双向拉伸工艺对UHMWPE隔膜结构与性能的影响

研究了双向拉伸工艺如拉伸温度、拉伸倍数与拉伸速率对超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)隔膜结构与性能的影响。结果表明：较低的拉伸温度与较快的拉伸速率更容易导致隔膜均匀拉伸,微孔分布变均匀;反之,较高的拉伸温度与较慢的拉伸速率会造成部分纤维束无法分离,隔膜结构均匀性变差;拉伸倍数增加,微孔结构逐渐被拉开,微孔分布变均匀,穿刺强度、横向/纵向拉伸强度增大。     

超高分子量聚乙烯纤维表面紫外接枝聚合改性研究

以二苯甲酮(BP)为引发剂,采用新型二步紫外接枝法在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维表面接枝了丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)等活性单体,利用全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-IR)、电子显微镜(SEM)分析证明了接枝层的存在,此外还通过紫外吸收光谱(UV)、全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-IR)、热裂解色谱质谱分析(Py-GCMS)对反应机理进行了分析.探索了接枝条件对接枝率的影响,接枝改性后的超高分子量聚乙烯纤维的粘结性能和亲水性能大大提升,其中界面剪切强度提升160.9％,水接触角从112.0°下降为67.88°.     

静电纺丝过程中纺丝速度的计算与分析

采用公式法和还原法分别计算静电纺丝速度,比较了2种方法的合理性。结果表明,由还原法得到的纺丝速度和加速度的变化趋势与理论受力分析结果相一致,加速度呈先上升后下降的趋势;而公式法得到的加速度呈逐渐上升趋势,与静电纺丝过程的受力分析结果背离。还原法得到的速率比值小于公式法计算得到的速率比值,还原法用于计算静电纺丝速度较为合理。     

超高分子量聚乙烯纤维用树脂性能与纺丝研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有许多卓越的性能,被广泛地应用于工业及一些特殊领域.研究了UH-MWPE树脂的性能,并进行UHMWPE的纺丝试验,发现不同厂家的纺丝用UHMWPE树脂在性能上存在一定差异,而且树脂性能的差异对纤维力学性能造成一定影响.     

干法与湿法凝胶纺丝UHMWPE纤维的结构与性能

比较干法与湿法凝胶纺丝工艺制得超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维的性能特征;采用扫描电镜观察纤维的表面形貌,利用X射线衍射计算其结晶度、晶粒尺寸及取向度,利用差示扫描量热仪测试纤维热性能等,并测试其力学性能及密度。结果表明:干法工艺制得的UHMWPE纤维较湿法工艺制得的纤维表面更为光滑、平整;采用干法工艺制得的纤维结晶度为72.54%,湿法工艺制得的为70.20%,两种工艺制得纤维均有较高的取向度;干法工艺制得的纤维断裂强度为31.87 cN/dtex,湿法工艺制得的为29.10cN/dtex,干法工艺制得的纤维力学性能更好;干法工艺制得的纤维密度增加得更大,熔点及熔融起始温度高,熔程短。     

聚丙烯腈纳米微纤的制备

电纺丝是制备纳米纤维的一种有效方法。对聚丙烯腈(PAN)与二醋酸纤维素(SCA)的混合溶液进行电纺丝,其中PAN:SCA 分别为50:50、80:20、90:10、95:5,发现当PAN:SCA =50:50 时,PAN 与SCA 各自成纤,而当 PAN 与 SCA 的比值增大时,SCA 往往分散于 PAN 纤维中。用丙酮洗涤后在 PAN 纤维表面出现凹坑,但丙酮的处理效果随 SC A 含量的降低而减弱。     

均匀设计优化湿法制备PE-UHMW锂离子电池隔膜

以黏均分子量为120万的超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)树脂为原材料,液体石蜡为稀释剂,采取湿法[热致相分离法(TIPS)]制备PE-UHMW锂离子电池隔膜。该方法以液体石蜡为溶剂,在挤出机双螺杆剪切和热的作用下,将PE-UHMW溶解,再通过挤出机挤出成型、冷却后进行固液相分离,然后将液体石蜡萃取出来制得膜,依靠液体石蜡在晶体间或晶体中萃取后形成孔隙。使用均匀设计试验对PE-UHMW锂离子电池隔膜的加工工艺进行了优化,采用DPS软件对均匀设计试验结果进行了回归分析。结果表明,当口模温度为225℃、螺杆转速为36 r/min、溶液浓度为24%、冷却温度为55℃时,PE-UHMW锂离子电池隔膜的透气率为820 s/(100 m L),拉伸强度为173 MPa,穿刺强度为5.05 N(隔膜厚度为20μm),与实验最优值相比,分别提高了53%,21%和11%;热收缩率为1.2%,与实验最优值相比下降了57%。     

超高分子量聚乙烯树脂颗粒形态与结构性能的关系

比较不同聚合工艺制备的2类超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂的差异,利用扫描电镜、热台显微镜、旋转流变仪、差示扫描量热分析、高温乌氏黏度计等研究了树脂的颗粒形态与其结构和性能之间的关系。结果表明,经预聚合工艺制得的树脂颗粒致密、规整、球形度高,且颗粒粒径与相对分子质量呈正相关关系,同时粒径越大,UHMWPE/白油体系的黏度越大;未经预聚合工艺制得的树脂颗粒表面凹凸不平,树脂在白油中出现分裂现象,且升温过程中黏度出现波动,其颗粒粒径与相对分子质量或黏度不存在相关性。     

流变学方法测定UHMWPE树脂的相对分子质量及其分布

相对分子质量及其分布是超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)树脂的一个重要指标。采用流变学手段测定了UHMWPE树脂的重均相对分子质量(M_w)及其分布,并与凝胶渗透色谱(CPC)法测试结果进行对比。结果表明:利用傅里叶变换将应力松弛实验的时域信号数据转换为频域信号数据,再结合流变仪频率扫描的结果得到较为完整的流变学数据,然后将储能模量和损耗模量转换到松弛谱得到松弛模量,可以计算出UHMWPE树脂的M_w及其分布;流变学方法测定UHMWPE的M_w的变化趋势与GPC方法结果相同;采用流变学方法测定UHMWPE树脂的M_w及其分布,速度快、重复性高,且不需要溶剂来溶解UHMWPE树脂。     

超高分子量聚乙烯锂电池隔膜的制备及其发展趋势

介绍了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)锂电池隔膜的加工工艺以及熔融挤出拉伸法、热致相分离法对应的结构演变过程。针对UHMWPE锂电池隔膜耐热稳定性差、对电解液浸润性差等缺点,介绍了隔膜表面改性的几种方法,总结了各方法的优缺点,并对UHMWPE隔膜的发展趋势进行了展望。