硬彈性聚乙烯膜的制備及拉伸成孔研究.pdf

1、聚乙烯是一種常用來(lái)制作硬彈性材料，是制備鋰離子電池隔膜重要材料之一。聚乙烯微孔膜一般是使用熔融拉伸法來(lái)制備。熔體拉伸方法是一種常用的制備聚烯烴多孔膜的方法，此種方法制備隔膜常經(jīng)過(guò)以下三個(gè)步驟:(1)首先制備出擁有排狀片晶結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體膜;(2)接著對(duì)前驅(qū)體膜進(jìn)行一定條件（如溫度，時(shí)間等）的熱處理，片晶增厚和變得完善;(3)最后常溫進(jìn)行冷拉伸形成微孔，緊接著在高溫下進(jìn)行熱拉伸使微孔擴(kuò)張。
　　本論文主要從不同熔體拉伸比，熱處理時(shí)間，拉

2、伸比以及線性低密度聚乙烯(LLDPE)的含量對(duì)聚乙烯微孔膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。建立流延膜初始結(jié)構(gòu)與性能到最終拉伸微孔膜的結(jié)構(gòu)與性能的發(fā)展關(guān)系。我們采用了差示掃描量熱分析(DSC)，掃描電子顯微鏡(SEM)，小角散射(SAXS)，孔徑分布和透氣性等方法對(duì)樣品進(jìn)行了表征。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　1、隨著熔體牽伸比(MDR)的提高，聚乙烯流延膜和熱處理膜的彈性回復(fù)率逐漸增大，當(dāng)MDR大于134時(shí)，彈性回復(fù)率略微降低，與對(duì)應(yīng)的拉伸微

3、孔膜的透氣性能變化趨勢(shì)是一致的;當(dāng)MDR大于80時(shí)，聚乙烯流延膜顯示出明顯的硬彈性行為;在MDR為134時(shí)，微孔膜能得到最佳的透氣性能和抗熱收縮性能。
　　2、隨著熱處理時(shí)間逐漸增加到3小時(shí)，片晶厚度不斷增加，結(jié)構(gòu)排列更加均勻。對(duì)應(yīng)的微孔膜擁有更高的孔隙率、更高的孔徑尺寸，更均一的孔徑分布以及更低的Gurley值。當(dāng)熱處理時(shí)間增加到4小時(shí)時(shí)，由于熱處理溫度在熔點(diǎn)附近(125℃)，較長(zhǎng)時(shí)間容易使之前形成的片晶結(jié)構(gòu)遭到破壞，最終導(dǎo)致片

4、晶厚度和孔隙率降低，微孔膜的Gurley值增加。
　　3、在室溫拉伸過(guò)程中，由于片晶的分離誘發(fā)架橋的出現(xiàn)和微孔的形成。在冷拉45％時(shí)，初始微孔出現(xiàn)，更大的拉伸比導(dǎo)致更大的片晶分離，但同時(shí)也會(huì)引起片晶結(jié)構(gòu)的變形。在熱拉過(guò)程中，隨著熱拉比的提高，可以得到更加良好的透氣性能以及形成更多的架橋結(jié)構(gòu)。聚乙烯微孔膜的微孔的形成過(guò)程與聚丙烯微孔膜是相似的。不同的是，在聚乙烯微孔膜的制備過(guò)程中，熱處理的形成的新晶體與主片晶的分離對(duì)于形成初始架橋的

5、貢獻(xiàn)不能被嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)。
　　4、基于熔體拉伸機(jī)理，制備出HDPE/LLDPE膜，并證實(shí)了它們之間存在共結(jié)晶行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與未添加LLDPE相比，添加了12wt％ LLDPE的流延膜的熔融峰溫度明顯移向了低溫方向。從DSC數(shù)據(jù)上看，HDPE與LLDPE只存在一個(gè)結(jié)晶相，最終拉伸微孔膜的孔隙率降低了43.9％和Gurley值增加了143.0％。當(dāng)LLDPE添加量為5wt％時(shí)是比較適合制備微孔膜的，微孔膜在獲得良好穿刺強(qiáng)度的同時(shí)