熔體拉伸聚烯烴微孔膜的制備研究.pdf

1、熔體拉伸法是目前制備鋰電池微孔膜的重要方法。在熔體拉伸流動場中，熔體受到應(yīng)力場和溫度場的共同作用，形成垂直于擠出方向平行排列的片晶。分子量、分子量分布、等規(guī)度、支化度等樹脂參數(shù)及熔體冷卻、熔體牽伸比、熱處理條件、拉伸工藝、熱定型工藝等加工參數(shù)影響流延膜的結(jié)晶形態(tài)和最終成孔結(jié)構(gòu)。
　　本文的第一部分考察了聚乙烯(PE)原料的熔融指數(shù)（MFI）對干法單拉的微孔膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。分析了不同MFI的PE的分子量及分子量分布，結(jié)晶能力等參

2、數(shù)對初始前驅(qū)體膜微觀結(jié)構(gòu)的影響，并表征了不同熔指PE制備的微孔膜的各項性能。第二部分是使用小角/廣角X射線衍射（SAXS/WAXS）跟蹤了聚丙烯(PP)微孔膜整個拉伸過程，研究了微孔膜的片晶、孔洞、架橋等微觀結(jié)構(gòu)在拉伸過程中變化，推斷整個拉伸過程薄膜從平行排列的片晶結(jié)構(gòu)經(jīng)過冷拉-升溫-熱拉，轉(zhuǎn)變成孔洞、架橋、片晶堆交錯均勻排列的結(jié)構(gòu)的演化過程。明確了孔洞、架橋的出現(xiàn)時間和生長過程。
　　實(shí)驗結(jié)果表明：
　　1、表征了5種不同

3、熔指PE制備的微孔膜各項性能。測試了各PE前驅(qū)體膜的取向度、片晶厚度和Tie鏈含量。PE1具有較大的Mz值，初始流延膜的Tie鏈含量為0.112％，取向度為0.204，片晶厚度為15nm。PE2和PE3具有一定的低分子量部分和高分子量部分，初始流延膜的Tie鏈含量約為0.06%-0.08%，取向度約0.26，片晶厚度約為17nm。PE4和PE5具有較少低分子量部分，初始流延膜的Tie鏈含量約為0.05%-0.06%，取向度僅0.17，片

4、晶厚度僅14.5nm。PE1具有太多大分子部分因而在拉伸過程中不利于片晶分離。PE4和PE5片晶太薄不能支撐孔洞結(jié)構(gòu)。只有PE2和PE3適合制造孔隙率大約48%，有較好的透氣性，可應(yīng)用于鋰電池隔膜的制備。
　　2、使用了SAXS/WAXS與拉伸裝置聯(lián)用跟蹤整個聚丙烯微孔膜的拉伸過程。聚丙烯熱處理膜冷拉20%時，初始孔核生成，但無明顯孔洞及架橋信號，主片晶、子晶被破壞；升溫130℃，無定型區(qū)熔融收縮，孔洞擴(kuò)大；熱拉到20%，SAXS