聚氟乙烯流延薄膜成型工艺研究

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1、第２８卷第１期中国塑料Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１２０１４年１月ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＪａｎ．，２０１４聚氟乙烯流延薄膜成型工艺研究徐海云，田华峰，严加安，李传明，刘茜，付黎伟，项爱民＊（北京工商大学材料与机械工程学院，北京１０００４８）摘要：将聚氟乙烯（ＰＶＦ）经增塑剂及Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）溶剂改性后，用溶液流延法制备了ＰＶＦ薄膜，并研究了制备工艺对膜的结构、性能及表面形态的影响。结果表明，ＰＶＦ经ＤＭＦ溶剂溶解后，其结晶被破坏，同时薄膜的拉伸强度下降，断裂伸长率增加；选用浓度为３％（质

2、量分数，下同）的ＰＶＦ成膜液，以邻苯二甲酸二辛酯（ＤＯＰ）为增塑剂，在１００ｒ／ｍｉｎ的搅拌速度和８５℃的温度下充分溶解，经消泡剂处理后立即流延成膜可得到力学性能和表面形态较好的ＰＶＦ薄膜。关键词：聚氟乙烯；溶液流延；薄膜；成型工艺中图分类号：ＴＱ３２５．４文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－９２７８（２０１４）０１－００７０－０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＰＶＦＦｉｌｍｓｂｙＳｏｌｕｔｉｏｎＣａｓｔｉｎｇＸＵＨａｉｙｕｎ，ＴＩＡＮＨｕａｆｅｎｇ，ＹＡＮＪｉａａ

3、ｎ，ＬＩＣｈｕａｎｍｉｎｇ，ＬＩＵＱｉａｎ，ＦＵＬｉｗｅｉ，ＸＩＡＮＧＡｉｍｉｎｇ＊（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＢｕｓｉｎｅｓｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰＶＦｆｉｌｍｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓａｎｄｃｏｓｏｌｖｅｎｔｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌｕｔｉｏｎｃａｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉ

4、ｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｆｉｌｍｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄＰＶＦｃｏｕｌｄｂｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎＤＭＦ．ＴｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＰＶＦｆｉｌｍｓｗｅｒｅｄｅｓｔｒｏｙｅｄ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｉｍｐｒｏｖｅｄｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ．ＤＯＰｗａｓａｇｏｏｄｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｆｏｒＰＶＦ．ＴｈｅＰＶＦｆｉｌ

5、ｍｓｗｉｔｈｇｏｏｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＰＶＦｓｏｌｕｔｉｏｎ３％ａｔ８５℃ａｎｄ１００ｒ／ｍｉｎｓｔｉｒｒｉｎｇｓｐｅｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｄｅｆｏｒｍｉｎｇａｇｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｆｌｕｏｒｉｄｅ）；ｓｏｌｕｔｉｏｎｃａｓｔｉｎｇ；ｆｉｌｍ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ０前言聚氟乙烯，简称ＰＶＦ，分子式为（ＣＨ２—ＣＨＦ）ｎ。由于Ｃ—Ｆ键的键能相对较高（

6、Ｃ—Ｆ键能为４８６ｋＪ／ｍｏｌ，而Ｃ—Ｈ键和Ｃ—Ｃ键的键能只有４１３ｋＪ／ｍｏｌ和３４７ｋＪ／ｍｏｌ），使其很难被热、光以及化学因素破坏，故含氟有机聚合物均具有较好的化学稳定性。ＰＶＦ是氟塑料中含氟量最低、密度最小的热塑性树脂，具有氟塑料的诸多优良特性［１］。ＰＶＦ薄膜不受收稿日期：２０１３－０６－１７北京市自然科学基金（２１２２０１４）；北京市教委科研计划面上项目（ＫＭ２０１３１００１１００１）；教师队伍建设－青年英才计划（ＹＥＴＰ１４５３）＊联系人，ｘａｍｉｎｇ＠ｔｈ．ｂｔｂｕ．ｅｄｕ．ｃｎ

7、油脂、有机溶剂和盐雾的侵蚀，电绝缘性能好，同时还具有良好的耐低温性和耐磨性，在建筑、装饰、电子电路、防腐覆面材料等领域具有广泛的应用［２］。ＰＶＦ的熔点为１９０～２００℃，分解温度为２１０～２２０℃［３］，分解温度接近于熔融温度，且熔体黏度大，因此采用传统的热塑性塑料成型加工方法很难得到理想的薄膜［４］。本实验采用流延成膜的方法制备ＰＶＦ薄膜，研究溶剂、增塑剂的含量对ＰＶＦ薄膜力学性能、结晶行为的影响，以及ＰＶＦ成膜液处理工艺条件对ＰＶＦ薄膜表面形态的影响。１实验部分１．１主要原料ＰＶＦ，工业级，

8、上海爱富特新材料股份有限公司；ＤＭＦ、磷酸三丁酯，分析纯，北京化工厂；２０１４年１月中国塑料·７１·γ－丁内酯、ＤＯＰ，分析纯，国药集团化学制剂公司；消泡剂，南京华兴消泡剂有限公司。１．２主要设备及仪器电热恒温水浴锅，ＨＨＳ１－ＮＩ，北京长安科学仪器图２（ｂ）所示。因此２％～５％的ＰＶＦ浓度是较为理想的成膜液浓度范围，选用３％的成膜液浓度进行后续研究。厂；电热恒温鼓风干燥箱，ＤＨＧ－９２４５Ａ，上海一恒仪器有限公司；台式数控超声波清洗器，ＳＫ２５１０ＨＰ，上海科导超生仪器有限公司