縱橫向拉伸對聚四氟乙烯薄膜性能的影響
聚四氟乙烯在由樹脂形成薄膜的過程中,收到擠壓、雙向拉伸、熱定型等作用,在外力作用下會有不同程度的解離和取向作用而產(chǎn)生形變。形變引起了聚合物整個結(jié)構(gòu)體系的變化,變化的類型、大小與聚合物的性能和加工條件有關(guān),影響因素包括分子量、聚合物的初始狀態(tài)、拉伸溫度、拉伸方向(單向、雙向、同時、順序),以及形變率和形態(tài)大小。這種變化作用直接影響到薄膜的結(jié)構(gòu)和性能,包括取向分布、結(jié)晶性、熱性能、光學(xué)性能、膜的厚度、孔特性、力學(xué)性能和各向異性等。
薄膜經(jīng)過單向的縱向拉伸時,聚四氟乙烯的多晶聚集體開始延伸,形成一些原纖,原纖與拉伸方平行,同時原纖長度增加,這種原纖的截面寬且薄,大闊度大約在100nm,小的原纖卻只有0.5-1.0nm。
橫向拉伸能夠更好的控制薄膜的微孔結(jié)構(gòu)、厚度等,沿著橫向拉伸方向上的薄膜各部分收到的橫向拉伸是不均勻的,與薄膜的兩側(cè)相比較,薄膜中間部分的拉伸會比較小,不均勻的橫向拉伸造成薄膜橫向拉伸方向上中間區(qū)域孔徑小,孔隙率低,而兩邊的孔徑大,孔隙率也大。薄膜橫向拉伸方向上微孔結(jié)構(gòu)的差異會影響薄膜及其層壓織物的防水性和透濕性。橫向拉伸速度有時候也會對聚四氟乙烯薄膜的性能產(chǎn)生影響,一般情況下,橫向拉伸或者擴幅的速度越高,孔隙率越大,平均孔徑也會比較低。快速拉伸時薄膜較厚的區(qū)域的長度下,而低速拉伸會造成薄膜邊緣過度伸長,不能對基帶中央?yún)^(qū)域進(jìn)行有效的拉伸,因此較厚區(qū)域的長度大。在不同的拉伸速率下,拉伸速率影響應(yīng)力的傳遞,高速度拉伸時,由于材料的應(yīng)變硬化以及速率敏感效應(yīng)導(dǎo)致材料厚度減薄區(qū)繼續(xù)形變的應(yīng)力增大,應(yīng)力快速向基帶中央傳遞,是薄膜橫向方向上厚度和微孔結(jié)構(gòu)物趨于一致;而在低速下拉伸,首先將基帶兩側(cè)進(jìn)行拉伸,原纖被遷出,繼而伸長。當(dāng)原纖完全伸長后,應(yīng)力才向基帶中間傳遞,造成薄膜兩側(cè)孔徑大,厚度薄。因此要想得到孔隙率高、孔隙與厚度均勻,尺寸穩(wěn)定的微孔薄膜,拉伸速率是關(guān)鍵因素之一。
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