熔融物挤压拉仲法制备UHMWPE微孔膜微观结构及性能研究.pdf

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1、塑料工业第40卷SlCHINAPLASTICSINDUSTRY2012年5月熔融物挤压拉仲法制备UHMWPE微孔膜微观结构及性能研究杨晓娟，苑会林，韩娟娟，王新星，李明昆(北京化工大学材料科学与工程学院，北京100029)摘要：利用液体石蜡作溶剂，根据热致相分离的原理，通过双螺杆制备了超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)微孔膜；并研究了不同聚合物初始浓度及助剂对微孑L膜的结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)和水通量，孔隙率等测试表征方法得出，随着聚合物初始浓度的增加，膜的孑L隙率、水通量都逐渐降低，而拉伸强度和断裂伸长率则逐

2、渐增强；助剂SiO和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能使孔隙率、水通量增大。关键词：超过摩尔质量聚乙烯；微孔膜；双螺杆；热致相分离中图分类号：TQ325．12文献标识码：B文章编号：1005—5770(2012)S1—0106—04ResearchonMicroscopicStructureandPerformanceofUHMWPEMicroporousMembranesviaMeltExtrusionStretchingMethodYANGXiao-juan，YUANHui。lin，HANJuan-juan，LIMing。kun(Mat

3、erialsScienceandEngineeringCollege，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：Usingliquidparafinassolvent，accordingtotheprincipleofthermalphaseseparation，UH—MWPEmicroporousmembranewaspreparedbytwin‘screw．Thestructureandpropertiesofthemicroporous

4、membranewithdifferentconcentrationofUHMWPEandadditiveswerestudied．Scanningelectronicmicro—scope(SEM)，waterfluxandporositywereusedincharacterization．Theconclusionwasthatmembranepo—rosity，thewaterfluxdecreasedwiththeincreaseofthepolymerinitialconcentration，whilethetensil

5、estrengthandfractureelongationgraduallyincreased；additivesSiO2andPVPenablesporosity，waterfluxin—creased．Keywords：UHMWPE；MicroporousMembranes；Twinscrew；ThermalPhaseSeparation超高摩尔质量聚乙烯是指黏均摩尔质量大于150厂；二氧化硅(SiO)：法国罗地亚；液体石蜡：天万g／mol的一种线性聚乙烯。极高的摩尔质量使它具津红岩公司石油化工厂；乙醇：北京北化精细化学品有常

6、规聚乙烯不具备的而且也是其他工程塑料很难媲有限公司；聚乙烯吡咯烷酮(PVP)：北京北化精细美的力学性能，UHMWPE是塑料中最耐磨、韧性最化学品有限公司。好的塑料¨j。优良的耐化学腐蚀性，机械性能使双螺杆挤出机：昆山科信橡塑机械有限公司；电UHMWPE成为锂离子电池隔膜的良好选择。但由于子显微镜：JSM-6360LV型，日本HITACHI公司；拉相对分子质量相当大、分子链之问的编结多，使得链力试验机：CMT4101型，深圳新三思(SANS)计量段运动即使在加热情况下也相当困难，因此UHM—技术有限公司；纯水通量测试仪：自制。WPE熔

7、体黏度极大、流动性极差，在较低剪切速率1．2材料的制备下，UHMWPE熔体就有可能产生破裂以致制品表面将UHMWPE与一定量的液体石蜡混合均匀，在出现裂纹，故难以进行成型加工。本文采用热致双螺杆中挤出成型。将制得试样浸泡于二氯甲烷中，相分离的原理l3J，使用双螺杆l4制备UHMWPE锂离萃取24h，取出抽气烘干。子电池膜。研究了溶剂、助剂对UHMWPE膜的成1．3测试与表征型及性能的影响。膜微观结构：采用电子扫描显微镜观察；膜孑L隙l实验部分率：采用表观密度法。从所得试样膜中截取2cm×21．1主要试剂与仪器em的均匀的正方形，测量

8、厚度，称出质量m，算出UHMWPE：北京东方石油化工有限公司助剂二表观密度，膜孔隙率=1一P表观／p实际。取3个试样，网2中，可以清楚的看到，随着UHMWPE用量聚合物晶体之间、聚合物与SiO之间，而由于SiO的增加，孔隙率逐渐降低，