弹性聚四氟乙烯/热塑性聚氨酯多微孔薄膜的研制
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摘要
设计了改善聚四氟乙烯多孔薄膜弹性的材料结构模型,通过在分散型聚四氟乙烯树脂(PTFE)中加入以热塑性弹性体聚氨酯(TPU)为主,以制糊的方式形成均匀的共混体系,制片后,通过双向拉伸制得以TPU弹性纤维网为薄膜骨架、PTFE为基体的弹性薄膜,实现了模型中的理想化结构。
采用对共混体系进行透射电镜(7EM)和差示扫描量热(DSC)分析,了解其混合效果,通过对薄膜进行弹性性能测试,用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM),分析了形成这种薄膜的物料组成中TPU、硅烷偶联剂改性过的纳米SiO_2粒子、硼酸,对薄膜制备和结构与性能的影响。
对共混体系片材的TEM分析发现,TPU能够均匀掺混在PTFE中。两者之间没有很明显的交界面,TPU在PTFE中掺混得很均匀。两者在共混体系中相互渗透。
PTFE/TPU共混物料经二次双向拉伸薄膜制得薄膜后,用扫描电镜观察其结构。共混体系中PTFE和TPU都被拉伸成微小纤维,PTFE纤维是由PTFE颗粒中原纤维拉伸而成,TPU依附在PTFE原纤维上从而也被拉伸成微细纤维,纤维由“结点”牵伸出来,微纤维和结点共同构成了微孔,微孔呈长条形。对不含改性剂(纳米SiO_2粒子或硼酸)的共混体系,由于薄膜被拉伸后,纤维由“大块状”的结点牵伸出,所以薄膜的孔结构不明显。纳米SiO_2粒子和硼酸两种不同的改性剂相比较发现,纳米SiO_2粒子作为改性剂的效果更好。
对共混体系进行DSC分析,发现TPU的加入大大降低了PTFE的起始结晶温度,共混体系的结晶焓同时降低。这说明共混体系中TPU的加入影响了PTFE的结晶性能,TPU在PTFE中掺混得比较均匀。对PTFE/TPU共混二次双向拉伸薄膜的AFM照片分析,从中可以看出,经过拉伸后薄膜中的两种纤维呈一定的取向排列,薄膜的表面有微孔结构。
对PTFE/TPU共混二次双向拉伸薄膜进行弹性性能测试,分析了TPU的加入对共混薄膜的弹性性能的影响,测试结果发现,TPU的加入使薄膜回复率增加,
Nano-silica particles treated by silicane coupling agent on the surface were introduced into the blends of Polytetrafluoroethylene(PTFE) and thermoplastic polyurethane (TPU), and the blend membranes were prepared. The morphology, and thermal properties of the blends and the rebound elasticity of the membranes were studied.Transmission electron microscopy(TEM) showed that the TPU was fine dispersed in the blends because of the introduction of Nano-silica particles treated by silicane coupling agent on the surface.Scanning electron microscopy (SEM) micrographs exhibited multi-microporous structures of biaxial stretching PTFE/TPU membranes. The PTFE and the TPU of the membranes were stretched into small fibers. The PTFE fibers were stretched from the raw fibers of the PTFE particles, and the TPU attached to the PTFE was also stretched into small fibers. Fibers were stretched from the "knots", and constructed microporous structures with the knots. Because the fibers were stretched from the big
采用对共混体系进行透射电镜(7EM)和差示扫描量热(DSC)分析,了解其混合效果,通过对薄膜进行弹性性能测试,用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM),分析了形成这种薄膜的物料组成中TPU、硅烷偶联剂改性过的纳米SiO_2粒子、硼酸,对薄膜制备和结构与性能的影响。
对共混体系片材的TEM分析发现,TPU能够均匀掺混在PTFE中。两者之间没有很明显的交界面,TPU在PTFE中掺混得很均匀。两者在共混体系中相互渗透。
PTFE/TPU共混物料经二次双向拉伸薄膜制得薄膜后,用扫描电镜观察其结构。共混体系中PTFE和TPU都被拉伸成微小纤维,PTFE纤维是由PTFE颗粒中原纤维拉伸而成,TPU依附在PTFE原纤维上从而也被拉伸成微细纤维,纤维由“结点”牵伸出来,微纤维和结点共同构成了微孔,微孔呈长条形。对不含改性剂(纳米SiO_2粒子或硼酸)的共混体系,由于薄膜被拉伸后,纤维由“大块状”的结点牵伸出,所以薄膜的孔结构不明显。纳米SiO_2粒子和硼酸两种不同的改性剂相比较发现,纳米SiO_2粒子作为改性剂的效果更好。
对共混体系进行DSC分析,发现TPU的加入大大降低了PTFE的起始结晶温度,共混体系的结晶焓同时降低。这说明共混体系中TPU的加入影响了PTFE的结晶性能,TPU在PTFE中掺混得比较均匀。对PTFE/TPU共混二次双向拉伸薄膜的AFM照片分析,从中可以看出,经过拉伸后薄膜中的两种纤维呈一定的取向排列,薄膜的表面有微孔结构。
对PTFE/TPU共混二次双向拉伸薄膜进行弹性性能测试,分析了TPU的加入对共混薄膜的弹性性能的影响,测试结果发现,TPU的加入使薄膜回复率增加,
Nano-silica particles treated by silicane coupling agent on the surface were introduced into the blends of Polytetrafluoroethylene(PTFE) and thermoplastic polyurethane (TPU), and the blend membranes were prepared. The morphology, and thermal properties of the blends and the rebound elasticity of the membranes were studied.Transmission electron microscopy(TEM) showed that the TPU was fine dispersed in the blends because of the introduction of Nano-silica particles treated by silicane coupling agent on the surface.Scanning electron microscopy (SEM) micrographs exhibited multi-microporous structures of biaxial stretching PTFE/TPU membranes. The PTFE and the TPU of the membranes were stretched into small fibers. The PTFE fibers were stretched from the raw fibers of the PTFE particles, and the TPU attached to the PTFE was also stretched into small fibers. Fibers were stretched from the "knots", and constructed microporous structures with the knots. Because the fibers were stretched from the big
引文
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