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制备iPP/PE⁃HD/iPP三层微孔膜

导读:利用“黏性包覆”原理,通过毛细管流变仪详细研究了多相体系在流场中的分相机制和控制方法,基于单螺杆挤出流延机组制备了具有等规聚丙烯/高密度聚乙烯/等规聚丙烯(iPP/PE⁃HD


返回列表 来源:未知 发布日期:2020-06-17 09:22【
天津津腾实验设备有限公司了解到本文基于“黏性包覆”原理,创新地利用单螺杆挤出机组,通过狭缝式口模一次性挤出流延iPP/PE-HD/iPP膜片,使黏度比适合的iPP、PE-HD树脂在应力场与温度场的作用下,自发地分层,从而形成由低黏度的iPP包覆高黏度的PE-HD的结构,最后得到iPP/PE-HD/iPP结构的三层膜。在前期研究工作中,牵引比和退火对三层膜的影响已经做了相关研究,但是对于整个过渡层的晶体结构和微孔形成机制还未进行详细的探讨。本文将界面层视为是一个iPP、PE-HD共混的区域,将界面层单独抽离出来,制备了用于模拟界面过渡层的一层iPP/PE-HD共混膜,探究了不同微相结构对成孔的影响。从预制膜晶体形貌、微孔滤膜表面形貌上将共混膜和三层膜作了对比,进一步阐述了二者的差异与联系。

1样品制备
三层微孔膜的制备:将体积比为2:1的iPP、PE-HD粒料经过简单的物理共混后通过单螺杆挤出机熔融挤出,通过调控螺杆转速、卷取装置的卷取速度以及辊间距等工艺条件制备符合研究要求的预制膜;挤出机各段温度分别设置为:120、170、200、200、190℃、螺杆转速为10r/min、牵引辊辊温为90℃,调控牵引辊的速度,制备出不同牵引比的样品;将预制膜在120℃下退火30min;裁成标准样品进行后续拉伸;在25℃下,以200mm/min的速率沿着流延方向拉伸30%的应变量;升温至75℃,待温度稳定后以30mm/min的速率拉伸150%;再次升温至90℃,热固定20min后,使样品冷却至室温,得到三层微孔膜;共混微孔膜的制备:先将iPP与PE-HD质量比为50/50和25/75的粒料通过双螺杆挤出机预混,造粒备用;于单螺杆挤出机机组中制备共混预制膜,工艺参数同上;裁剪成标准样品,经过相同的冷拉、热拉、热固定后得到共混微孔膜。

2结论
(1)利用聚合物多相体系的黏性包覆原理,通过毛细管流变仪研究了多相体系在流场中的分相机制和控制方法,基于单螺杆挤出流延机组制备了具有iPP/PE-HD/iPP结构的三层膜,PE-HD的实际面积比高达91.2%,孔隙率可达51.82%,格利值为600s,为制备三层锂离子电池隔膜提供了一种简易的新方法;

(2)
天津津腾实验设备有限公司了解到在iPP/PE-HD共混膜中,iPP、PE-HD的两相结构对预制膜的晶体形貌和微孔膜的微孔形貌有不同的影响;海岛结构的P50样品,即使在高牵引比50下,仍然存在少量球晶,不利于拉伸过程中微孔的形成;而双连续结构的P25样品,iPP、PE-HD分别形成规整排列的片晶簇,有利于形成规整、均匀分布的微孔;牵引比的增加能够明显提高PE-HD的结晶度;

(3)共混膜一定程度上反映了三层膜中界面层的结构;两相共存导致微孔的形成并非简单的片晶分离;共混膜中微孔的形成是iPP、PE-HD相片晶分离以及iPP、PE-HD相界面处晶片破碎的共同结果;研究共混膜的结构和成孔机理,对三层膜界面层的研究具有方向性的指导意义;调节三层膜中界面层的微孔形貌,对整个三层膜功能的控制起着关键的作用。