学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高分子膜材料的流变特性和相分离行为研究

作　者: 张结来
导　师: 沈烈
学　校: 浙江大学
专　业: 材料学
关键词: 聚偏氟乙烯流变特性熔融纺丝超高分子质量聚乙烯热致相分离微孔材料
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 328次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

聚偏氟乙烯（PVDF）由于具有优异的力学强度、化学稳定性、耐辐射特性、耐热性以及易加工性等特点,已成为目前应用最广泛的含氟聚合物膜材料之一。通常制备PVDF中空纤维微孔膜主要有溶液相转化法或热致相分离法,这两种方法过程复杂、影响因素很多。而熔纺—拉伸（MS）法在生产过程中无须使用溶剂,是很有前景的制备PVDF中空纤维膜的方法。研究PVDF熔体的流变学特性为MS法提供一定的理论指导。本论文的第一部分采用高压毛细管流变仪和先进流变扩展系统相结合的方法研究了聚偏氟乙烯（PVDF）熔体在较宽剪切速率范围(1×10^-2～5×10³s^-1的流变行为。结果表明在极低的剪切速率范围内,PVDF熔体粘度几乎不随剪切速率的变化而变化,表现出牛顿流体特性;而在较高的剪切速率范围内,PVDF熔体表观粘度随剪切速率的增加而明显降低,表现出强烈的剪切变稀行为,为假塑性非牛顿流体。同时发现高剪切速率下,分子量大的PVDF熔体解缠结效应更明显,表观粘度随剪切速率的增加而降低得更快,说明分子量对熔体的表观粘度影响的减小。PVDF熔体的非牛顿指数随着温度的升高而增大,分子量大的PVDF非牛顿指数小,熔体流动行为偏离牛顿流体行为更多。PVDF熔体的粘流活化能随剪切速率的增加而减小,即熔体表观粘度对温度的敏感性减小。因而对高分子量PVDF可通过控制合适的剪切速率、温度等来控制粘度,提高其可加工性。此外,由流变测试得到零切粘度,再根据零切粘度与分子量的关系可以计算出重均分子量,并与凝胶渗透色谱法（GPC）测得的重均分子量有较好的一致性。所以流变学方法计算分子量更加简便,特别是对于那些溶解和维持溶解状态所需条件苛刻的聚合物如聚氟化物及其共聚物更是如此。 PVDF的温度移动因子α_T与粘流活化能的关系较好地符合Arrhenius公式,而且发现,当PVDF的分子量超过临界重均分子量时,粘流活化能与分子量无关,均为70kJ/mol左右,表明熔体流动单元是链段而不是整链。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-12
第一章绪论  12-26
  1．1 聚偏氟乙烯的流变特性  12-18
    1．1．1 聚偏氟乙烯  12-13
    1．1．2 聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法  13-14
    1．1．3 流变学在加工成型中的应用  14-15
    1．1．4 熔纺 - 拉伸法制备聚烯烃微孔膜的基础—硬弹性材料的研究  15-16
    1．1．5 课题的提出  16-18
      1．1．5．1 课题的意义  16-17
      1．1．5．2 研究思路与方案  17-18
  1．2 超高分子量聚乙烯微孔材料的相分离行为  18-23
    1．2．1 超高分子量聚乙烯  18-19
    1．2．2 热致相分离法  19-20
    1．2．3 二元体系溶解及相分离的热力学阐述  20-22
    1．2．4 相分离动力学  22
    1．2．5 课题的提出  22-23
      1．2．5．1 课题的意义  22
      1．2．5．2 研究思路与方案  22-23
  参考文献  23-26
第二章实验部分  26-30
  2．1 试验原料与仪器  26-27
    2．1．1 试验原料  26
    2．1．2 试验仪器  26-27
  2．2 试样制备  27
    2．2．1 动态流变试样制备  27
    2．2．2 小角激光光散射试样制备  27
  2．3 试样的表征  27-29
    2．3．1 稳态流变测试  27
    2．3．2 动态流变测试  27-28
    2．3．3 热重分析  28
    2．3．4 DSC测试  28
    2．3．5 SALLS测试  28
    2．3．6 液体石蜡/UHMWPE体系的含量测试  28
    2．3．7 结晶度的测定  28-29
  参考文献  29-30
第三章 PVDF的流变特性  30-45
  3．1 前言  30-31
  3．2 聚偏氟乙烯的稳态流变特性  31-38
    3．2．1 温度对PVDF熔体表观粘度的影响  31-32
    3．2．2 分子量与剪切速率对PVDF熔体表观粘度的影响  32-34
    3．2．3 聚偏氟乙烯熔体的粘度对剪切速率的依赖关系  34-36
    3．2．4 剪切速率与表观粘流活化能以及非牛顿指数的关系  36-37
    3．2．5 重均分子量的计算  37-38
  3．3 聚偏氟乙烯的动态流变特性  38-42
    3．3．1 PVDF的热稳定性和耐氧化性  38-40
    3．3．2 温度的影响  40-42
    3．3．3 分子量的影响  42
  3．4 小结  42-43
  参考文献  43-45
第四章液体石蜡/超高分子量聚乙烯混合物的相分离研究  45-56
  4．1 前言  45-46
  4．2 结果与讨论  46-53
    4．2．1 相分离机理  46-47
    4．2．2 非平衡态相图  47-48
    4．2．3 结晶度  48
    4．2．4 相分离过程  48-50
    4．2．5 微孔材料的形态结构  50-52
    4．2．6 膜厚对相分离温度的影响  52-53
    4．2．7 分子量对结晶温度的影响  53
  4．3 小结  53-54
  参考文献  54-56
第五章结论  56-58
浙江大学就读期间发表或完成的论文  58-59
致谢  59-60
作者简介  60

高分子膜材料的流变特性和相分离行为研究

内容摘要

全文目录

相似论文