高温空气过滤用滤袋缝合。粗特膜裂法长丝则用于填料密封用盘根。乳液纺丝法长丝目前主要是日本东丽公司生产，可用于增强基布、缝纫线和填料密封，长丝强度和膜裂法长丝相比稍低一些。糊料挤出法主要制备长丝制品，尤其是单丝制品，用于增强基布和缝纫线等方面。

3 纤维的性能

3.1 力学性能

PTFE 纤维的力学性能和纤维制备方式、加工工艺及其聚集态结构等因素有关。乳液纺丝法PTFE 纤维的牵伸倍数、取向度和强度较低，伸长率和热收缩率较大。260℃/30min 热处理后的收缩率一般在10%以上，经过充分定型后，高温热收缩可小于10%。膜裂法PTFE 纤维的牵伸倍数和取向度较高，强度可达7cN/dtex，弹性模量达255cN/dtex，高温收缩率（260℃/30min）大多低于6%，Gore 公司的PTFE 缝纫线RASTEX 的高温自由收缩率甚至小于3%，高温尺寸稳定性好。糊状挤出法PTFE 纤维的细度偏粗，单丝线密度一般在10dtex 以上，强度一般较乳液纺丝法和膜裂法所制备的PTFE 纤维高，高温热收缩率在5%～15%，这与其制备条件密切相关。由于PTFE 纤维密度比传统纺织纤维高60%左右，因此在相同强度下，其断裂应力是传统纺织纤维的1.6 倍左右。

和一些高性能纤维相比，PTFE 纤维具有优异的耐疲劳性质。由于PTFE分子间作用力较弱，纯PTFE 纤维在外力作用下会发生明显的蠕变或冷流现象，蠕变现象与外载荷、时间和温度有关，通过填充纤维状或粉末状填充材料的方式可以改善其抗蠕变性。

3.2 表面特性

PTFE 纤维的表面摩擦因数很低，仅为锦纶的1/6，且纤维分子之间的作用力较低，在固体润滑领域具有很好的应用价值。摩擦因数较低使得纤维之间的抱合力较低，梳理成网较困难。PTFE 纤维的临界表面张力很低，难以被大多数极性液体浸润，是一种表面能很低的固体材料，具有难粘和不粘特性。

3.3 热学性能

PTFE 纤维具有优异的耐高低温性能，在-196℃～260℃范围内均能保持良好的力学性能，低温下具有较好的韧性。PTFE 纤维的熔点在327℃以上，在260℃以下可长期使用，在120℃以下没有明显的热收缩，在120℃以上开始发生热收缩。膜裂法PTFE 纤维在230℃高温下仍具有1～3cN/dtex 的断裂强度，230℃热处理12h，强度保持率在70%以上。

在正常温度（260℃以下），PTFE纤维具有良好的热稳定性。290℃以上会发生一定的升华，质量损失率为0.0002%/h，415℃以上开始分解，570℃～650℃热分解速率最快。

PTFE 纤维的热导率为0.2～0.4W/(m·K），在常见纤维中，热导率较高，和锦纶相似，比棉纤维高很多倍。PTFE 纤维极限氧指数大于95%，属于难燃纤维，具有良好的阻燃性质。PTFE 纱线纯纺织物具有比PTFE/Nomex 交织织物更好的阻燃和抑烟效果。

3.4 介电和导电性能

由于氟原子在分子链上的对称均匀分布，PTFE 纤维具有良好的介电性能。PTFE 纤维的介电常数在-40℃～250℃范围内基本保持恒定在2.1，介电损耗角正切值在0.0003 左右。纯的PTFE 纤维具有很高的体积电阻率，具有优良的绝缘性能，梳理时容易产生静电。PTFE 纤维不吸湿，因此体积电阻和表面电阻不随湿度变化而变化。

3.5 耐腐蚀性和耐候性

PTFE 分子中C-F 键的键能很高，F 原子围绕C 原子主链形成螺旋形保护结构，因此腐蚀性强酸、强碱和强氧化剂即使在高温时对PTFE 纤维也没有腐蚀作用。PTFE 几乎不溶于所有溶剂，300℃以上只有含氟溶剂能够溶胀PTFE 纤维。熔融状态的碱金属、三氟化氯以及元素氯等能对PTFE 起到明显的化学作用。PTFE 纤维的耐化学腐蚀性使其在特种溶液过滤、复杂烟气成分的中、高温空气过滤等应用场合，具有十分重要的应用价值。

PTFE 纤维对高能辐射比较敏感，但PTFE 纤维的耐紫外线性能优良，直接暴露于外界的大气条件下，三年内其断裂强力仅有2%的下降。

4 纤维的应用

4.1 过滤材料

由于我国煤炭占能源消费比例高达70%以上，加上近20年来迅速的工业、经济和社会发展，煤炭在电力、冶金、建筑及工业领域的应用总量迅速增加，对我国的大气环境造成了严重影响。煤炭燃烧废气中含有不同粒径和不同成分的烟尘，由于袋式除尘器具有除尘效率高、捕集粉尘粒径范围大，在滤料选择恰当的情况下，袋式除尘器能够适应高温、高湿、高浓度的微细粉尘、吸湿性粉尘和易燃易爆粉尘等复杂和恶劣工况，袋式除尘技术在工业除尘领域应用越来越广泛。以耐高温、耐腐蚀滤料作为核心部件的袋式除尘器，在燃煤发电、垃圾焚烧、水泥、冶金等工业领域的应用发挥了重大作用。

高温过滤的烟气温度一般在150℃～270℃，烟气中不仅含有工业粉尘，还常伴有水蒸气、酸性气体、碱性氧化物以及不同的含氧量，不同场合下的烟尘排放成分不同，不同纤维的耐热性、耐水解性、耐腐蚀性、耐氧化性不同，高温烟尘过滤使用场合不同。由于PTFE 纤维耐高温及高温力学保持性能优良，可以长期在260℃下使用，短期使用温度可以高达280℃。同时，PTFE 具有优异的耐腐蚀和抗氧化性能。因此，PTFE 纤维是高温粉尘过滤材料（高温袋式除尘滤袋）的最佳选择.

PTFE 纤维除了可以用于高温、耐腐蚀空气过滤外，还可以应用于水过滤领域。在水过滤领域中，可以使用PTFE 超细纤维无纺布直接作为过滤介质，进行微滤操作。大多数膜过滤场合，尤其是平板膜、离子交换膜等，膜强度不够高，需要非织造或机织的支撑材料，目前大多数水过滤支撑材料采用丙纶、涤纶或锦纶制作；对于一些特殊过滤场合，如强酸、强碱、氧化性废水过滤，大多需要采用复杂的预处理程序，以中和、调节废水成分，若采用PTFE 纤维支撑材料及PTFE 微孔膜，则可以实现纯PTFE 材质特种微滤。

4.2 密封和润滑材料

盘根密封通常由较柔软的纱线编织而成，通过各种不同截面形状的条状物填充在密封腔体内，靠填充材料的径向压缩作用实现密封，同时起到一定润滑作用。由于PTFE 纤维具有耐高温、耐腐蚀、摩擦因数低、导热性较好，同时具有自润滑作用等特点，在旋装式和往复式动密封场合有着特殊的地位。PTFE 纤维盘根密封材料可以在pH0～14，温度-100℃～260℃，轴线速度20m/s 以下，密封压力8Mpa条件以下使用，在卫生级要求较高、腐蚀性强、线速度高、易磨损等工况和环境下更有优势。

关节轴承是一种特殊的滑动轴承，其特点是结构简单、承载力大、耐冲击、摩擦因数小、自润滑及维护方便。其中含PTFE 纤维织物衬垫的自润滑关节轴承应用最为广泛。为提高衬垫织物与内外圈之间的黏结，同时为了充分发挥PTFE 纤维的低摩擦、自润滑作用，关节轴承衬垫织物在结构上一般为非对称的，即衬垫织物一侧富含PTFE 纤维作为润滑面，另一侧富含其他高强度纤维如芳纶等，作为黏结面。

4.3 建筑材料

用于建筑工程的薄膜材料分为织物类膜材和非织物类膜材两大类，其中非织物类膜材则以PTFE 薄膜最具代表性和竞争性，织物类膜材常用的有PVDF 或涂层覆盖聚酯纤维织物以及PTFE 涂层玻璃纤维织物。由于PTFE纤维具有优异的耐光性和拒水防污性，该纤维也可用来制作户外用建筑膜结构合遮阳棚。由于PTFE 纤维较传统的纺织纤维价格高，因此在建筑膜结构中大量使用的是经过PTFE 乳液涂层的玻璃纤维织物，若采用100%PTFE纤维，即建筑膜结构采用经过PTFE 乳液涂层的PTFE 纤维织物，则建筑膜结构的采光更好，膜结构可以折叠收起，使用寿命更加耐久。

4.4 医疗卫生材料

由于PTFE 纤维具有良好的化学惰性、生物相容性、无生物毒性、良好的抗疲劳性、低摩擦因数等特点，因此PTFE 纤维在生物医用材料上具有良好的使用价值。

20世纪80年代，欧美市场开始流行使用牙线。Lenzing 公司发明了一种聚四氟乙烯包芯纱型牙线，黄斌香等则发明了制作PTFE 纤维牙线的方法。美国Gore 公司将PTFE 膨化纤维用来制作人造韧带，DuPont 公司将PTFE 纤维用于心脏瓣膜手术、主动脉支架、医用敷料等，Lenzing 公司报道了将PTFE纤维用于植入性医用缝合线以及医用纺织品，尤其是皮藓患者服装和医院防褥疮床单。皮藓患者用服装包括50%或者100%PTFE 纤维TEPSO®袜子、衬衫、内衣，医用床单采用67%PTFE 纤维和33%棉混纺织物。采用PTFE 纤维后，织物的导热系数较高，热阻和湿阻较小，具有比棉织物更好的热湿舒适性。利用PTFE 纤维纤维的低摩擦因数，可以将PTFE 长丝和其他纤维纱线交织，加工运动保健袜品，降低穿着者脚底出现水泡的可能。

4.5 高性能绳索

在高张力、高弯曲应力等起重用途中，绳索的可靠性和耐久性至关重要。利用PTFE 纤维的高弯曲疲劳性能，Gore 公司开发了Omnibend PTFE纤维高性能绳索。通过Omnibend PTFE长丝和其他高性能纤维混合，可以显著提高绳索的弯曲疲劳寿命。使用了20%PTFE 长丝的混合绳索，使用寿命可以提高300%～500%。

4.6 其他应用

由于PTFE 纤维有优异的耐候性能和较好的力学性能，在宇航员舱外航天服中被用作限制层和防撕裂层的关键材料。由于其优异的耐腐蚀性能，被用作氯碱电解槽用石棉隔膜的黏结，减少石棉的流失，延长隔膜的寿命。PTFE 纤维的耐腐蚀性优异，其网状织物常被用作无机酸及其他腐蚀性化工产品制备过程的除雾器。PTFE 纤维还在复印机的清洁衬垫、刷、辊轮及润滑毡等方面有所应用，其耐热性、低摩擦性、耐腐蚀性得到充分利用。PTFE纤维屑或极短纤维（0.5～6mm）可用于塑料固体润滑填充剂，以改善塑料制品的耐磨性和自润滑性。

（本文摘编自《高性能化学纤维生产及应用》，中国化学纤维工业协会编著）