超高分子量聚乙烯微孔材料加工工艺的研究

摘要

该论文以超高分子量聚乙烯作为研究对象,采用热致相分离法加工出了超高分子量聚乙烯的微孔材料.在前人对热致相分离法加工的理论探索基础上,对这种材料的加工工艺进行了研究与探讨,包括合理的加工工艺参数、物料配比等,并对超高分子量聚乙烯的热致相分离法加工选择进行了热拉伸辅助加工.同时,对这种微孔材料进行了改性加工的研究.对作为成核剂、增强剂加入的白炭黑与超高分子量聚乙烯的共混性能进行了探讨;对微孔材料的微观结构形态进行了改善;对超高分子量聚乙烯微孔材料的亲水性能进行了改善.通过对微孔材料样品的孔径及孔径分布、孔隙率、力学性能、热性能、亲水性能等性能的测试,以及电镜、原子力显微镜、光学显微镜等观测手段对微孔材料微观结构以及相分离情况的观测,并对材料整体性能进行了比较,分析讨论了微孔材料的成型工艺、微观结构对使用性能的影响情况.

目录

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北京化工大学学位论文原创性声明

第一章绪论

1.1微孔材料概述

1.2微孔材料作用机理

1.3微孔材料种类

1.4微孔材料制备方法

1.4.1相转化法

1.4.2非相转化法

1.5微孔材料表征方法

1.5.1孔径及孔径分布

1.5.2微观结构观测

1.5.3分形几何学应用

1.6微孔材料加工技术现状

1.6.1国外技术现状

1.6.2国内技术现状

1.7本论文研究的目标、主要内容及意义

1.7.1研究目标与内容

1.7.2本论文研究与前人研究不同之处

1.7.3研究意义

第二章实验研究

2.1实验材料及设备

2.1.1实验材料

2.1.2实验设备

2.2加工制备方法

2.3测试方法、设备及所测微孔材料表征参数

2.3.1孔径分布

2.3.2孔隙率

2.3.3电镜观测微孔结构

2.3.4原子力显微镜

2.3.5万能拉力机

2.3.6热重分析

2.3.7接触角

2.3.8相差显微镜

第三章微孔材料加工方法及工艺

3.1热致相分离法理论研究

3.1.1二元体系溶解及相分离热力学

3.1.2超高分子量聚乙烯—石蜡油二元体系平衡相图

3.2热拉伸的影响

3.2.1拉伸法对热致相分离法的辅助加工作用

3.2.2加入添加剂后应力—应变曲线变化

3.2.3应用到拉伸辅助加工中

3.3小结

第四章微孔材料改性

4.1白炭黑的共混改性

4.1.1白炭黑表面处理机理

4.1.2 SiO2-PE体系界面结构

4.1.3共混处理方法

4.1.4结果与讨论

4.2微孔结构改善

4.2.1聚合物结晶理论

4.2.2结构改善方法

4.2.3结果与讨论

4.3微孔材料亲水性能的改善

4.3.1亲水改性方法

4.3.2性能测试

4.3.3结果与讨论

4.4小结

第五章成型工艺—微孔结构—使用性能的关系

5.1成型加工工艺对微孔结构的影响

5.1.1超高分子量聚乙烯分子量

5.1.2白炭黑颗粒的粒径

5.1.3物料配比

5.1.4成型工艺参数

5.2微孔结构形态对使用性能的影响

5.2.1微孔材料结构形态

5.2.2微孔结构对使用性能的影响

5.3使用性能评估比较

5.4成型工艺—微观结构—使用性能之间联系

5.5小结

第六章全文总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文