聚四氟乙烯纖維的製造方法

《聚四氟乙烯纖維的製造方法》是浙江格爾泰斯環保特材科技有限公司於2010年9月21日申請的專利，該專利的申請號為2010102890372，申請公布號為CN101967694A，公布日為2011年2月9日，發明人是徐志梁、羅文春、姜學梁。發明該屬於化工新材料技術領域。

《聚四氟乙烯纖維的製造方法》涉及一種高分子纖維絲線的製造方法，尤其涉及一種聚四氟乙烯纖維的製造方法；包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切步驟。通過該發明方法製得的聚四氟乙烯纖維具有拉伸強度高的優點。

2013年10月，《聚四氟乙烯纖維的製造方法》獲得第十五屆中國專利優秀獎。

基本介紹

• 中文名：聚四氟乙烯纖維的製造方法
• 類別：發明專利
• 公布號：CN101967694A
• 公布日：2011年2月9日
• 申請號：2010102890372
• 申請日：2010年9月21日
• 申請人：浙江格爾泰斯環保特材科技有限公司
• 地址：浙江省湖州市經濟技術開發區漾西路501號
• 發明人：徐志梁、羅文春、姜學梁
• 分類號：D01D5/42（2006.01）I、D01D5/12（2006.01）I、D01D10/02（2006.01）I、D01F6/12（2006.01）I
• 專利代理機構：湖州金衛智慧財產權代理事務所
• 代理人：紀元、趙衛康

專利背景

化學纖維通常是將製成膠體溶液或溶化成熔體後的高分子化合物經由紡絲機的噴絲頭細孔壓出形成。但是由於聚四氟乙烯特殊的化學性質使得很難通過上述方法生產，勉強生產出來的化學纖維強度也很低。

2010年以前興起了先將聚四氟乙烯微粉通過預成型、擠出、壓延、拉伸定型製成聚四氟乙烯薄膜後再通過機械加工的方法分切成纖維。如申請號為200610026648.1的中國發明專利所述的一種聚四氟乙烯長纖維的製造方法，它選擇100％聚四氟乙烯為原料，使用了螺旋式擠壓機、壓延機、拉伸機、加熱拉伸機、分切機、加捻機、擠壓拉伸機、收卷機等加工設備，通過以下方法製造：首先在螺旋式擠壓機投入聚四氟乙烯進行擠壓，螺旋式擠壓機的工作溫度為325～420℃、轉速為3～100轉/分鐘，經螺旋式擠壓機後進入壓延機壓延，壓延機的工作溫度為10～50℃、線速度為0.5～1米/分鐘，接著進入拉伸機拉伸，拉伸機工作溫度為10～50℃、線速度為0.3～1.2米/分鐘，接著進入加熱拉伸機加熱拉伸，加熱拉伸機工作溫度為130～190℃、線速度為0.4～1.5米/分鐘，後再進入加熱拉伸機加熱拉伸，加熱拉伸機工作溫度為190～220℃、線速度為0.5～1.1米/分鐘，接著通過分切機分切，分切機線速度為1～2米/分鐘，後由加捻機加捻成束，加捻機線速度為1.1～2.1米/分鐘，接著進入擠壓拉伸機實施粗拉，擠壓拉伸機工作溫度為30～80℃、線速度為4～6米/分鐘，後再進入擠壓拉伸機進行細拉，擠壓拉伸機工作溫度為80～120℃、線速度為6～15米/分鐘，最後進入加熱拉伸機加熱拉伸，加熱拉伸機工作溫度為160～265℃、線速度為5～15米/分鐘，接著由收卷機收卷，即獲得聚四氟乙烯長纖維成品。拉伸法製取聚四氟乙烯薄膜的技術早在上世紀70年代已經研發，上述方法只是將已有的薄膜通過分切機切成纖維然後再後續加工成可上機織造的纖維。由於聚四氟乙烯的優異的理化性能使得用該方法製得的化學纖維具有良好的使用價值。但是隨著技術的進步，人們對聚四氟乙烯製品提出了更高的要求，其中一個問題就是通過上述方法製造的聚四氟乙烯纖維的強度在某些技術領域已經達不到要求。

發明內容

專利目的

《聚四氟乙烯纖維的製造方法》的目的是為解決上述技術問題提供一種聚四氟乙烯纖維的製造方法。

技術方案

《聚四氟乙烯纖維的製造方法》是通過以下技術方案得以實現的：

聚四氟乙烯纖維的製造方法，包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切，具體步驟如下：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質量的10～30%；

②篩分：用10～30目篩對上述混料進行篩分；

③預成型：將經篩分的混料置於20～40℃的溫度下20～28小時；

④擠出：使用擠壓機將上述預成型的原料擠出，擠壓參數如下，擠出速度5～15毫米/分鐘，擠出直徑15～25毫米，口膜長徑比L/D為20～40，錐角30～50°，壓縮比140～160；

⑤壓延：使用壓延機對擠出後的原料進行壓延，壓延時壓輥溫度控制為140～180℃；製得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高於所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶乾燥處理18～24小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦拉伸定型：對生料帶除去所述低表面張力潤滑油的同時進行縱向拉伸，然後進行一次熱定型；接著進行首次橫向拉伸，二次熱定型，再次橫向拉伸，三次熱定型後製得微孔濾膜；拉伸定型時控制參數如下：縱向拉伸速率1%～10%/秒，拉伸倍數2～6，一次熱定型溫度200～250℃；首次橫向拉伸速率10～60毫米/秒，拉伸倍數2～10，二次熱定型溫度200～250℃；再次橫向拉伸為對經過首次橫向拉伸後的生料帶再拉伸50～200倍，拉伸速率40～100毫米/秒，三次熱定型溫度控制為250～300℃；

⑧分切：將步驟⑦製得的微孔濾膜通過分切機進行分切成聚四氟乙烯纖維。

該發明人在研究了2010年9月以前的聚四氟乙烯纖維的製造工藝、聚四氟乙烯纖維薄膜的形成原理以及聚四氟乙烯的理化性質後，找到了2010年9月以前技術生產的聚四氟乙烯纖維的強度還不夠高的根本原因。發明人認為2010年9月以前技術下的聚四氟乙烯纖維的強度還遠未達到它理論上所能達到的強度，在滿足現在的要求的前提下，還不需要對聚四氟乙烯改性，只需要將制膜工藝科學化即可。

2010年9月以前技術對拉伸法制膜的強度的報導，總結如下：微孔膜的強度隨著拉伸溫度的提高而提高；拉伸倍率對微孔膜的強度影響有一最佳值。理由如下：隨著拉伸溫度的提高，分子鏈活動力也提高，晶片越容易解纏，從而使得膜中的微纖取向度更高，所以微孔膜的強度隨著拉伸溫度的提高而提高；拉伸倍率較小時，微纖的強度較小，取向度低，而當拉伸倍數較大時，雖然微纖取向度增加了，但是在隨後的熱定型處理中較大尺寸的微纖發生了解取向，因而強度變小。由於聚四氟乙烯的C-F鍵結合非常牢固，而且氟原子把主鏈上的碳原子禁止起來，使得分子間的相互作用力很弱，另外聚四氟乙烯又是線型分子，所以聚四氟乙烯薄膜或者纖維它的強度主要是看微纖交纏的程度也就是取向度的高低。2010年9月以前技術的技術參數是針對取向度設立的，從巨觀上將就是研究拉伸溫度和拉伸倍率對薄膜的強度的影響，通過一系列試驗和數據，歸納和總結後得出拉伸溫度和拉伸倍率對薄膜整體強度影響的3維曲線然後找到最佳點，推導出最適宜的加工參數。

2010年9月以前的技術認為，聚四氟乙烯微孔膜的強度與微孔膜的微孔結構關係不大，與微纖取向度密切相關；該發明人克服了以往技術的偏見，認為取向度的高低固然是重要因素，但是微纖的數量和質量也起到了很大的影響。微觀上講，即微孔膜的孔徑大小均勻度、分布均勻度、微孔差異程度，結點的大小均勻度、分布均勻度、結點數量、結點間的間距。巨觀上籠統地講就是微孔膜的質量，具體是通過以下參數側面表征的，孔隙率、平均孔徑、透濕量、透氣量、斷裂伸長率、拉伸強度等。

該發明上述技術方案中：擠出速度8～12毫米/分鐘，擠出直徑18～22毫米，口膜長徑比L/D為20～40，錐角30～50°，壓縮比140～160；壓延時壓輥溫度控制為140～180℃；在此技術參數下，製得的生料帶比市場上流通的生料帶具有更好的拉伸性能，即具有更高的可拉伸倍率值，在相同的拉力和溫度條件下，具有更高的拉伸速率。

縱向拉伸速率3%～8%/秒，拉伸倍數2～6，一次熱定型溫度200～250℃；首次橫向拉伸速率30～50毫米/秒，拉伸倍數2～10，二次熱定型溫度200～250℃；再次橫向拉伸為對經過首次橫向拉伸後的生料帶再拉伸50～200倍，拉伸速率60～100毫米/秒，三次熱定型溫度控制為250～300℃；上述技術方案中的參數是該發明人在研究了拉伸速率、拉伸倍數、熱定型溫度對聚四氟乙烯微孔膜的厚度、微孔結構、拉伸強度、斷裂伸長率的影響後確定的。上述技術方案是在結合上述參數後，研究縱向、橫向拉伸順序，拉伸次數對微孔膜的最終整體強度的影響後得出的。

作為上述技術方案的優選，所選擇的聚四氟乙烯微粉的粒徑為0.215～0.225微米。

作為上述技術方案的優選，步驟⑦中，縱向拉伸速率8%～9%/秒，拉伸倍數5～6，一次熱定型溫度240～250℃；首次橫向拉伸速率50～60毫米/秒，拉伸倍數8～10，二次熱定型溫度240～250℃；再次橫向拉伸為對經過首次橫向拉伸後的生料帶再拉伸150～200倍，拉伸速率90～100毫米/秒，三次熱定型溫度控制為280～300℃。

有益效果

《聚四氟乙烯纖維的製造方法》製得的聚四氟乙烯纖維具有強度高的優點。

權利要求

1.聚四氟乙烯纖維的製造方法，包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切，具體步驟如下：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質量的10～30%；

②篩分：用10～30目篩對上述混料進行篩分；

③預成型：將經篩分的混料置於20～40℃的溫度下20～28小時；

④擠出：使用擠壓機將上述預成型的原料擠出，擠壓參數如下，擠出速度5～15毫米/分鐘，擠出直徑15～25毫米，口模長徑比L/D為20～40，錐角30～50°，壓縮比140～160；

⑤壓延：使用壓延機對擠出後的原料進行壓延，壓延時壓輥溫度控制為140～180℃；製得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高於所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶乾燥處理18～24小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦拉伸定型：對生料帶除去所述低表面張力潤滑油的同時進行縱向拉伸，然後進行一次熱定型；接著進行首次橫向拉伸，二次熱定型，再次橫向拉伸，三次熱定型後製得微孔濾膜；拉伸定型時控制參數如下：縱向拉伸速率1%～10%/秒，拉伸倍數2～6，一次熱定型溫度200～250℃；首次橫向拉伸速率10～60毫米/秒，拉伸倍數2～10，二次熱定型溫度200～250℃；再次橫向拉伸為對經過首次橫向拉伸後的生料帶再拉伸50～200倍，拉伸速率40～100毫米/秒，三次熱定型溫度控制為250～300℃；

⑧分切：將步驟⑦製得的微孔濾膜通過分切機進行分切成聚四氟乙烯纖維。

2.根據權利要求1所述的聚四氟乙烯纖維的製造方法，其特徵在於：所選擇的聚四氟乙烯微粉的粒徑為0.215～0.225微米。

3.根據權利要求1或2所述的聚四氟乙烯纖維的製造方法，其特徵在於：步驟⑦中，縱向拉伸速率8%～9%/秒，拉伸倍數5～6，一次熱定型溫度240～250℃；首次橫向拉伸速率50～60毫米/秒，拉伸倍數8～10，二次熱定型溫度240～250℃；再次橫向拉伸為對經過首次橫向拉伸後的生料帶再拉伸150～200倍，拉伸速率90～100毫米/秒，三次熱定型溫度控制為280～300℃。

技術領域

《聚四氟乙烯纖維的製造方法》涉及一種高分子纖維絲線的製造方法，尤其涉及一種聚四氟乙烯纖維的製造方法；屬於化工新材料技術領域。

實施方式

• 實施例一

聚四氟乙烯纖維的製造方法，包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切，具體步驟如下：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質量的10%；所選擇的聚四氟乙烯微粉的粒徑為0.215～0.225微米；

②篩分：用10目篩對上述混料進行篩分；

③預成型：將經篩分的混料置於20℃的溫度下20小時；

④擠出：使用擠壓機將上述預成型的原料擠出，擠壓參數如下，擠出速度5毫米/分鐘，擠出直徑15毫米，口膜長徑比L/D為20，錐角30°，壓縮比140；

⑤壓延：使用壓延機對擠出後的原料進行壓延，壓延時壓輥溫度控制為140℃；製得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高於所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶乾燥處理18小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦拉伸定型：對生料帶除去所述低表面張力潤滑油的同時進行縱向拉伸，然後進行一次熱定型；接著進行首次橫向拉伸，二次熱定型，再次橫向拉伸，三次熱定型後製得微孔濾膜；拉伸定型時控制參數如下表所示；

拉伸定型步驟的工藝參數表

縱向拉伸速率	1%/秒
縱向拉伸倍數	2
一次熱定型溫度	200℃
首次橫向拉伸速率	10毫米/秒
首次橫向拉伸倍數	2
二次熱定型溫度	200℃
再次橫向拉伸速率	40毫米/秒
再次橫向拉伸倍數	50
三次熱定型溫度	250℃

⑧分切：將步驟⑦製得的微孔濾膜通過分切機進行分切成聚四氟乙烯纖維。

實施例一製得的聚四氟乙烯微孔膜的性能如下表所示：

孔隙率	67.5%
平均孔徑	0.35微米
透濕量	≥7000克/平方米·24小時
透氣量	≥0.4毫升/平方米2·秒
斷裂伸長率	10%
拉伸強度	5兆帕

PTFE微粉在經過擠壓輥壓後得到的生料帶是以重疊的帶狀PTFE結晶分子所堆積形成，在拉伸作用下伸展形成絲狀或者帶狀纖維，未被伸展的結晶分子則以結點的形式與纖維相連線，縱橫向的雙向拉伸使結晶分子按兩個方向伸展，形成交叉的纖維網，膜的微孔即其格線所定義的空間；而上述僅是聚四氟乙烯微孔膜的表層，事實上聚四氟乙烯微孔膜相當於千萬個上述表層的重疊結構，其微孔的分布及其錯綜複雜。因此上表中，孔徑是個虛擬概念，它假定微孔膜的微孔形狀是圓筒狀。孔徑和孔隙率的測定是先將微孔膜在POROFIL液體中浸泡5分鐘後，用COLULTERPOROMETERⅡ進行的測量。

透濕量採用GB/T12704-1991吸濕法測定。

透氣量採用GB/T5453-1997進行測量。

斷裂伸長率的計算方法如下：

斷裂伸長率=△L/L₀*100%；

（原長L₀，在軸向拉力作用下，變形後的斷裂長度為L，於是斷裂伸長△L=L-L₀）

拉伸強度的計算方法如下：

σt=p/（b×d）；

σt為拉伸強度（兆帕）；p為最大負荷（N）；b為試樣寬度（毫米）；d為試樣厚度（毫米）。

• 實施例二

聚四氟乙烯纖維的製造方法，包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切，具體步驟如下：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質量的15%；所選擇的聚四氟乙烯微粉的粒徑為0.215～0.225微米；

②篩分：用20目篩對上述混料進行篩分；

③預成型：將經篩分的混料置於30℃的溫度下20小時；

④擠出：使用擠壓機將上述預成型的原料擠出，擠壓參數如下，擠出速度7毫米/分鐘，擠出直徑18毫米，口膜長徑比L/D為25，錐角35°，壓縮比145；

⑤壓延：使用壓延機對擠出後的原料進行壓延，壓延時壓輥溫度控制為150℃；製得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高於所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶乾燥處理18小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦拉伸定型：對生料帶除去所述低表面張力潤滑油的同時進行縱向拉伸，然後進行一次熱定型；接著進行首次橫向拉伸，二次熱定型，再次橫向拉伸，三次熱定型後製得微孔濾膜；拉伸定型時控制參數如下表所示；

拉伸定型步驟的工藝參數表

縱向拉伸速率	2%/秒
縱向拉伸倍數	2
一次熱定型溫度	220℃
首次橫向拉伸速率	25毫米/秒
首次橫向拉伸倍數	4
二次熱定型溫度	220℃
再次橫向拉伸速率	60毫米/秒
再次橫向拉伸倍數	60
三次熱定型溫度	260℃

⑧分切：將步驟⑦製得的微孔濾膜通過分切機進行分切成聚四氟乙烯纖維。

實施例二製得的聚四氟乙烯微孔膜的性能如下表所示：

孔隙率	71.7%
平均孔徑	0.43微米
透濕量	≥7000克/平方米·24小時
透氣量	≥0.4毫升/平方米2·秒
斷裂伸長率	10%
拉伸強度	6兆帕

上表中，孔徑是個虛擬概念，它假定微孔膜的微孔形狀是圓筒狀。孔徑和孔隙率的測定是先將微孔膜在POROFIL液體中浸泡5分鐘後，用COLULTERPOROMETERⅡ進行的測量。

透濕量採用GB/T12704-1991吸濕法測定。

透氣量採用GB/T5453-1997進行測量。

斷裂伸長率的計算方法如下：

斷裂伸長率=△L/L₀*100%；

（原長L₀，在軸向拉力作用下，變形後的斷裂長度為L，於是斷裂伸長△L=L-L₀）

拉伸強度的計算方法如下：

σt=p/（b×d）；

σt為拉伸強度（兆帕）；p為最大負荷（N）；b為試樣寬度（毫米）；d為試樣厚度（毫米）。

• 實施例三

聚四氟乙烯纖維的製造方法，包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切，具體步驟如下：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質量的20%；

②篩分：用20目篩對上述混料進行篩分；

③預成型：將經篩分的混料置於30℃的溫度下24小時；

④擠出：使用擠壓機將上述預成型的原料擠出，擠壓參數如下，擠出速度8毫米/分鐘，擠出直徑20毫米，口膜長徑比L/D為30，錐角40°，壓縮比150；

⑤壓延：使用壓延機對擠出後的原料進行壓延，壓延時壓輥溫度控制為140～180℃；製得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高於所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶乾燥處理18～24小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦拉伸定型：對生料帶除去所述低表面張力潤滑油的同時進行縱向拉伸，然後進行一次熱定型；接著進行首次橫向拉伸，二次熱定型，再次橫向拉伸，三次熱定型後製得微孔濾膜；拉伸定型時控制參數如下表所示；

拉伸定型步驟的工藝參數表

縱向拉伸速率	6%/秒
縱向拉伸倍數	4
一次熱定型溫度	245℃
首次橫向拉伸速率	40毫米/秒
首次橫向拉伸倍數	9
二次熱定型溫度	245℃
再次橫向拉伸速率	150毫米/秒
再次橫向拉伸倍數	80
三次熱定型溫度	280℃

⑧分切：將步驟⑦製得的微孔濾膜通過分切機進行分切成聚四氟乙烯纖維。

實施例三製得的聚四氟乙烯微孔膜的性能如下表所示：

孔隙率	83.7%
平均孔徑	0.69微米
透濕量	≥7000克/平方米·24小時
透氣量	≥0.4毫升/平方米2·秒
斷裂伸長率	5%
拉伸強度	8兆帕

上表中，孔徑是個虛擬概念，它假定微孔膜的微孔形狀是圓筒狀。孔徑和孔隙率的測定是先將微孔膜在POROFIL液體中浸泡5分鐘後，用COLULTERPOROMETERⅡ進行的測量。

透濕量採用GB/T12704-1991吸濕法測定。

透氣量採用GB/T5453-1997進行測量。

斷裂伸長率的計算方法如下：

斷裂伸長率=△L/L₀*100%；

（原長L₀，在軸向拉力作用下，變形後的斷裂長度為L，於是斷裂伸長△L=L-L₀）

拉伸強度的計算方法如下：

σt=p/（b×d）；

σt為拉伸強度（兆帕）；p為最大負荷（N）；b為試樣寬度（毫米）；d為試樣厚度（毫米）。

• 實施例四

聚四氟乙烯纖維的製造方法，包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切，具體步驟如下：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質量的20%；

②篩分：用20目篩對上述混料進行篩分；

③預成型：將經篩分的混料置於30℃的溫度下24小時；

④擠出：使用擠壓機將上述預成型的原料擠出，擠壓參數如下，擠出速度10毫米/分鐘，擠出直徑20毫米，口膜長徑比L/D為30，錐角40°，壓縮比150；

⑤壓延：使用壓延機對擠出後的原料進行壓延，壓延時壓輥溫度控制為140～180℃；製得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高於所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶乾燥處理18～24小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦拉伸定型：對生料帶除去所述低表面張力潤滑油的同時進行縱向拉伸，然後進行一次熱定型；接著進行首次橫向拉伸，二次熱定型，再次橫向拉伸，三次熱定型後製得微孔濾膜；拉伸定型時控制參數如下表所示；

拉伸定型步驟的工藝參數表

縱向拉伸速率	6%/秒
縱向拉伸倍數	4
一次熱定型溫度	245℃
首次橫向拉伸速率	40毫米/秒
首次橫向拉伸倍數	9
二次熱定型溫度	245℃
再次橫向拉伸速率	150毫米/秒
再次橫向拉伸倍數	80
三次熱定型溫度	280℃

⑧分切：將步驟⑦製得的微孔濾膜通過分切機進行分切成聚四氟乙烯纖維。

實施例四製得的聚四氟乙烯微孔膜的性能如下表所示：

孔隙率	84.1%
平均孔徑	0.70微米
透濕量	≥7000克/平方米·24小時
透氣量	≥0.4毫升/平方米2·秒
斷裂伸長率	5%
拉伸強度	10兆帕

上表中，孔徑是個虛擬概念，它假定微孔膜的微孔形狀是圓筒狀。孔徑和孔隙率的測定是先將微孔膜在POROFIL液體中浸泡5分鐘後，用COLULTERPOROMETERⅡ進行的測量。

透濕量採用GB/T12704-1991吸濕法測定。

透氣量採用GB/T5453-1997進行測量。

斷裂伸長率的計算方法如下：

斷裂伸長率=△L/L₀*100%；

（原長L₀，在軸向拉力作用下，變形後的斷裂長度為L，於是斷裂伸長△L=L-L₀）拉伸強度的計算方法如下：

σt=p/（b×d）；

σt為拉伸強度（兆帕）；p為最大負荷（N）；b為試樣寬度（毫米）；d為試樣厚度（毫米）。

• 實施例五

聚四氟乙烯纖維的製造方法，包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切，具體步驟如下：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質量的30%；

②篩分：用30目篩對上述混料進行篩分；

③預成型：將經篩分的混料置於40℃的溫度下28小時；

④擠出：使用擠壓機將上述預成型的原料擠出，擠壓參數如下，擠出速度12毫米/分鐘，擠出直徑22毫米，口膜長徑比L/D為40，錐角50°，壓縮比160；

⑤壓延：使用壓延機對擠出後的原料進行壓延，壓延時壓輥溫度控制為140～180℃；製得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高於所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶乾燥處理18～24小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦拉伸定型：對生料帶除去所述低表面張力潤滑油的同時進行縱向拉伸，然後進行一次熱定型；接著進行首次橫向拉伸，二次熱定型，再次橫向拉伸，三次熱定型後製得微孔濾膜；拉伸定型時控制參數如下表所示；

拉伸定型步驟的工藝參數表

縱向拉伸速率	7%/秒
縱向拉伸倍數	5
一次熱定型溫度	250℃
首次橫向拉伸速率	45毫米/秒
首次橫向拉伸倍數	10
二次熱定型溫度	250℃
再次橫向拉伸速率	200毫米/秒
再次橫向拉伸倍數	100
三次熱定型溫度	300℃

⑧分切：將步驟⑦製得的微孔濾膜通過分切機進行分切成聚四氟乙烯纖維。

實施例五製得的聚四氟乙烯微孔膜的性能如下表所示：

孔隙率	84.8%
平均孔徑	0.71微米
透濕量	≥7000克/平方米·24小時
透氣量	≥0.4毫升/平方米2·秒
斷裂伸長率	5%
拉伸強度	10兆帕

上表中，孔徑是個虛擬概念，它假定微孔膜的微孔形狀是圓筒狀。孔徑和孔隙率的測定是先將微孔膜在POROFIL液體中浸泡5分鐘後，用COLULTERPOROMETERⅡ進行的測量。

透濕量採用GB/T12704-1991吸濕法測定。

透氣量採用GB/T5453-1997進行測量。

斷裂伸長率的計算方法如下：

斷裂伸長率=△L/L₀*100%；

（原長L₀，在軸向拉力作用下，變形後的斷裂長度為L，於是斷裂伸長△L=L-L₀）

拉伸強度的計算方法如下：

σt=p/（b×d）；

σt為拉伸強度（兆帕）；p為最大負荷（N）；b為試樣寬度（毫米）；d為試樣厚度（毫米）。

• 實施例六

聚四氟乙烯纖維的製造方法，包括混合、篩分、預成型、擠出、壓延、除潤滑劑、拉伸定型、分切，具體步驟如下：

①混合：在聚四氟乙烯微粉中混入低表面張力潤滑油，加入量為聚四氟乙烯微粉質量的30%；

②篩分：用30目篩對上述混料進行篩分；

③預成型：將經篩分的混料置於40℃的溫度下28小時；

④擠出：使用擠壓機將上述預成型的原料擠出，擠壓參數如下，擠出速度12毫米/分鐘，擠出直徑22毫米，口膜長徑比L/D為40，錐角50°，壓縮比160；

⑤壓延：使用壓延機對擠出後的原料進行壓延，壓延時壓輥溫度控制為140～180℃；製得生料帶；

⑥除潤滑劑：在稍高於所述低表面張力潤滑油的沸點的溫度下對所述生料帶乾燥處理18～24小時，除去所述低表面張力潤滑油；

⑦拉伸定型：對生料帶除去所述低表面張力潤滑油的同時進行縱向拉伸，然後進行一次熱定型；接著進行首次橫向拉伸，二次熱定型，再次橫向拉伸，三次熱定型後製得微孔濾膜；拉伸定型時控制參數如下表所示；

拉伸定型步驟的工藝參數表

縱向拉伸速率	8%/秒
縱向拉伸倍數	6
一次熱定型溫度	250℃
首次橫向拉伸速率	50毫米/秒
首次橫向拉伸倍數	10
二次熱定型溫度	250℃
再次橫向拉伸速率	200毫米/秒
再次橫向拉伸倍數	100
三次熱定型溫度	300℃

⑧分切：將步驟⑦製得的微孔濾膜通過分切機進行分切成聚四氟乙烯纖維。

實施例六製得的聚四氟乙烯微孔膜的性能如下表所示：

孔隙率	85.1%
平均孔徑	0.71微米
透濕量	≥7000克/平方米·24小時
透氣量	≥0.4毫升/平方米2·秒
斷裂伸長率	5%
拉伸強度	10兆帕

上表中，孔徑是個虛擬概念，它假定微孔膜的微孔形狀是圓筒狀。孔徑和孔隙率的測定是先將微孔膜在POROFIL液體中浸泡5分鐘後，用COLULTERPOROMETERⅡ進行的測量。

透濕量採用GB/T12704-1991吸濕法測定。

透氣量採用GB/T5453-1997進行測量。

斷裂伸長率的計算方法如下：

斷裂伸長率=△L/L₀*100%；

（原長L₀，在軸向拉力作用下，變形後的斷裂長度為L，於是斷裂伸長△L=L-L₀）

拉伸強度的計算方法如下：

σt=p/（b×d）；

σt為拉伸強度（兆帕）；p為最大負荷（N）；b為試樣寬度（毫米）；d為試樣厚度（毫米）。

根據實施例一至六的情況總結如下：

實施例一至六所製得的微孔膜的拉伸強度比2010年9月以前技術生產的微孔膜的拉伸強度要高，2010年9月以前技術生產的微孔膜拉伸強度一般在5兆帕以下，而實施例一至六製得的微孔膜的拉伸強度分別為5兆帕、6兆帕、8兆帕、10兆帕、10兆帕、10兆帕左右，這相對於2010年9月以前技術具有極大的進步。實際上表格中其他的參數並不是該發明所重點研究的量，它們是作為微孔膜質量的一個表征。該發明人關注到微孔膜質量的好壞決定著用微孔膜分切得到的聚四氟乙烯纖維的強度。而2010年9月以前技術認為跟拉伸溫度和拉伸倍率有關，其他因素關係不大，這導致2010年9月以前技術生產出來的聚四氟乙烯纖維的強度不是很高。而微孔膜質量的好壞只能從側面通過參數表征，該發明實施例中列舉的參數如下：孔隙率、平均孔徑、透濕量、透氣量、斷裂伸長率、拉伸強度，而決定這些參數的工藝步驟主要是拉伸定型這一步驟，該步驟中的參數的設定是在該發明人經過多次試驗後得到的。先進行縱向拉伸，然後進行橫向小幅拉伸，定型處理後再進行橫向大幅拉伸這個技術方案是在結合拉伸定型工藝的參數後，研究縱向、橫向拉伸順序，拉伸次數對微孔膜的最終整體強度的影響後得出的。另外，需要指出的是，該發明沒有研究微孔膜的濾過性能以及它的截留性能，因為這兩點儘管與製成的膜的質量有關但是跟最終製得的聚四氟乙烯纖維的強度關係不大；而且一般的制膜要求是濾過性能要好、截留性能要好，但是該發明製得的微孔膜假設用於過濾其截留性能應該是不高的，原因在於他的孔徑以及孔隙率比市售的微孔膜的孔徑以及孔隙率要大，這也從側面反應了，2010年9月以前的技術生產的微孔膜製成的聚四氟乙烯纖維的強度不夠高，不適合用於製備成聚四氟乙烯纖維。

榮譽表彰

2013年10月，《聚四氟乙烯纖維的製造方法》獲得第十五屆中國專利優秀獎。