PTFE缝纫线性能测试与评价

发布时间：2020-07-03 15:04

【摘要】：高温烟气对大气的污染日益严重,聚四氟乙烯材料以其优异的物理化学性质,被广泛应用于高温过滤领域。但是本人在实习过程中发现PTFE缝纫线在长期热烟气作用下失效的案例越来越多,例如PTFE缝纫线因持续高温作用导致强力衰减至失效,针孔因缝纫线的摩擦逐渐变大导致漏灰从而使过滤效果变差等。因此,本文以8种PTFE缝纫线为研究对象,其中包括为改善上述问题而设计的PTFE/PPS复合缝纫线,对其形态结构、拉伸性能、耐磨性能、热性能进行了测试与评价,为PTFE缝纫线的研究和应用提供参考依据。本文主要研究内容与结论如下:(1)PTFE缝纫线的结构与拉伸性能采用SEM扫描电子显微镜对缝纫线的形态结构进行观察。结果发现,PTFE缝纫线的表面形态光滑,结构均匀;PTFE/PPS复合缝纫线表面毛羽较多,可以形成对针孔的封堵,增加与滤布之间的摩擦,减少光滑表面对滤袋的切割;PTFE缝纫线与PTFE/PPS复合缝纫线经高温作用后表面都出现了不同程度的损伤刻蚀。采用YG061FQ电子单纱强力仪对缝纫线拉伸性能进行测试。结果表明,常温下1540D~4230D的PTFE缝纫线的断裂强度为1.89~2.70cN/dtex,断裂伸长率为3.87~6.52%;2360D的PTFE/PPS复合缝纫线的断裂强度为1.80 cN/dtex,断裂伸长率为5.95%。通过比较不同线密度、合股方式的PTFE缝纫线的拉伸性能,发现线密度越高、采用二次合股的缝纫线的强度更优,断裂伸长率也更小。(2)PTFE缝纫线的耐磨性能采用自制耐磨仪对缝纫线耐磨性进行测试,测试了PTFE缝纫线磨断次数、摩擦一定次数后的残余强力,对磨损断裂过程进行了分析,比较了不同结构参数、摩擦转速以及预加载荷对缝纫线耐磨性的影响。结果发现,1540D~4230D的PTFE缝纫线在0.4N载荷、450r/min转速下的磨断次数在1260~30258之间,且磨断次数会随着线密度的增大而增大;采用一次合股方式的缝纫线的磨断次数优于二次合股的缝纫线;相同线密度的PTFE/PPS复合缝纫线与PTFE缝纫线相比,耐磨性能明显提高;PTFE缝纫线的残余强力随着摩擦次数的增加而减小;其磨损断裂过程大致可以分为四个阶段:起毛—长丝凸起—部分断裂—完全断裂,且第三阶段为预警阶段,此时会发生强力的突然减小;缝纫线的磨断次数会随着预加载荷和转速的增加呈指数下降,且变化可以通过数学模型预测。(3)PTFE缝纫线的热性能采用DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱对缝纫线进行高温处理。将PTFE缝纫线在设定的5个温度130℃、160℃、190℃、220℃和250℃下处理2小时后,采用电子单纱强力仪测试缝纫线加热后的拉伸性能。结果表明,PTFE缝纫线的热收缩率很小,几乎不收缩,加入PPS材料的PTFE/PPS复合缝纫线热收缩率较大,最高达到10.12%,经130℃~250℃温度处理后再冷却的缝纫线力学稳定性好。将PTFE缝纫线在190℃的温度下,分别处理2h、4h、6h、8h、10h后,采用电子单纱强力仪测试缝纫线加热后的拉伸性能。结果表明,PTFE缝纫线与复合缝纫线在高温下作用两小时后发生很小的收缩,延长处理时间其热收缩率并无明显变化,且缝纫线在长时间的高温作用后也能保持良好的力学性能。采用INSTRON5967万能试验机,将PTFE缝纫线在设定的5个温度下处理2小时,对PTFE缝纫线在热力场下的拉伸性能进行测试。结果表明,在热力场下的缝纫线断裂强度明显降低,当温度达到250℃时,PTFE缝纫线的强度保持率不到30%;PTFE缝纫线在热力场下表面出现了明显的刻蚀和沟槽;PTFE缝纫线在温度场下产生了热蠕变现象,在高温的作用下PTFE分子发生分解取向。采用气质-同步热分析联用仪GCMS-STA对缝纫线的热分解温度进行测试,分析材料的热稳定性。结果表明,PTFE缝纫线的起始分解温度较高,为572.9℃;PTFE/PPS复合缝纫线在650℃的重量损失率小于PTFE缝纫线,其热稳定性得到改善。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS106.42
【图文】：

袋头PTFE缝纫线磨损案例

袋底PTFE缝纫线被冲刷磨损部位

【参考文献】

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1 姜兆辉;孙航;郭增革;贾w

本文编号：2739823