高性能聚四氟乙烯中空纤维膜制备及表征
聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备、结构与性能
聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备、结构与性能一、本文概述聚四氟乙烯（PTFE）拉伸微孔膜是一种具有优异物理化学性能的高分子材料，广泛应用于过滤、分离、透气、防水等领域。
本文旨在探讨聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备过程、微观结构以及性能特点，以期为相关研究和应用领域提供理论支持和实践指导。
本文将详细介绍聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备工艺，包括原料选择、配方设计、加工工艺等关键步骤。
通过对制备过程的研究，旨在优化工艺参数，提高膜材料的综合性能。
本文将深入探究聚四氟乙烯拉伸微孔膜的微观结构，利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段，观察膜材料的孔径分布、孔形貌以及内部结构特征。
通过对微观结构的分析，揭示膜材料的形成机理和性能影响因素。
本文将系统评价聚四氟乙烯拉伸微孔膜的性能特点，包括透气性、防水性、力学性能、热稳定性等。
通过与其他材料的比较，凸显聚四氟乙烯拉伸微孔膜在特定应用领域中的优势和潜力。
本文将围绕聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备、结构与性能展开全面而深入的研究，旨在为相关领域的理论研究和实际应用提供有益的参考和借鉴。
二、聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备方法聚四氟乙烯（PTFE）拉伸微孔膜的制备过程通常包括原料准备、熔融挤出、拉伸和热处理等步骤。
将聚四氟乙烯粉末进行预处理，如干燥和筛分，以去除水分和杂质，确保原料的纯净度和稳定性。
然后，将处理后的聚四氟乙烯粉末加入挤出机中，在高温下熔融挤出成薄膜。
在熔融挤出过程中，需要精确控制温度、压力和挤出速度等参数，以保证薄膜的均匀性和稳定性。
同时，还需要根据所需的膜厚和拉伸比，选择合适的模具和挤出条件。
接下来，将挤出的薄膜进行拉伸处理。
拉伸是制备聚四氟乙烯拉伸微孔膜的关键步骤，通常采用单向或双向拉伸的方式。
在拉伸过程中，薄膜中的高分子链会发生取向和重排，形成有序的微观结构。
拉伸后的薄膜需要进行热处理，以消除内部应力，提高稳定性。
热处理温度和时间对膜的性能有重要影响，需要根据具体的应用需求进行优化。
一种pvdf中空纤维膜及其制备方法和用途与流程
一种pvdf中空纤维膜及其制备方法和用途与流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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高性能聚四氟乙烯中空纤维膜制备及表征.
研究思路
制备工艺
原料选择 挤出工艺 拉伸工艺 烧结工艺 涂覆工艺
微孔结构 取向结构 结晶结构
结构
污水处理 通量大 强度高 孔径分布均 匀且可控
应用
泡点法测试微孔孔径 断裂强度表征力学性能 SEM观察微孔结构 通量表征通水性能
表征
性能
力学性能 微孔性能 通水性能
Doc. number
论文要点
一、原料及配比
200mm/min
400mm/min
75% 70% 65% 60%
孔隙率
1800 1750 1700 1650 1600 1550
0 100 200 300 400 拉伸速度（ mm/min） 500
通量（ L/ （㎡*s））
孔隙率
55% 50%
通量
（μm）
论文要点
3、拉伸条件控制：拉伸倍率
100%
论文要点
2、配比选择
编号 配比
1
2
3
4
5
100：16 100：18 100：19 100：20 100：22
论文要点
二、挤出成型—压缩比
样品编号 1 2 长径比 84:3 84:3 压缩比 100 135 平均断裂强度 4.41 6.41 平均断裂伸长率 35.75 25.68
论文要点
二、挤出成型—长径比
1. 聚合物及助剂
牌号 SSG Particle Size（μm） RR
F205
F106
2.169
2.1F205
助剂名称 石油醚 石蜡油 液态硅油 溶剂油 型号 — — — 埃克森美孚Isopar
F106
沸程（℃） 90~120 >300 300 163-176 密度（g/cm3） 0.67~0.7 0.83 0.96 0.748
聚四氟乙烯膜的制备及性能
第26卷第5期高分子材料科学与工程Vol.26,No.5 2010年5月POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN GMay 2010聚四氟乙烯膜的制备及性能黄庆林,肖长发,胡晓宇,边丽娜(天津工业大学材料科学与化学工程学院,中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室,天津300160)摘要:以聚乙烯醇(PVA )为成膜载体,由聚四氟乙烯(PTFE )分散乳液制得PTFE 疏水膜,分析和讨论了膜烧结后的组成、动态力学性能的变化,用扫描电子显微镜(SEM )观察了膜表面形貌。
结果表明:(1)制备的PTFE 膜较PTFE 在组成上无明显变化;(2)经定长和松弛状态烧结的PTFE 膜,其DMA 谱图的α转变较PTFE 未发现较大变化;(3)经定长状态下烧结后所得PTFE 膜中原纤网络结点之间构成了较为疏松的微孔结构,而在松弛状态下烧结所得膜的微孔结构较为致密。
关键词:聚四氟乙烯;聚乙烯醇成膜载体;平板膜;性能中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:100027555(2010)0520123204收稿日期:2009204207基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重点课题“高性能聚烯烃中空纤维超/微滤膜制备关键技术”(2007AA030304)通讯联系人:肖长发,主要从事功能纤维材料研究, E 2mail :cfxiao @ 聚四氟乙烯具有极其良好的化学稳定性,耐强酸、强碱和耐多种化学产品的腐蚀以及宽广的耐温性能,因此,在特殊的分离环境中,PTFE 是一种理想的分离过滤材料[1,2]。
PTFE 的表面张力为(22～33)×10-3N/m ,极好的疏水性使其成为膜蒸馏以及防水透气材料的首选材料[3]。
但PTFE 的缺点是无合适的溶剂使其溶解,而且即使加热到分解温度也很难流动,因此PTFE “不溶不熔”的特性使其加工性能很差[4]。
高性能聚四氟乙烯中空纤维膜制备及表征
平均断裂伸长率 35.75 25.68
论文要点
二、挤出成型—长径比
优点：热法加工强度高，生产效率高样，品适编合号大批量生长径产比，对环境影响压缩小比。
断裂强度
断裂伸长率
拉伸后具有回缩性，在张力作用下烧结可1 以使结点和4纤5:3维结构固定下1来35 。
6.02
28.42
聚四氟乙烯是一种有白色蜡状感觉的直链晶型热塑性材料，表面手感光滑，其制品表观随其结晶度不同呈透明或不透明状态，一般是
挤出
冷却成型
二次烧结
涂覆
干燥 冷却
拉伸 烧结
研究思路
原料选择
制备工艺 挤出工艺 拉伸工艺 烧结工艺 涂覆工艺
微孔结构
取结向构结构
结晶结构
污水处理
通量大
应用 强度高
孔径分布均 匀且可控
泡点法测试微孔孔径
表征 断裂强度表征力学性能
SEM观察微孔结构 通量表征通水性能
Doc. number
性能 力学性能 微孔性能 通水性能
你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。 理想的路总是为有信心的人预备着。 梯子的梯阶从来不是用来搁脚的，它只是让人们的脚放上一段时间，以便让别一只脚能够再往上登。 学到很多东西的决窍，就是一下子不要学很多的东西。 学贵精不贵博。……知得十件而都不到地，不如知得一件却到地也。 勇敢地迎接逆境，即使不能实现最初的梦想，也会打开另一扇梦想的大门。 沉默不是简单地指一味不说话，沉不住气的人容易失败，适时的沉默是一种智慧一种技巧一种优势在握的心态。 当你飞黄腾达的时候，你的朋友知道你是谁；当你穷困潦倒的时候，你才知道你的朋友是谁。 世间即使多可怕，总留下你依然让我值得牵挂。 凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的。 不要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。 与其你去排斥它已成的事实，你不如去接受它。 一份信心，一份努力，一份成功；十分信心，十分努力，十分成功。
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论文要点
一、原料及配比
1. 聚合物及助剂
牌号 F205 F106
SSG 2.169 2.158
Particle Size（μm） RR
550
150
560
300
F205
F106
助剂名称 石油醚 石蜡油
液态硅油 溶剂油
型号 — — — 埃克森美孚Isopar
沸程（℃） 90~120 >300 300 163-176
断裂强度 6.02 6.41 6.27
断裂伸长率 28.42 25.68 26.91
论文要点
三、拉伸成孔
1、拉伸条件控制：拉伸温度
断裂强度（MPa） 断裂伸长率（%）
170℃
220℃
250℃
（μm）
12 11 10
9 8 7
150
断裂强度 断裂伸长率
200
250
拉伸温度（℃）
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 300
3、探索控制微孔孔径的方法
研究概述
1. 聚四氟乙烯的结构
- 聚四氟乙烯的英文名称是 polytetrafluoroethe ne,简称是PTFE。聚四氟乙烯是一种有白色蜡状感 觉的直链晶型热塑性材料，表面手感光滑，其制品 表观随其结晶度不同呈透明或不透明状态，一般是 结晶度越高透明性越差。聚四氟乙烯的结构式及分 子结构如图：
平均断裂伸长率 35.75 25.68
密度 g/cm³
2.4500 2.4000 2.3500 2.3000 2.2500 2.2000 2.1500
0
50
100
距离 cm
样品
1
2 150
论文要点
二、挤出成型—长径比
样品编号 1 2 3
长径比 45:3 84:3 120:3
压缩比 135 135 135
-图中可以看出：PTFE具有高分子长链结构，无直链，分子链高度规整，大分 子两侧全部为C-F键，每个碳原子连接两个氟原子完全对称。这两种元素以共 价键相结合且具有较高键能，是一个非常稳定的结构。PTFE中的氟原子排列起 来可以把碳原子屏蔽保护起来，分子链难以遭到破坏。而又由于氟原子之间相 互排斥，使整个大分子链呈螺旋结构。
1550 500
论文要点
3、拉伸条件控制：拉伸倍率
100%
200%
300%
（μm）
论文要点
4、拉伸工艺对聚合物结晶度的影响（DSC法）
样品拉伸率 （%） 基膜 100 200 300
拉伸温度 (℃) 基膜 170 220 250 280
熔融热焓ΔH (j/g) 64.58 62.98 57.56 51.93
挤出
冷却成型
二次烧结
涂覆
干燥 冷却
拉伸 烧结
研究思路
原料选择
制备工艺 挤出工艺 拉伸工艺 烧结工艺 涂覆工艺
微孔结构
取结向构结构
结晶结构
污水处理
通量大
应用 强度高
孔径分布均 匀且可控
泡点法测试微孔孔径
表征 断裂强度表征力学性能
SEM观察微孔结构 通量表征通水性能
Doc. number
性能 力学性能 微孔性能 通水性能
研究概述
成膜原理
PTFE颗粒受到定向的力的作用下，会重新取向，并两个相邻的颗 粒在力作用下会形成微纤维（压坯过程）。拉伸过程中微纤维被拉 出，形成特殊的结点和纤维的结构，同时强度提高。拉伸后具有回 缩性，在张力作用下烧结可以使结点和纤维结构固定下来。
研究概述
制备工艺
PTFE分散 树脂
助剂
混合
预成型
研究背景
制膜工艺
2、TIPS法（热致相分离法） 材料：PP、PVDF 特点：找到熔融状态下可以完全混 熔的液态稀释剂。 优点：热法加工强度高，生产效率 高，适合大批量生产，对环境影响 小。 缺点：熔融加工条件控制较难，对 性能控制较差
研究背景
制膜工艺
3、熔融法 材料：PP、HDPE、PVDF 特点：结晶聚合物，可加工成硬弹 性材料。 优点：成本低，对环境污染小，制 备工艺较简单。 缺点：合适的材料少，孔隙率低， 对微孔控制较难。
论文要点
2、拉伸条件控制：拉伸速度
孔隙率 通 量 （ L/（ ㎡*s） ）
100mm/min
200mm/min
400mm/min
（μm）
75% 70% 65% 60% 55% 50%
0பைடு நூலகம்
1800
1750
1700
1650
孔隙率 通量 1600
100 200 300 400 拉 伸 速 度 （ mm/min）
密度（g/cm3） 0.67~0.7 0.83 0.96 0.748
2、配比选择
论文要点
编号 配比
1
2
3
4
5
100：16 100：18 100：19 100：20 100：22
论文要点
二、挤出成型—压缩比
样品编号 1 2
长径比 84:3 84:3
压缩比 100 135
平均断裂强度 4.41 6.41
5000
4500
220℃拉伸
4000 3500
250℃拉伸
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
Two-Theta（deg）
熔融热焓ΔH (j/g) 64.58 56.39 49.02 43.17 36.09
结晶度Xc （%） 93.55 91.24 83.38 75.29
结晶度Xc (%) 93.55 83.38 72.47 63.82 53.36
论文要点
4、拉伸温度对聚合物结晶度的影响（XRD法）
Intensity（Counts）
高性能聚四氟乙烯中空纤维 膜的制备及表征
框架结构
1 研究背景 2 研究内容 3 结果与分析 4 主要结论
研究背景
1、水污染严重、水资源短缺现状 2、膜技术的高质、高效 3、现有膜材料的短板 4、PTFE膜材料的优势
研究背景
制膜工艺
1、NIPS法（浸没沉淀相转化法） 材料：CA及其衍生物、PVDF、 PSF、PAN（聚丙烯腈） 特点：可以完全溶于有机溶剂， 并且在非溶剂中析出。 优点：制备工艺条件容易控制， 配方多样化 缺点：需要调整的条件多，使用 大量有机溶剂，污染环境，成品 必须在水中保存，强度差。
研究背景
制膜工艺
4、糊料挤出拉伸法 材料：PTFE 特点：不溶于任何溶剂，无法熔融 加工，冷挤出可以拉伸出纤维。 优点：强度高、耐溶剂好、耐高低 温，无污染，通量大，截留效果好。 缺点：加工参数多，且难控制孔径。
研究内容
1、制备出高性能PTFE膜材料 2、探索制备工艺、结构、性能的关系
工艺条件对微孔大小和均匀性的影响 微孔结构与微孔大小的关系 制备工艺对结晶度的影响 结晶度与力学性能的关系