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淺析吹脹比對聚丙烯微孔膜性能的影響

導(dǎo)讀:本文淺析了吹脹比對聚丙烯微孔膜性能的影響。


返回列表 來源：未知 發(fā)布日期：2020-05-25 10:26【大 中 小】
依據(jù)熔體拉伸成孔機(jī)理制備的聚丙烯(PP)微孔膜已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，并廣泛應(yīng)用在鋰離子電池中作為隔膜使用。通常，制備過程包括以下4個步驟:

(1)聚合物熔體離開口模后，在溫度場及拉伸應(yīng)力場共同作用下，誘發(fā)形成高度排列有序且垂直于口模擠出方向的片晶結(jié)構(gòu);

(2)熱處理，完善初始片晶結(jié)構(gòu)，消除片晶缺陷;

(3)常溫拉伸，誘發(fā)片晶分離形成初始孔核;高溫拉伸，擴(kuò)大微孔尺寸;

(4)熱定型，穩(wěn)定拉伸孔洞結(jié)構(gòu)。目前，國產(chǎn)化的聚丙烯微孔膜，在初始膜制備過程中均采用擠出流延單向取向方法，這導(dǎo)致后拉伸微孔膜存在“易撕裂”、“橫向強(qiáng)度較低”等天然缺陷，直接影響其推廣應(yīng)用。而擠出吹塑是一個雙向拉伸過程，后拉伸制備的微孔膜，不但橫向強(qiáng)度明顯提高，微孔膜厚度也能夠得到有效降低。

1.聚丙烯吹塑初始膜的制備使用
擠出吹塑機(jī)制備聚丙烯吹塑膜，模頭區(qū)溫度設(shè)定為200℃。實(shí)驗(yàn)中固定螺桿擠出速度為25r/min，牽引輥速為40r/min，控制牽伸比為50。并通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣量控制吹脹比，試樣的吹脹比分別為0.75、1、1.4和2.1，再調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)環(huán)風(fēng)量，保持相同的冷卻線高度。實(shí)驗(yàn)制備的吹塑膜對應(yīng)厚度分別為25、20、16和12μm。

2.聚丙烯微孔膜的制備
天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司具有不同吹脹比的吹塑膜置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行熱處理，熱處理時間為30min，熱處理溫度為145℃。熱處理后的吹塑膜在25℃的條件下，以50mm/min的速度拉伸25%，再升溫到130℃，以50mm/min的速度拉伸100%，最后，升溫到145℃進(jìn)行熱定型，熱定型時間為10min。

3結(jié)論
吹脹比對擠出吹塑法制備的PP微孔膜的結(jié)構(gòu)和性能具有顯著影響。吹塑成型中橫向應(yīng)力場的存在能夠提高初始膜的橫向強(qiáng)度，增加微孔膜的穿刺性能。但是，較大的吹脹比反而降低初始膜片晶結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，直接影響拉伸微孔膜的性能。當(dāng)吹脹比為1時，初始膜具有規(guī)整的片晶結(jié)構(gòu)，制備的微孔膜透氣性和熱收縮性能較佳，但穿刺強(qiáng)度較低。隨著吹脹比增大到1.4時，初始膜具有較規(guī)整的片晶結(jié)構(gòu)且橫向強(qiáng)度明顯提高，對應(yīng)的微孔膜不僅具有較好的透氣性和熱收縮性能，且穿刺強(qiáng)度得到了明顯改善。但當(dāng)吹脹比繼續(xù)增大到2.1時，初始膜及微孔膜性能變差。