PTFE乳液制备PTFE/ZrO2微孔膜及性能研究

尝试以聚四氟乙烯（PTFE）乳液为原料制备PTFE微孔膜,选定化学稳定性、热稳定性优异的纳米二氧化锆（ZrO2）作为增强剂以提高微孔膜强度,采用电子万能力学试验机测试了样品的力学强度,用单因素法讨论了纳米ZrO2含量、拉伸比例、热处理温度和热处理时间对微孔膜拉伸强度的影响;同时采用低温等离子体处理PTFE/ZrO2复合微孔膜以改善其表面亲水性。结果表明,PTFE/ZrO2复合微孔膜的拉伸强度与纳米ZrO2含量成正比,与拉伸倍数成反比;其拉伸强度随着热处理温度的升高或热处理时间的延长,呈先增大后减小的变化趋势,分别在310 ℃和10 min时出现最大值;低温等离子体处理的最佳时间为30 s。     

PTFE乳液制备PTFE/YSZ微孔膜及孔隙率的研究

以聚四氟乙烯（PTFE）乳液为原料、氧化钇稳定二氧化锆（YSZ）微纳米粉体为增强体,采用机械拉伸法制备了PTFE/YSZ复合微孔膜,通过扫描电子显微镜对其进行了表征,并运用单因素法探讨了分散剂聚乙烯醇（PVA）、拉伸倍数、YSZ含量和热处理温度对复合微孔膜孔隙率的影响。结果表明,在复合微孔膜中添加PVA以及增加YSZ含量均使复合微孔膜的孔隙率增大;在拉伸3.5倍、YSZ含量为8 %(质量份数)、热处理温度为320 ℃时,复合微孔膜孔隙率高达73.09 %。     

聚丙烯硬弹性膜的挤出流延工艺及拉伸成孔性

以某进口均聚聚丙烯(PP)(PP1)为原料,通过挤出流延工艺制备了PP1硬弹性膜并在130℃下对其进行热处理,研究了挤出温度、流延辊转速及温度、热处理温度和时间等工艺参数对PP1硬弹性膜弹性回复率的影响,得到了最佳工艺条件,即挤出温度为195℃、流延辊温度及转速分别为90℃,26 r/min,热处理温度和时间分别为145℃,30 min。将该工艺应用于分子量及其分布与PP1基本相似的国产PP(PP2),发现由此工艺制备的PP2硬弹性膜的弹性回复率可达94.6%,与PP1硬弹性膜相差不大。通过冷热单向拉伸将PP1和PP2硬弹性膜制备成微孔膜,发现两者具有相似且优异的微孔结构。在此基础上,通过扫描电子显微镜研究了冷热拉伸工艺参数对PP2微孔膜拉伸成孔性的影响。结果表明,当冷拉伸倍数为15%,热拉伸倍数为100%,冷热拉伸速率均为50 mm/min时,制备的PP2微孔膜形成了完整规则的多孔结构。     

膜裂切割法聚四氟乙烯纤维的制备及其力学性能

以不同聚四氟乙烯分散树脂为原料,通过混料、熟化、预成型、压延、双向拉伸及膜裂切割等工艺,制备了高性能聚四氟乙烯(PTFE)纤维.试验结果表明:树脂原料的优劣、热处理温度及拉伸工艺是影响PTFE纤维力学性能的主要因素,PTFE纤维的拉伸倍数应该控制在32～49之间,最佳的拉伸温度在240～320℃之间.     

聚四氟乙烯拉伸微孔膜的结构与性能

通过挤出、压延和拉伸等工序制备了聚四氟乙烯微孔膜，采用扫描电镜（SEM）分析了微孔膜的微观结构；采用差示扫描量热法（DSC）和广角X衍射（WXRD）表征了拉伸前后聚四氟乙烯结晶度的变化；研究了拉伸温度、拉伸倍率和拉伸速率对微孔膜力学性能的影响。结果表明：聚四氟乙烯微孔膜具有小岛状结点和与拉伸方向平行的微细纤维组成的微观结构；拉伸使PTFE的结晶度显著降低；拉伸工艺是制备微孔膜的关键因素，拉伸温度220～320℃，拉伸倍率为8倍时，微孔膜的最大拉伸强度可达8．5MPa；此外较大的拉伸速率可获得尺寸分布更均匀的微孔。     

湿法纺丝制备PTFE纤维的后处理工艺研究

以聚乙烯醇(PVA)为载体采用湿法纺丝制备聚四氟乙烯(PTFE)/PVA初生纤维,然后进行烧结、拉伸后处理得到PTFE纤维,考察了烧结温度、烧结时间和拉伸倍数对PTFE纤维力学性能的影响,讨论了强酸和强碱对PTFE纤维的腐蚀作用。结果表明:较佳的后处理工艺是烧结温度380℃,烧结时间30 min,拉伸倍数5,制得的PTFE纤维的线密度为14.60 dtex,断裂强度为0.871cN/dtex,断裂伸长率为261.26%,模量为0.525 cN/dtex;PTFE纤维具有优异的耐酸碱腐蚀性能。     

膜蒸馏用PDMS/PVDF/PTFE三元共混微孔膜制备

采用浸没沉淀相转化法制备了聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯/聚四氟乙烯（PDMS/PVDF/PTFE）三元共混微孔膜,并用于20 g/L NaCl水溶液的膜蒸馏脱盐实验。通过扫描电子显微镜观察以及接触角、膜孔隙率和膜平均孔径分析,研究了PTFE含量对膜结构与性能的影响。结果表明,随着PTFE含量的增加,共混微孔膜断面的指状孔逐渐被海绵状取代,平均孔半径由0.234 μm增加到0.354 μm,膜孔隙率由53.4 %增加到81.3 %;膜下表面与水接触角从118.52 °增加到131.11 °;膜蒸馏过程中通量逐渐增加,截留率先稳定后降低,PTFE含量为40 %（质量分数,下同） 时达最大,为99.99 %,此时膜蒸馏通量达16.60 kg/(m2·h)。     

PTFE平板微孔膜用于渗透蒸馏浓缩茶多酚的研究

采用"挤出-压延-拉伸"法,通过改变纵向拉伸倍数,制备出平均孔径为0.25～0.80μm,孔隙率为46.9%～78.3%的4种疏水PTFE平板微孔膜。制备得到的PTFE平板微孔膜具有"纤维-结点"的网状微孔结构。随着纵向拉伸倍数的增加,微孔膜结构中的结点变小,纤维变细,孔径和孔隙率增大,孔隙分布更均匀。分别以茶多酚水溶液和CaCl2溶液为进料液和渗透液,进行渗透蒸馏浓缩实验。研究了膜孔径、渗透液和进料液的浓度、流速等对渗透通量和截留率的影响。结果表明,增大PTFE平板微孔膜孔径、提高渗透液的浓度以及进料液和渗透液的流速可提高渗透通量。整个实验过程中,4种PTFE平板微孔膜对茶多酚的截留率均能保持在99.9%以上,且不受操作条件的影响。     

弹性聚四氟乙烯／聚氨酯复合薄膜性能的研究

在聚四氟乙烯树脂（PTFE）中加入热塑性弹性体聚氨酯（TPU），制备出了有弹性的微孔复合薄膜，有效地改进了唧双向拉伸薄膜受力后的回复性。在复合薄膜中，加入经偶联剂处理的纳米二氧化硅，有利于TPU在PTFE中的均匀分散，从而提高复合薄膜的弹性。随着TPU含量的增加薄膜回复性也提高，双向拉伸倍率的增大可以导致薄膜回复性能有所下降，SEM分析证明了在PTFE中加入TPU可以增大复合薄膜的微孔尺寸。     

聚酰胺66/改性耐热聚乳酸共混物的力学性能和结晶行为

采用熔融共混和注射成型制备了改性耐热聚酰胺66/聚乳酸（PA66/PLA）共混物,经热处理后,探讨了PLA含量对共混物的断口样貌形态、力学性能以及结晶性能的影响。结果表明,PLA与PA66具有一定的相容性,当PLA的含量不超过10 %（质量分数,下同）时,PA66/PLA共混物的拉伸强度在PA66的93 %以上,其断裂伸长率对比PLA得到了倍数级的增长,是PLA断裂伸长率的8.6倍;当PLA的含量不超过20 %时,共混物的结晶性能变好,提升结晶速率,缩短结晶时间,结晶度有所提高;但当PLA的含量超过20 %以后,共混物的拉伸强度则出现了不同程度的降低。     

低温冷拉对具有排核片晶结构的PVDF微孔膜成孔的影响

采用聚偏氟乙烯（PVDF）材料制备锂电池用微孔膜,使用熔体挤出拉伸法制备了预制膜片,通过牵伸比的调节成功获得了拥有排核片晶结构的预制膜片。结果表明,该预制膜具有沿着流动方向的高取向度。退火后,在拉伸预制膜成孔的过程中,由于PVDF松弛时间较短,即使预制膜具有排核片晶结构,在常温下的成孔效果也较差;根据时温等效原理,降低冷拉时的拉伸温度,可以达到与提高松弛时间同样的效果;对比室温下冷拉和-20 ℃低温下冷拉膜片的扫描电子显微镜照片,低温冷拉后的膜片具有更多的孔结构和更好的孔分布情况,并初步探索了低温拉伸条件对于成孔促进作用的成孔机理。     

聚酰亚胺型黏合剂对PTFE微孔薄膜的黏合性能

研究了具有优异耐热性的聚酰亚胺胶黏剂对聚四氟乙烯微孔薄膜的粘接性能.结果表明,聚酰亚胺胶黏剂对未经表面改性的聚四氟乙烯微孔薄膜没有粘接能力.采用钠萘溶液、N2和O2等离子体处理后,聚四氟乙烯微孔薄膜亲水性增强,聚酰亚胺胶黏剂都可以获得不同程度的粘接能力.但不同的处理方法,同等的亲水性条件下,粘接能力有一定的差异.钠萘溶液改性处理时,只有在接触角小于90°的情况下才可以明显改善薄膜的粘接性能.在亲水性90°～120°范围内,等离子处理的粘接效果要好于钠萘处理的情况.     

Morphology change in polytetrafluoroethylene (PTFE), porous membrane caused by heat treatment

The morphological changes and improvement of membrane properties caused by heat treatment were investigated for polytetrafluoroethylene (PTFE) porous membranes prepared from a fine powder by extrusion, rolling and stretching. The properties of the membrane were significantly changed by heat treatment at temperatures higher than 320°C. Shrinkage diminished and the mechanical strength increased due to the partial melting of PTFE. The increase in mechanical strength was caused by suppression of new fibril formation as a result of the loss of folded ribbon‐like crystalline structures that facilitated fibril structures to be pulled out of the original PTFE particle. The decrease in shrinkage was caused by the transformation of fibrils, formed as a collection of ribbon‐like structures, into a massive fibrous structure, which inhibited the reformation of particles. The most important change of the porous structure caused by the heat treatment was the union of nodes in the direction of stretching resulting in a PTFE porous membrane with larger spatial periodicity. A heat treatment above melting temperature of PTFE was the most effective. However, it was necessary to control the temperature and time in order to restrict the coarseness of the porous structure of the membrane.     

共混纺丝丙纶的染色性能研究

用等规聚丙烯与少量烯烃类高聚物共混 ,纺制成分散染料染色性能较好的共混纤维。讨论了采用不同的拉伸和染色条件对纤维染色效果的影响。研究表明 ,烯烃类高聚物的添加量、拉伸倍数、热板温度、热辊温度都会影响纤维的结晶度和取向度 ,染色时间、浴比、p H值、助剂 ,尤其是染色温度对染色效果均有一定影响。     

Preparation and properties of porous polytetrafluoroethylene hollow fiber membrane through mechanical operations

Porous polytetrafluoroethylene (PTFE) hollow fiber membranes were prepared from fine powder through a series of mechanical operations including paste extrusion, heat treatment, stretching and sintering. In contrast to conventional process, the heat treatment used in this study was performed at 200°C to 330°C (near the melting point) on the PTFE nascent hollow fiber (precursor of membrane). The results showed that the introduction of heat treatment step effectively improved the mechanical properties of precursors, the ultimate stress and strain increased observably with heat treatment temperature, which was beneficial to subsequently stretching precursors to make them porous. Furthermore, the morphological changes and improvement of membrane properties caused by stretching operation were investigated for porous PTFE hollow fiber membrane having finer pore size and higher porosity. The porous microstructure of nodes interconnected by fibrils varied depending on the stretching conditions, such as the stretching temperature, rate, and ratio. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 42696.     

聚酯/液晶聚合物共混纤维的热处理

采用Ｘ射线衍射法、双折射法以及声速法研究了ＰＥＴ及其与液晶聚合物（ＬＣＰ）的共混初生纤维以及经过热处理后纤维的结晶结构和取向结构,并用应力－应变（Ｓ－Ｓ）法测定其断裂强度和初始模量。结果表明,ＬＣＰ的加入使初生纤维取向度和结晶度均下降,而喷头拉伸率增大则使共混初生纤维的结晶度和取向度均提高;由较大喷丝头拉伸率得到的共混纤维经热处理后取向度下降,而结晶度增大;当ＬＣＰ含量大于或等于１０％时,经热处理后共混纤维取向度下降;纤维２１０℃热处理后的晶粒尺寸明显大于１８０℃处理的,且前者的纤维各晶面的晶粒尺寸随着ＬＣＰ加入均有增大;纯ＰＥＴ纤维经热处理后力学性能提高,而ＰＥＴ／ＬＣＰ共混纤维热处理前后力学性能则呈较复杂的变化。