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LLDPE/POE/CaCO_3防水透湿微孔膜及多层复合膜研究

王道登  
【摘要】: 本文以线性低密度聚乙烯(LLDPE)/乙烯辛烯共聚物(POE)/CaCO_3体系,经共混造粒、挤出流延和单轴拉伸致孔制备微孔膜。考察了体系流变特性及影响因素。研究了工艺条件如拉伸倍数及体系组成对微孔膜的微孔形态及防水透湿性能的影响。对微孔的结构形态、微孔孔径、孔径分布及空隙率进行了测试表征。对微孔膜的防水透湿性能进行了模拟研究。在此基础上,在工业装置上进行了防水透湿三层复合膜(内外两层为丙纶无纺布、中间层为防水透湿微孔膜)的无粘合剂连续点热压复合的试验,研究了工艺条件对点热压复合效果及复合膜的防水透湿性能的影响。对LLDPE/POE/CaCO_3/竹质活性碳微孔膜进行了初步研究。 LLDPE/POE/CaCO_3体系的熔体流变特性研究表明,体系为假塑性流体。CaCO_3含量越少,假塑性越强。POE含量为树脂总量的1/4时,体系的假塑性最强。加入POE后,在一定温度和剪切速率范围内,熔体的表观粘度下降,流动性得以改善,有利于挤出流延。 拉伸倍数和填料用量等工艺条件对LLDPE/POE/CaCO_3防水透湿微孔膜孔隙结构和防水透湿性能影响的研究表明,填充有CaCO_3的LLDPE/POE挤出流延膜经拉伸后,在CaCO_3与树脂的相界面出现“脱胶”现象,形成裂缝状的微孔。制备的微孔膜随拉伸倍率的提高,孔径增加,空隙率上升。CaCO_3用量约100份(相对于100份树脂)时,微孔膜的空隙率最大,有利于提高微孔膜的透湿性能。 LLDPE/POE/CaCO_3微孔膜透湿性能的模拟研究表明,该微孔膜的透湿属于Fickian扩散类型。模拟计算表明,使透湿通量增加的主要因素是单位膜面积的微孔数量,增大微孔孔径并不能使透湿通量增加。 点热压复合型防水透湿复合膜的研究表明,热压复合的温度、压力及POE用量对复合膜的层间粘结牢度及防水透湿性能均有显著影响。温度以90℃左右为宜,温度过低时,层间粘结牢度达不到多层复合膜粘结强度的要求。温度过高,则微孔膜在经受热压辊表面特制突起构造的点压合时易使微孔膜局部损伤,从而使防水性能能达不到要求。热压复合的压力以15 MPa左右为宜,压力过低时,层间粘结牢度差,压力过高则损伤微孔膜,使防水性能显著下降。POE用量以占树脂总量的25%为宜,POE用量过低(<15%)时,即使温度和压力在合适的范围内,复合膜的层间粘结强度也不能满足要求。POE用量过高(>30%)时,因易引起微孔膜的热压损伤,而使复合膜的防水性能不佳。 LLDPE/POE/CaCO_3/竹质活性碳微孔膜的初步研究表明,在LLDPE/POE/CaCO_3体系中加入竹质活性碳后,体系的拉伸致孔性变差,但在拉伸倍数为4时仍可制备微孔膜。


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