熱致相分離法制備UHMWPE多孔膜及性能研究.pdf

1、聚合物微孔膜材料已被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池隔膜中，通常采用相分離法或熔體拉伸方法制備。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)依據(jù)熱誘導(dǎo)相分離機(jī)理可以用來制備多孔膜。本論文選用石蠟油(LP)作為稀釋劑，首先制備了UHMWPE/LP二元體系的共混物，研究了制備工藝及擠出加工性能，擠出流延成膜后研究了雙向拉伸工藝、二次橫向拉伸及“萃取-拉伸”工藝順序?qū)ξ⒖啄そY(jié)構(gòu)與性能的影響，得到以下結(jié)論:
　　1、在UHMWPE/LP體系中，溶脹溫度200℃、

2、密煉機(jī)轉(zhuǎn)速90rpm時(shí)，UHMWPE能被均勻塑化且沒有明顯的氧化降解現(xiàn)象。
　　2、UHMWPE/LP共混體系的二元相圖中，動(dòng)態(tài)結(jié)晶溫度隨著體系中UHMWPE含量增加而增大，濁點(diǎn)溫度則是先減小再增大。兩條溫度曲線將相圖分成三部分，分別是均相液相、兩相固液相和兩相液-液相。UHMWPE含量10％時(shí)，萃取后的微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)典型的由液液相分離帶來的蜂窩狀孔結(jié)構(gòu);UHMWPE含量20％～50％之間，呈現(xiàn)出由UHMWPE結(jié)晶帶來的固液相分離后

3、典型的球晶內(nèi)和球晶間孔結(jié)構(gòu);UHMWPE含量70％以上時(shí)，孔明顯減少。
　　3、采用高壓毛細(xì)管流變儀研究了UHMWPE/LP體系加工過程壓力振蕩現(xiàn)象，結(jié)果顯示:隨著LP含量的增加，壓力振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)先減弱再增加的趨勢(shì)，當(dāng)LP含量為30％時(shí)擠出平穩(wěn);隨著擠出溫度的升高，壓力振蕩現(xiàn)象減弱，在175℃下，擠出較為平穩(wěn);隨著UHMWPE分子量的增加，擠出穩(wěn)定性下降明顯。UHMWPE/LP共混體系呈現(xiàn)典型的假塑性流體行為。
　　4、在先

4、拉伸后萃取制備微孔膜過程中，經(jīng)過縱向拉伸后的UHMWPE/LP共混流延膜，在橫向拉伸過程中應(yīng)力要明顯小于縱向拉伸。拉伸比從110％到120％結(jié)晶度無明顯變化，拉伸比從130％到150％結(jié)晶度降低，大倍率拉伸時(shí)球晶被拉伸脫離。隨著拉伸倍率增大，透氣性能變好，透氣率從1141s減少到653s。而孔隙率則變化不大，維持在56％。
　　5、在先拉伸后萃取制備微孔膜過程中，二次橫向拉伸過程中隨拉伸比增大，透氣性能變好，如:雙向拉伸比在130