【摘要】：高溫煙氣對大氣的污染日益嚴重,聚四氟乙烯材料以其優(yōu)異的物理化學性質,被廣泛應用于高溫過濾領域。但是本人在實習過程中發(fā)現(xiàn)PTFE縫紉線在長期熱煙氣作用下失效的案例越來越多,例如PTFE縫紉線因持續(xù)高溫作用導致強力衰減至失效,針孔因縫紉線的摩擦逐漸變大導致漏灰從而使過濾效果變差等。因此,本文以8種PTFE縫紉線為研究對象,其中包括為改善上述問題而設計的PTFE/PPS復合縫紉線,對其形態(tài)結構、拉伸性能、耐磨性能、熱性能進行了測試與評價,為PTFE縫紉線的研究和應用提供參考依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容與結論如下:(1)PTFE縫紉線的結構與拉伸性能采用SEM掃描電子顯微鏡對縫紉線的形態(tài)結構進行觀察。結果發(fā)現(xiàn),PTFE縫紉線的表面形態(tài)光滑,結構均勻;PTFE/PPS復合縫紉線表面毛羽較多,可以形成對針孔的封堵,增加與濾布之間的摩擦,減少光滑表面對濾袋的切割;PTFE縫紉線與PTFE/PPS復合縫紉線經(jīng)高溫作用后表面都出現(xiàn)了不同程度的損傷刻蝕。采用YG061FQ電子單紗強力儀對縫紉線拉伸性能進行測試。結果表明,常溫下1540D~4230D的PTFE縫紉線的斷裂強度為1.89~2.70cN/dtex,斷裂伸長率為3.87~6.52%;2360D的PTFE/PPS復合縫紉線的斷裂強度為1.80 cN/dtex,斷裂伸長率為5.95%。通過比較不同線密度、合股方式的PTFE縫紉線的拉伸性能,發(fā)現(xiàn)線密度越高、采用二次合股的縫紉線的強度更優(yōu),斷裂伸長率也更小。(2)PTFE縫紉線的耐磨性能采用自制耐磨儀對縫紉線耐磨性進行測試,測試了PTFE縫紉線磨斷次數(shù)、摩擦一定次數(shù)后的殘余強力,對磨損斷裂過程進行了分析,比較了不同結構參數(shù)、摩擦轉速以及預加載荷對縫紉線耐磨性的影響。結果發(fā)現(xiàn),1540D~4230D的PTFE縫紉線在0.4N載荷、450r/min轉速下的磨斷次數(shù)在1260~30258之間,且磨斷次數(shù)會隨著線密度的增大而增大;采用一次合股方式的縫紉線的磨斷次數(shù)優(yōu)于二次合股的縫紉線;相同線密度的PTFE/PPS復合縫紉線與PTFE縫紉線相比,耐磨性能明顯提高;PTFE縫紉線的殘余強力隨著摩擦次數(shù)的增加而減小;其磨損斷裂過程大致可以分為四個階段:起毛—長絲凸起—部分斷裂—完全斷裂,且第三階段為預警階段,此時會發(fā)生強力的突然減小;縫紉線的磨斷次數(shù)會隨著預加載荷和轉速的增加呈指數(shù)下降,且變化可以通過數(shù)學模型預測。(3)PTFE縫紉線的熱性能采用DHG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥箱對縫紉線進行高溫處理。將PTFE縫紉線在設定的5個溫度130℃、160℃、190℃、220℃和250℃下處理2小時后,采用電子單紗強力儀測試縫紉線加熱后的拉伸性能。結果表明,PTFE縫紉線的熱收縮率很小,幾乎不收縮,加入PPS材料的PTFE/PPS復合縫紉線熱收縮率較大,最高達到10.12%,經(jīng)130℃~250℃溫度處理后再冷卻的縫紉線力學穩(wěn)定性好。將PTFE縫紉線在190℃的溫度下,分別處理2h、4h、6h、8h、10h后,采用電子單紗強力儀測試縫紉線加熱后的拉伸性能。結果表明,PTFE縫紉線與復合縫紉線在高溫下作用兩小時后發(fā)生很小的收縮,延長處理時間其熱收縮率并無明顯變化,且縫紉線在長時間的高溫作用后也能保持良好的力學性能。采用INSTRON5967萬能試驗機,將PTFE縫紉線在設定的5個溫度下處理2小時,對PTFE縫紉線在熱力場下的拉伸性能進行測試。結果表明,在熱力場下的縫紉線斷裂強度明顯降低,當溫度達到250℃時,PTFE縫紉線的強度保持率不到30%;PTFE縫紉線在熱力場下表面出現(xiàn)了明顯的刻蝕和溝槽;PTFE縫紉線在溫度場下產(chǎn)生了熱蠕變現(xiàn)象,在高溫的作用下PTFE分子發(fā)生分解取向。采用氣質-同步熱分析聯(lián)用儀GCMS-STA對縫紉線的熱分解溫度進行測試,分析材料的熱穩(wěn)定性。結果表明,PTFE縫紉線的起始分解溫度較高,為572.9℃;PTFE/PPS復合縫紉線在650℃的重量損失率小于PTFE縫紉線,其熱穩(wěn)定性得到改善。
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TS106.42
【圖文】：

袋頭PTFE縫紉線磨損案例

袋底PTFE縫紉線被沖刷磨損部位

【參考文獻】

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1 姜兆輝;孫航;郭增革;賈w

本文編號：2739823