论文部分内容阅读
硬弹性膜材料是制备微孔膜的基础。本文采用熔融挤出—高倍拉伸—退火处理法制备硬弹性等规聚丙烯（iPP）薄膜。研究了聚丙烯分子量及其分布、熔体挤出温度、拉伸比、退火温度、退火时间、不同成核剂的含量等因素对聚丙烯膜的结晶行为与结晶结构、拉伸性能、弹性回复率的影响，成功制备了弹性回复率大于95％的硬弹性iPP薄膜。研究结果表明：（1）两种等规聚丙烯iPP-A及iPP-B均为假塑性流体，随着剪切速率的增加，二者的表观剪切粘度下降，呈现出假塑性流体典型的“剪切变稀”行为。在相同的温度和剪切速率下，平均分子量较小、分布较宽的iPP-B的表观剪切粘度小于iPP-A的表观剪切粘度，拉伸粘度低于iPP-A的拉伸粘度，表明对于剪切或拉伸流动占主导地位的加工过程，iPP-B熔体更容易发生流动。相同温度时，分子量分布较宽的iPP-B熔体的拉伸破裂强度大于iPP-A熔体的拉伸破裂强度，表明iPP-B熔体具有较高的可拉伸性，可以达到较大的拉伸比。（2）影响iPP薄膜硬弹性的主要因素有熔体挤出温度、拉伸比、退火温度、退火时间等。在相同的条件下，分子量较高、分子量分布较窄的iPP-A薄膜的弹性回复率、拉伸性能优于iPP-B薄膜。随着挤出温度升高，iPP薄膜的弹性回复率ER50值减小，拉伸强度和断裂伸长率减小。随着拉伸比增加，iPP-A薄膜的熔点升高、片晶厚度和结晶度增加；随着拉伸比增加，iPP膜的弹性回复率增加，拉伸强度增加，断裂伸长率下降。随着退火温度的升高和退火时间的延长，iPP薄膜的熔点升高、片晶厚度和结晶度逐渐增加，弹性回复率逐渐增大，拉伸强度增大，断裂伸长率减小。（3）加入α成核剂后，iPP树脂的熔点与结晶温度升高，结晶诱导期变短，结晶速率增大，结晶度增加。随着α成核剂质量分数的增加，iPP的拉伸性能和弯曲性能得到了一定程度的提高。加入β成核剂后，iPP由原来的均相结晶转变为异相结晶，其结晶温度提高，结晶速率加快，球晶尺寸减小，结晶度提高，力学性能也得到提高。β成核剂的加入还有利于iPP中β晶型的形成，诱导了相当一部分α晶型向β晶型转变。随着β成核剂质量分数的增加，iPP结晶中β晶相对质量分数增加。（4）α和β成核剂的加入使得iPP薄膜的熔点升高、片晶厚度和结晶度增加，弹性回复率增大。AFM图表明，硬弹性iPP-A薄膜中含有垂直于薄膜挤出方向且平行排列的片晶结构。