聚烯烴-碳酸鈣復(fù)合材料多孔膜的研究.pdf

1、本文研究了采用三層共擠流延拉伸法生產(chǎn)聚烯烴/碳酸鈣復(fù)合材料多孔膜的組成、結(jié)構(gòu)、工藝。通過中試生產(chǎn)試驗發(fā)現(xiàn)，聚丙烯是一種性能優(yōu)異的多孔膜基材，600目碳酸鈣是一種高性價比的多孔膜致孔劑。主要研究內(nèi)容如下：
　?、叛芯苛藷o機填料——碳酸鈣的表面形貌及表面改性方法，采用了硬脂酸、硼酸酯偶聯(lián)劑對致孔劑碳酸鈣進(jìn)行改性，對比了改性前后致孔劑碳酸鈣的表面活化效果，結(jié)果表明硼酸酯偶聯(lián)劑的改性效果比硬脂酸好，以碳酸鈣總量的4％或者填充體系的2%添加

2、硼酸酯偶聯(lián)劑，改性效果最佳。以此同時，還探究了硬脂酸、硼酸酯偶聯(lián)劑對致孔劑碳酸鈣的表面改性機理。結(jié)果表面，硬脂酸、硼酸酯偶聯(lián)劑對致孔劑碳酸鈣表面改性時，既有物理包覆又有化學(xué)鍵合。
　?、蒲芯苛艘訡aCO3為填料不同基材的復(fù)合材料，如：LDPE/CaCO3、HDPE/CaCO3和PP/CaCO3填充復(fù)合體系的斷面形貌，結(jié)果表明PP與CaCO3相容性較好。以此同時，還探究了PP和致孔劑碳酸鈣兩者的作用機理，結(jié)果表明，CaCO3在PP中

3、分散較好是因為PP支鏈含量多并且支鏈分布均勻；致孔劑碳酸鈣的添加使PP的α大球晶細(xì)化并且誘導(dǎo)β晶生成；600目碳酸鈣/PP復(fù)合材料有優(yōu)異的拉伸強度和尺寸穩(wěn)定性。
　?、轻槍P/CaCO3填充復(fù)合體系研究其加工流變、結(jié)晶等性能。結(jié)果表明，PP/CaCO3填充復(fù)合體系是典型的假塑性流體；碳酸鈣增加了聚丙烯的自由體積，降低了玻璃化溫度；硼酸酯偶聯(lián)劑改性的碳酸鈣在聚丙烯中分散均勻，使聚丙烯結(jié)晶峰往高溫偏移。
　　⑷分析了流延成膜工

4、藝對多孔膜微孔密度和孔徑尺寸的影響。結(jié)果表明，冷卻過快，碳酸鈣來不及分散，形成島相，多孔膜表面粗糙，聚丙烯晶體變細(xì)，晶核密度高，多孔膜表面形成致密的皮層；拉伸速率過大，聚丙烯形成的晶體缺陷較多，碳酸鈣從基體中脫落，多孔膜粗糙，微孔尺寸減少；后期的熱處理有利于結(jié)晶體重排，修復(fù)晶體缺陷，減少碳酸鈣島相的區(qū)域半徑，提高多孔膜表面微孔密度。
　?、商剿髁司巯N/碳酸鈣復(fù)合材料多孔膜的結(jié)晶行為以及非等溫結(jié)晶動力學(xué)。結(jié)果表明，致孔劑碳酸鈣在聚

5、丙烯結(jié)晶的過程中起到異相成核作用，誘導(dǎo)聚丙烯的β晶的產(chǎn)生；隨著升溫速率的加快，Tg、Tb、Tp都向高溫區(qū)偏移，即表現(xiàn)出明顯的動力學(xué)特征，同時β晶生長較快，體積分?jǐn)?shù)接近α晶；聚丙烯合金多孔膜的玻璃轉(zhuǎn)變激活能、晶化起始激活能、晶化峰的激活能大于純聚丙烯膜的晶化峰的激活能的玻璃轉(zhuǎn)化、晶化起始、晶化峰值的表觀激活能，分別為55.38 kJ/mol、1167.45kJ/mol、588.46kJ/mol。其中，根據(jù)特征溫度值和晶化起始溫度值，可以認(rèn)