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《原位小角x射线散射研究热拉工艺对熔融拉伸法制备的聚丙烯微孔膜结构的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、原位小角X射线散射研宄热拉工艺对熔融拉伸法制备的聚丙烯微孔膜结构的影响王卫徐佳丽林元菲李薛宇孟令蒲李良彬石河子大学化学化工学院新疆兵团化工绿色过程重点实验室中国科学技术大学国家同步辐射实验室采用原位小角X射线散射和扫描电子显微镜研究了热拉过程中，拉伸比和拉伸温度对熔融拉伸法制备的聚丙烯微孔膜晶体和孔洞结构的影响.研究结果表明，冷拉、热定型过程中片晶簇被分离开，其内部结构在热拉过程中不发生分离等变形;随着热拉拉仲比的增加，片晶簇间架桥长度不断增大;与冷拉、热定型样品相比，热拉后的微孔膜架桥沿垂直于拉伸方向只有较好的周期性.不同的拉伸温度结果表明，架桥长度随
2、拉伸温度升高而增加;温度过高时架桥会发生熔融.关键词：聚丙烯微孔膜;原位小角X射线散射;冷拉-热定型-热拉;微孔;片晶簇;和1^).3尺2.5.(1)将拉伸温度分别设定为127，135和153°C,以0.2mm/s的拉伸速度热拉伸至150%,分别于128.3,136.8及154.5°C热定型20min,将样品温度降至室温.为了便于描述，将样品分别定义为Wl27,Wl35和Wl53.2结果与讨论2.1不同热拉拉伸比对聚丙烯微孔膜结构的影响图2为不同应变的热拉以及相应的热定型、降温过程中采集到的二维SAXS散射图样.热拉过程UJULo.aRi.5,L0.3R
3、2.0,Lo.3R2.5的采集时间分别为120,180,240,300S.热定型和降温过程采集时间相同.可以看出，热拉、热定型及降温过程中,在垂直于拉伸方向具有尖锐的散射信号，表明微孔膜中生成了沿拉伸方向取向的微孔和纤维晶架桥.Fig.22DSAXSpatternsofsamplesstretchedto30%atroomtemperatureandthenhotstretchedwithdifferentstrains(A1—A4)，heat-set(BI—B4)andcooleddown(Cl一C4)(Al—Cl)L0.3R1.0;(A2—C2)L0
4、.3R1.5;(A3—C3)L0.3R2.0;(A4—C4)L0.3R2.5.阁3为不同拉仲比的微孔膜的电镜照片.可以观察到不同热拉拉仲比制得的微孔膜的骨架片晶簇的厚度和差不大，架桥长度却和差较大.对微孔膜UA.。，Lo.3R,.5,Lo.3R,o,U:此.5以及冷拉热定型样品U3的电镜照片中架桥的长度和片晶簇厚度进行数据统计(如图4)，结果表明，不同样品片晶簇的厚度基本相同，而片晶簇间架桥长度从40nm(冷拉热定型样品)增加至230nm(L0.3R2.5).Fig.3SEMimagesofL0.3andothermembraneswithdiffere
5、nthotstretchingratios卜载原图(A)L0.3R1.0;(B)L0.3R1.5;(C)L0.3R2.0;(D)L0.3R2.5;(E)L0.3.微孔膜沿着水平方向的无定形和晶体区域的平均厚度可通过电子密度分布相关函数K(z)[17,18]得到:式中：z为拉伸方向；I为散射强度.Fig.4Averagelengthofbridges(a)，lamellarstackthickness(b)，meanlamellarthickness(c)andlongperiod(d)Fig.5Curvesofone-dimensionalelectro
6、ndensitycorrelationfunctionInset:longperiod（L）andamorphousthickness（da）.图5为通过一维相关函数得到聚丙烯微孔膜的片晶长周期（L）和片晶间无定形区厚度（dj.通过DSC计算所有微孔膜结晶度均大于50%，因此得到的较小值土为无定形厚度，片晶的厚度为将得到的片晶的平均厚度、长周期以及架桥的平均长度、片晶簇的平均厚度进行对比（图4），结果表明，片晶簇的厚度以及片晶长周期和片晶厚度几乎相同，说明热拉过程屮片晶簇内的无定形区没有发生形变，片晶簇屮片晶的数目也变化不大.因此，冷拉热定型过程中被分离
7、开的片晶簇在热拉过程中几乎不会发生变化，只是片晶簇进一步分离，连接片晶簇之间的架桥在拉伸作用下进一步变长.Fig.6SAXSintegralcurvesalongequatorialdirectionofL0.3andmicroporousfilmsmadeofdifferentdrawratiosathighertemperature对冷拉热定型与热拉制得的微孔膜SAXS图样进行竖直方向的强度积分，可得到一维积分强度曲线（图6）.与冷拉热定型样品相比，热拉后的微孔膜在竖直方向散射峰更明显、强度更大，表明热拉可诱导生成周期性更好的架桥结构，且架桥数量更多
8、.对比不同的热拉拉伸比，可以看出，随着拉伸比的增加，q值变小,长周期变大，说明随
