| 题名 | 热致相分离法制备HDPE微孔膜的相变和成膜机理研究 |
| 作者 | 耿忠民 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-05-15 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 叶寅 |
| 关键词 | 高密度聚乙烯 热致相分离 相图 微孔膜 膜结构 成核剂 热力学 动力学 |
| 其他题名 | Research on phase change and formation mechanism of HDPE microporous membranes via thermally induced phase separation |
| 中文摘要 | 高密度聚乙烯（HDPE）由于具有优异的力学强度、耐溶剂性、化学稳定性、热稳定性及价廉易得等特点，已成为目前应用非常广泛的聚合物膜材料之一。由于在常温下难溶于任何有机溶剂，因此不能用常用的浸没沉淀法制备微孔膜。而熔纺拉伸法得到的聚乙烯微孔膜往往存在机械强度差、孔隙率低、孔径范围宽等缺点。本文采用了热致相分离法（thermally induced phase separation,TIPS）制备HDPE微孔膜。热致相分离法是一种简单新颖的制膜方法，它是将热塑性、结晶性的高聚物与某些高沸点的小分子化合物（也称稀释剂）在较高温度（一般高于结晶高聚物的熔点）下混合形成均相溶液，再降低温度使体系发生固-液或液-液相分离，而后脱除稀释剂成为高聚物微孔材料。TIPS过程拓宽了膜材料的范围，开辟了相分离法制备微孔膜的新途径，由TIPS法制得的微孔结构更加多样化。 本文围绕成膜过程中各影响因素对成膜相分离行为及膜结构的影响进行了比较系统的研究，探讨了微孔膜的成膜机理以及各影响因素与相分离行为和膜结构之间的关系。主要的研究内容和结论如下： 热值相分离法中，相图是重要的信息，它反映了体系的相行为，也是控制膜形态的基础。由热力学相图可以看出HDPE/DBP体系是弱相互作用体系，存在一偏晶点，大约在HDPE 浓度为48wt%，当体系浓度大于48%时，体系发生固-液相分离，为成核生长机理，微孔膜的孔径随着聚合物浓度的增加而减小。当体系浓度小于48%时，体系发生液-液相分离，可有两种机理来解释：成核生长机理、Spinadol分解机理，微孔膜的孔率随着体系初始浓度的增加而减小。 研究了TIPS法制备高密度聚乙烯微孔膜时初始聚合物浓度、冷却速率等因素的影响，从热力学和动力学两个方面分析了这些因素对膜结构和性能的影响。结果发现，膜最大孔径、平均孔径、透气率随着聚合物浓度的增加而减小，而膜的断裂强度和断裂伸长率则相应增加。而聚合物浓度相同时，冷却速率越慢，体系分相越明显，结晶越充分。 考察了高分子成核剂PVP和有机成核剂己二酸对HDPE微孔膜结构的影响。提出成核剂在成核过程中的作用机制是：成核剂影响了聚合物结晶热力学行为及聚合物溶液相分离动力学模式，从而改变了液-液相分离和固-液相分离的竞争局面，成核剂可以改变膜孔的开放性。指出了成核剂的选择原则是：成核剂的成核能力要恰当，要有成核效果。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 84 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7353]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 耿忠民. 热致相分离法制备HDPE微孔膜的相变和成膜机理研究[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2009. |
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