聚四氟乙烯纤维具有优异的耐高低温、耐化学腐蚀、耐候等优良特性,因而在环保过滤材料、航空航天材料等领域得到广泛应用。常规载体纺丝法制备聚四氟乙烯纤维通常以PVA为载体,凝固浴为饱和硫酸钠溶液,纤维极易粘附大量硫酸钠晶体,多次洗涤会产生大量废水,而且制得纤维粘连的现象严重,烧结后的纤维极易出现并丝现象。在本课题中,以海藻酸钠为载体制备聚四氟乙烯纤维,所用的凝固浴为氯化钙水溶液,在纤维洗涤过程中,采用工业酒精作为洗浴。探索了该纺丝方法较优的工艺参数,并采用红外光谱仪、偏光显微镜、微机控制电子万能试验机、x-ray粉末衍射仪、综合热分析仪、动态接触角测量仪、扫描电镜等来测试并表征纤维。具体研究内容如下:1.直接制备不同干重比的原液、纤维会浪费大量的原料,可行性较低。所以制备并测试了不同干重比的海藻酸钠/PTFE薄膜,找出了最佳干重比、烧结温度以及烧结时间。对海藻酸钠/PTFE、海藻酸钠、PTFE的热失重分析,可以得出海藻酸钠/PTFE较优的烧结温度为340~420℃。考虑到能耗方面的因素,本课题选取的聚四氟乙烯膜的烧结温度为380℃。对PTFE膜以及未烧结共混膜的断裂力—烧结时间曲线进行分析,得出海藻酸钠/PTFE共混膜的最优烧结时间约为15min。海藻酸钠/聚四氟乙烯最优干重比为1:12。2.在海藻酸钠/PTFE共混膜的SEM照片中,可以看出PTFE分散均匀,但结构较为松散。烧结后的PTFE膜,PTFE颗粒烧结粘连到一起,这使得膜变得致密,膜力学强度提高。3.以海藻酸钠/PTFE干重比为1:12配制纺丝原液,以喷丝板孔径、凝固浴浓度、热牵伸温度和牵伸倍数为因素设计设计并进行正交试验。实验结果表明凝固浴浓度在1%的时候效果最好,可连续纺丝;较优的喷丝板孔径应为100um、80um;较优的牵伸温度为室温;较低的牵伸倍数并不能使纤维拉伸均匀,较优的牵伸倍数为3.0倍。纤维拉伸强度随牵伸温度的升高而降低,随牵伸倍数的增加而增加。4.海藻酸钠/PTFE干重比为1:12时,海藻酸钠质量分数约为7.69%,共混纤维平均失重率为7.67%,海藻酸钠几乎完全被烧除。5.扫描电镜中可以看出,海藻酸钠/PTFE共混纤维和PTFE纤维表面均表现为沟壑纵横。烧结后并牵伸过的PTFE纤维中,PTFE颗粒的取向度较高,排列更加致密紧凑。6.PTFE纤维直径可达18.90um,可以通过调整纺丝工艺来制备不同直径的聚四氟乙烯纤维;纤维的拉伸强度最高可达153.90MPa。在PTFE纤维的拉伸曲线—应力应变曲线中,有虎克区、屈服区、强化区三个变化区间,屈服点、断裂点两个节点。7.所测纤维结晶度在70%~75%之间;随着纤维牵伸温度的升高,PTFE大分子链排列规整性增加,纤维结晶度也随之提高。