超高分子量聚乙烯微孔材料基礎(chǔ)物理及應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2020-12-12 11:19
因其大比表面積特性,優(yōu)異的力學性能、耐腐蝕性和高性價比,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)多孔材料在能源、環(huán)境等領(lǐng)域應(yīng)用的越來越廣泛。UHMWPE微孔膜和多孔纖維加工涉及凝膠擠出、單向或雙向拉伸、溶劑萃取、干燥等工序,是多維加工外場(拉伸倍率、拉伸溫度、拉伸方式等)作用下多尺度結(jié)構(gòu)演化的動態(tài)連續(xù)過程。理解其拉伸過程中的微觀結(jié)構(gòu)演變機理,建立加工—結(jié)構(gòu)—性能關(guān)系是實現(xiàn)微孔膜和纖維結(jié)構(gòu)、性能精準調(diào)控的關(guān)鍵。作為二維材料,微孔膜均采用雙向拉伸的方式制得,加工過程中需經(jīng)歷縱向與橫向二維應(yīng)力場和溫度場的耦合作用。然而,關(guān)于拉伸誘導的UHMWPE結(jié)構(gòu)演化的研究大多是在一維應(yīng)力場作用下,其在二維應(yīng)力場及溫度場共同作用下UHMWPE的晶體演化過程研究較少。本論文基于薄膜拉伸加工物理多尺度結(jié)構(gòu)研究平臺,結(jié)合掃描電鏡(SEM)等離線表征技術(shù)研究了雙向拉伸二維應(yīng)力場作用下UHMWPE凝膠膜的結(jié)構(gòu)演化機理,構(gòu)建了縱向、橫向二維應(yīng)變參數(shù)空間內(nèi)形態(tài)相圖;研究了溫度場作用下UHMWPE微孔膜的結(jié)構(gòu)演化機制和力學行為;研究了 UHMWPE多孔膜和多孔纖維在分離、離子吸附等水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。主要的研究成果和結(jié)論如下:(1...
【文章來源】:中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:126 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1.熱致相分離產(chǎn)生的海綿狀結(jié)構(gòu)
?第1章緒論???多孔膜。Sheng等人[51]利用靜電紡絲法制備了?PAN多孔膜,并采用涂層處理的??方式使得PAN多孔膜具有良好的疏水性,將其用作防水透濕膜。??_,畫_??■參?-—??圖1.2.靜電紡絲裝置示意圖。[117]??3.拉伸法??The?Rolling??axid?the?first?Stretcshing?Direction??mm??50?um?50fim??圖1.3.拉伸法制備的PTFE微孔膜SEM圖。[5()]??拉伸法制備聚合物多孔膜主要針對于難溶的聚合物,如PTFE、PP、PE及??PVDF材料中。例如在PTFE多孔膜制備工藝中,首先將微米級的PTFE粉末與??添加劑混合后經(jīng)擠出機擠出成PTFE條帶,再經(jīng)過輥壓機壓延制成薄片狀膜,之??后去除添加劑進行縱橫向兩方向的拉伸,最后經(jīng)過熱定型處理得到PTFE多孔膜。??[52]?Kurumada等人[53]研宄了單軸和雙軸拉伸對微孔結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)單軸拉??伸可制備出島狀結(jié)構(gòu)多孔結(jié)構(gòu),而雙軸拉伸可制備出格子狀多孔結(jié)構(gòu)。Kitamura??等人[52]通過拉伸比、拉伸溫度和拉伸速率等拉伸條件的調(diào)整來改變和控制PTFE??7??
?第1章緒論???多孔膜。Sheng等人[51]利用靜電紡絲法制備了?PAN多孔膜,并采用涂層處理的??方式使得PAN多孔膜具有良好的疏水性,將其用作防水透濕膜。??_,畫_??■參?-—??圖1.2.靜電紡絲裝置示意圖。[117]??3.拉伸法??The?Rolling??axid?the?first?Stretcshing?Direction??mm??50?um?50fim??圖1.3.拉伸法制備的PTFE微孔膜SEM圖。[5()]??拉伸法制備聚合物多孔膜主要針對于難溶的聚合物,如PTFE、PP、PE及??PVDF材料中。例如在PTFE多孔膜制備工藝中,首先將微米級的PTFE粉末與??添加劑混合后經(jīng)擠出機擠出成PTFE條帶,再經(jīng)過輥壓機壓延制成薄片狀膜,之??后去除添加劑進行縱橫向兩方向的拉伸,最后經(jīng)過熱定型處理得到PTFE多孔膜。??[52]?Kurumada等人[53]研宄了單軸和雙軸拉伸對微孔結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)單軸拉??伸可制備出島狀結(jié)構(gòu)多孔結(jié)構(gòu),而雙軸拉伸可制備出格子狀多孔結(jié)構(gòu)。Kitamura??等人[52]通過拉伸比、拉伸溫度和拉伸速率等拉伸條件的調(diào)整來改變和控制PTFE??7??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Initiation, Development and Stabilization of Cavities during Tensile Deformation of Semicrystalline Polymers[J]. Ying Lu,Yong-Feng Men. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(10)
[2]In Situ Synchrotron Radiation Techniques: Watching Deformation-induced Structural Evolutions of Polymers[J]. Liang-Bin Li. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(10)
[3]超高分子量聚乙烯鋰電池隔膜的制備及其改性研究進展[J]. 趙云騰,劉太奇,馬福瑞,王迪. 新技術(shù)新工藝. 2015(12)
[4]A Universal Equipment for Biaxial Stretching of Polymer Films[J]. Ling-pu Meng,Yuan-fei Lin,Jia-li Xu,Xiao-wei Chen,Xue-yu Li,Qian-lei Zhang,Rui Zhang,Nan Tian,李良彬. Chinese Journal of Polymer Science. 2015(05)
[5]NIPS法聚偏氟乙烯超濾膜的制備與應(yīng)用[J]. 呂曉龍,武春瑞,張昊,趙麗華. 中國工程科學. 2014(12)
[6]熱致相分離法UHMWPE/HDPE微孔膜的制備及性能[J]. 顧旭,鄭泓,周持興,俞煒. 高分子材料科學與工程. 2012(12)
[7]不同聚丙烯對超高分子量聚乙烯流變行為和力學性能的影響[J]. 左源,蓋景剛,李惠林. 高分子材料科學與工程. 2010(12)
[8]PREPARATION OF MICROPOROUS ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE (UHMWPE) BY THERMALLY INDUCED PHASE SEPARATION OF A UHMWPE/LIQUID PARAFFIN MIXTURE[J]. 沈烈. Chinese Journal of Polymer Science. 2008(06)
[9]聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備及其表征[J]. 婁紅瑞,王鐸,王倩,陳國華,高從堦. 水處理技術(shù). 2007(08)
[10]聚偏氟乙烯膜研究進展[J]. 武利順,孫俊芬,王慶瑞. 膜科學與技術(shù). 2004(05)
本文編號:2912458
【文章來源】:中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:126 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1.熱致相分離產(chǎn)生的海綿狀結(jié)構(gòu)
?第1章緒論???多孔膜。Sheng等人[51]利用靜電紡絲法制備了?PAN多孔膜,并采用涂層處理的??方式使得PAN多孔膜具有良好的疏水性,將其用作防水透濕膜。??_,畫_??■參?-—??圖1.2.靜電紡絲裝置示意圖。[117]??3.拉伸法??The?Rolling??axid?the?first?Stretcshing?Direction??mm??50?um?50fim??圖1.3.拉伸法制備的PTFE微孔膜SEM圖。[5()]??拉伸法制備聚合物多孔膜主要針對于難溶的聚合物,如PTFE、PP、PE及??PVDF材料中。例如在PTFE多孔膜制備工藝中,首先將微米級的PTFE粉末與??添加劑混合后經(jīng)擠出機擠出成PTFE條帶,再經(jīng)過輥壓機壓延制成薄片狀膜,之??后去除添加劑進行縱橫向兩方向的拉伸,最后經(jīng)過熱定型處理得到PTFE多孔膜。??[52]?Kurumada等人[53]研宄了單軸和雙軸拉伸對微孔結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)單軸拉??伸可制備出島狀結(jié)構(gòu)多孔結(jié)構(gòu),而雙軸拉伸可制備出格子狀多孔結(jié)構(gòu)。Kitamura??等人[52]通過拉伸比、拉伸溫度和拉伸速率等拉伸條件的調(diào)整來改變和控制PTFE??7??
?第1章緒論???多孔膜。Sheng等人[51]利用靜電紡絲法制備了?PAN多孔膜,并采用涂層處理的??方式使得PAN多孔膜具有良好的疏水性,將其用作防水透濕膜。??_,畫_??■參?-—??圖1.2.靜電紡絲裝置示意圖。[117]??3.拉伸法??The?Rolling??axid?the?first?Stretcshing?Direction??mm??50?um?50fim??圖1.3.拉伸法制備的PTFE微孔膜SEM圖。[5()]??拉伸法制備聚合物多孔膜主要針對于難溶的聚合物,如PTFE、PP、PE及??PVDF材料中。例如在PTFE多孔膜制備工藝中,首先將微米級的PTFE粉末與??添加劑混合后經(jīng)擠出機擠出成PTFE條帶,再經(jīng)過輥壓機壓延制成薄片狀膜,之??后去除添加劑進行縱橫向兩方向的拉伸,最后經(jīng)過熱定型處理得到PTFE多孔膜。??[52]?Kurumada等人[53]研宄了單軸和雙軸拉伸對微孔結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)單軸拉??伸可制備出島狀結(jié)構(gòu)多孔結(jié)構(gòu),而雙軸拉伸可制備出格子狀多孔結(jié)構(gòu)。Kitamura??等人[52]通過拉伸比、拉伸溫度和拉伸速率等拉伸條件的調(diào)整來改變和控制PTFE??7??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Initiation, Development and Stabilization of Cavities during Tensile Deformation of Semicrystalline Polymers[J]. Ying Lu,Yong-Feng Men. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(10)
[2]In Situ Synchrotron Radiation Techniques: Watching Deformation-induced Structural Evolutions of Polymers[J]. Liang-Bin Li. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(10)
[3]超高分子量聚乙烯鋰電池隔膜的制備及其改性研究進展[J]. 趙云騰,劉太奇,馬福瑞,王迪. 新技術(shù)新工藝. 2015(12)
[4]A Universal Equipment for Biaxial Stretching of Polymer Films[J]. Ling-pu Meng,Yuan-fei Lin,Jia-li Xu,Xiao-wei Chen,Xue-yu Li,Qian-lei Zhang,Rui Zhang,Nan Tian,李良彬. Chinese Journal of Polymer Science. 2015(05)
[5]NIPS法聚偏氟乙烯超濾膜的制備與應(yīng)用[J]. 呂曉龍,武春瑞,張昊,趙麗華. 中國工程科學. 2014(12)
[6]熱致相分離法UHMWPE/HDPE微孔膜的制備及性能[J]. 顧旭,鄭泓,周持興,俞煒. 高分子材料科學與工程. 2012(12)
[7]不同聚丙烯對超高分子量聚乙烯流變行為和力學性能的影響[J]. 左源,蓋景剛,李惠林. 高分子材料科學與工程. 2010(12)
[8]PREPARATION OF MICROPOROUS ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE (UHMWPE) BY THERMALLY INDUCED PHASE SEPARATION OF A UHMWPE/LIQUID PARAFFIN MIXTURE[J]. 沈烈. Chinese Journal of Polymer Science. 2008(06)
[9]聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備及其表征[J]. 婁紅瑞,王鐸,王倩,陳國華,高從堦. 水處理技術(shù). 2007(08)
[10]聚偏氟乙烯膜研究進展[J]. 武利順,孫俊芬,王慶瑞. 膜科學與技術(shù). 2004(05)
本文編號:2912458
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