PTFE微孔膜透濕性能測(cè)試研究

以聚四氟乙烯(ptfe)乳液為原料、氧化釔穩(wěn)定二氧化鋯(ysz)微納米粉體為增強(qiáng)體,采用機(jī)械拉伸法制備了ptfe/ysz復(fù)合微孔膜,通過(guò)掃描電子顯微鏡對(duì)其進(jìn)行了表征,并運(yùn)用單因素法探討了分散劑聚乙烯醇(pva)、拉伸倍數(shù)、ysz含量和熱處理溫度對(duì)復(fù)合微孔膜孔隙率的影響。結(jié)果表明,在復(fù)合微孔膜中添加pva以及增加ysz含量均使復(fù)合微孔膜的孔隙率增大;在拉伸3.5倍、ysz含量為8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)、熱處理溫度為320℃時(shí),復(fù)合微孔膜孔隙率高達(dá)73.09%。

研究了具有優(yōu)異耐熱性的聚酰亞胺膠黏劑對(duì)聚四氟乙烯微孔薄膜的粘接性能。結(jié)果表明,聚酰亞胺膠黏劑對(duì)未經(jīng)表面改性的聚四氟乙烯微孔薄膜沒有粘接能力。采用鈉萘溶液、n_2和o_2等離子體處理后,聚四氟乙烯微孔薄膜親水性增強(qiáng),聚酰亞胺膠黏劑都可以獲得不同程度的粘接能力。但不同的處理方法,同等的親水性條件下,粘接能力有一定的差異。鈉萘溶液改性處理時(shí),只有在接觸角小于90°的情況下才可以明顯改善薄膜的粘接性能。在親水性90°～120°范圍內(nèi),等離子處理的粘接效果要好于鈉萘處理的情況。

介紹了幾種適用于防水透濕織物中的ptfe復(fù)合膜,比較了各種加工工藝的特點(diǎn),指出目前市場(chǎng)上使用最廣泛的為ptfe-pu復(fù)合膜。

研究了5種不同底布的涂tpu微孔薄膜織物的防水透濕性能。通過(guò)測(cè)試織物的毛細(xì)管高度、水滴接觸角、沾濕面積比例及透濕量,對(duì)比了5種織物的性能差異。發(fā)現(xiàn)織物底布的結(jié)構(gòu)越緊密,其防水性能越好,沾濕性能越差,透濕性能越差。雙層復(fù)合tpu微孔薄膜織物的防水性能優(yōu)于3層復(fù)合織物,而其沾濕性能較3層復(fù)合織物差。透濕性還隨織物底布厚度的增加而減弱。

1 新型防水透濕ｐｔｆｅ層 壓織物的性能研究 摘要：防水透濕功能織物具有廣闊的市場(chǎng)前景，根據(jù)微 孔聚四氟乙烯(ptfe)薄膜層壓織物雙向拉伸特性，開發(fā)新型 防水透濕層壓織物，產(chǎn)品是具有防水、透濕、透氣、擋風(fēng)、 保暖于一體的新型高檔紡織品。 關(guān)鍵詞：防水性；透濕性；ptfe層壓織物 近年國(guó)內(nèi)的休閑裝和便服面料中使用有呼吸功能的層壓 織物(如針織或梭織物與薄膜粘合)明顯增加，為此本文擬對(duì) 這類面料性能作了相關(guān)分析。 1防水透濕層壓織物的概況 防水透濕功能織物包括:高密度織物、涂層織物、層壓織 2 物。在市場(chǎng)上gore-tex是防水透濕織物類產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)者，它 是一種微孔聚四氟乙烯(ptfe)薄膜。gore-tex材料不僅具有 很好拒水性能,而且很具有優(yōu)良的透濕性,它是一種聚四氟乙 烯(ptfe)薄膜,每平方英寸(6.25cm2)大約有90億個(gè)微孔.

研究了雙向拉伸工藝對(duì)膨體聚四氟乙烯(ptfe)薄膜結(jié)構(gòu)的影響.結(jié)果表明,橫向擴(kuò)幅倍數(shù)、縱向擴(kuò)幅倍數(shù)和定型溫度越高,ptfe薄膜開孔率和孔徑越大;橫向擴(kuò)幅速度越高,薄膜開孔率越大,孔徑也越小.ptfe薄膜已廣泛用于防水透濕多功能服、生化防護(hù)服以及工業(yè)過(guò)濾等.

以真絲、棉機(jī)織物和無(wú)紡布為研究對(duì)象,研究3類織物與聚四氟乙烯微孔薄膜復(fù)合后,覆膜織物的服用性能。ptfe覆膜織物有好的防水性,在透氣性方面,基布透氣性與孔隙率成正相關(guān),與厚度無(wú)關(guān);但覆膜后織物的透氣性由ptfe覆膜本身透氣性決定。

廢水中的三價(jià)鉻在自然環(huán)境中容易轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的六價(jià)鉻。控制并回收廢水中的三價(jià)鉻可達(dá)到節(jié)約資源和降低污染的目的。采用減壓膜蒸餾(vmd)分離裝置,實(shí)驗(yàn)探討了不同平均孔徑大小的聚四氟乙烯(ptfe)微孔膜對(duì)處理含鉻(iii)溶液的膜通量、截留率等影響,研究了進(jìn)料濃度、進(jìn)料溫度對(duì)分離性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)于膜孔徑較小的膜,膜內(nèi)的傳質(zhì)阻力成為主要因素,膜內(nèi)的傳質(zhì)是vmd過(guò)程的控制步驟。

　將兩種不同ew值的聚α,β,β＿三氟苯乙烯(sptfs)樹脂浸入到多孔聚四氟乙烯(ptfe)膜的孔中,制成sptfs/ptfe復(fù)合膜用于質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc).并對(duì)該復(fù)合膜的吸水率,電導(dǎo)率,機(jī)械強(qiáng)度及其裝配的電池性能進(jìn)行了測(cè)試.與其它均質(zhì)膜相比,復(fù)合膜明顯降低了吸水率,同時(shí)也降低了電導(dǎo)率,增加了機(jī)械強(qiáng)度.在電池溫度為80℃,h2/o2壓力為0.2/0.2mpa條件下,兩種復(fù)合膜裝配電池的性能優(yōu)于nofion115膜.低ew值的復(fù)合膜電池性能優(yōu)于高ew值的電池性能,但電池穩(wěn)定性相對(duì)較差.

討論了ptfe復(fù)合膜防護(hù)機(jī)理及透濕影響因素.結(jié)果表明,ptfe薄膜和聚醚酯涂層對(duì)病毒防護(hù)起重要作用,微孔膜厚度、空隙率和孔徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)透濕影響小,但聚醚酯涂層的影響較大.采用ptfe復(fù)合膜對(duì)sars等病毒具有較好的防護(hù)效果.

以ptfe樹脂和催化劑粒子為原料,通過(guò)一系列機(jī)械操作:混和、過(guò)篩、成熟、壓坯、擠出棒狀物、壓延成片材、縱向拉伸、橫向拉伸、固化,制備了一種含有催化劑粒子的ptfe薄膜。利用sem和壓汞儀研究了薄膜的微孔結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:在相同的制膜工藝下,催化劑粒子填充增加了ptfe薄膜的平均孔徑和孔隙率,并且隨填充量的增大,薄膜的平均孔徑和孔隙率增加。

采用芳綸基布增強(qiáng)芳綸針刺非織造布與ptfe基布增強(qiáng)芳綸針刺非織造布為研究對(duì)象,對(duì)其表面形態(tài)、孔徑、透氣性進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià),根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)綸:兩種織物燒毛面的纖維頭端都有孔洞,部分中空,未燒毛面的表面纖維形態(tài)光滑,略有凹槽;芳綸基布增強(qiáng)非織造布比ptfe基布增強(qiáng)非織造布的透氣性更好,孔徑分布范圍更廣,說(shuō)明大部分氣體都經(jīng)大孔徑孔隙流走。

本文介紹了防水透氣做孔膜在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況，對(duì)微孔膜的材質(zhì)、制造工藝及原理、性能指標(biāo)等進(jìn)行了論述。

介紹了ptfe膜材的單軸拉伸試驗(yàn)方法,對(duì)該膜材在0°,15°,30°,45°,60°,75°,90°這7個(gè)偏軸方向的拉伸試驗(yàn)特征進(jìn)行了分析,并討論了其拉伸斷裂破壞機(jī)理及適用的相關(guān)強(qiáng)度準(zhǔn)則,最后進(jìn)行了應(yīng)變速率分別為10%,25%,50%,100%,200%,500%min-1的單向拉伸試驗(yàn),得到了相應(yīng)的斷裂強(qiáng)度、斷裂延伸率的變化規(guī)律.結(jié)果表明:ptfe膜材是典型的正交各向異性材料;利用tsai-hill強(qiáng)度準(zhǔn)則能夠?qū)tfe膜材的抗拉強(qiáng)度做出較好的預(yù)測(cè);ptfe膜材的抗拉強(qiáng)度隨著應(yīng)變速率的增加略有增加,而斷裂延伸率則略有減少,且與應(yīng)變速率的對(duì)數(shù)呈較好的線性關(guān)系.

采用nafion/sio2溶液和多孔ptfe薄膜為原料,制備了nafion/sio2/ptfe復(fù)合膜。sem圖片表明:復(fù)合膜具有良好的樹脂填充度;ftir測(cè)試表明:sio2被引入到復(fù)合膜中,沒有影響膜的本體結(jié)構(gòu);tg-dta測(cè)試表明:復(fù)合膜具有良好的保水性能。充放電測(cè)試表明:由于sio2的保水作用,復(fù)合膜在高電流密度時(shí)(>0.4a/cm2)具有更好的輸出能力。

以鎂(mg)為可燃物質(zhì),聚四氟乙烯(ptfe)為氧化劑,利用磁控濺射和真空蒸鍍兩種方法,制備薄膜煙火器件,研究?jī)煞N制膜工藝在性能上的差異,并對(duì)其附著力、薄膜粒度和燃速進(jìn)行了測(cè)量。結(jié)果表明,磁控濺射制得的薄膜附著力為35.88mn,粒度為0.1～0.5μm,燃速為(623.9±12.5)mm.s-1,其主要性能優(yōu)于真空蒸鍍法制得的薄膜。

建筑用PTFE膜材應(yīng)力松弛和徐變性能研究

采用"擠出-壓延-拉伸"法,通過(guò)改變縱向拉伸倍數(shù),制備出平均孔徑為0.25～0.80μm,孔隙率為46.9%～78.3%的4種疏水ptfe平板微孔膜。制備得到的ptfe平板微孔膜具有"纖維-結(jié)點(diǎn)"的網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)。隨著縱向拉伸倍數(shù)的增加,微孔膜結(jié)構(gòu)中的結(jié)點(diǎn)變小,纖維變細(xì),孔徑和孔隙率增大,孔隙分布更均勻。分別以茶多酚水溶液和cacl2溶液為進(jìn)料液和滲透液,進(jìn)行滲透蒸餾濃縮實(shí)驗(yàn)。研究了膜孔徑、滲透液和進(jìn)料液的濃度、流速等對(duì)滲透通量和截留率的影響。結(jié)果表明,增大ptfe平板微孔膜孔徑、提高滲透液的濃度以及進(jìn)料液和滲透液的流速可提高滲透通量。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,4種ptfe平板微孔膜對(duì)茶多酚的截留率均能保持在99.9%以上,且不受操作條件的影響。

以聚四氟乙烯（ptfe）乳液為原料，選定化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的納米二氧化鋯（zro2）為增強(qiáng)劑，制備出ptfe／zro2復(fù)合微孔膜，并通過(guò)x射線衍射儀對(duì)ptfe／zro2復(fù)合微孔膜樣品的結(jié)晶性能進(jìn)行了表征，使用單因素法討論了zro2的含量、拉伸倍數(shù)、熱處理溫度及熱處理時(shí)間等因素對(duì)ptfe／zro2復(fù)合微孔膜結(jié)晶性能的影響。結(jié)果表明，復(fù)合微孔膜的結(jié)晶度與拉伸倍數(shù)、熱處理溫度和熱處理時(shí)間成正比，與zro2含量成反比；zro2含量為7％、拉伸倍數(shù)為1～2．5倍、熱處理溫度為310℃、熱處理時(shí)間為10min時(shí)，制成的復(fù)合微孔膜綜合性能最佳。

以聚四氟乙烯(ptfe)乳液為原料,選定化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的納米二氧化鋯(zro2)為增強(qiáng)劑,制備出ptfe/zro2復(fù)合微孔膜,并通過(guò)x射線衍射儀對(duì)ptfe/zro2復(fù)合微孔膜樣品的結(jié)晶性能進(jìn)行了表征,使用單因素法討論了zro2的含量、拉伸倍數(shù)、熱處理溫度及熱處理時(shí)間等因素對(duì)ptfe/zro2復(fù)合微孔膜結(jié)晶性能的影響。結(jié)果表明,復(fù)合微孔膜的結(jié)晶度與拉伸倍數(shù)、熱處理溫度和熱處理時(shí)間成正比,與zro2含量成反比;zro2含量為7%、拉伸倍數(shù)為1～2.5倍、熱處理溫度為310℃、熱處理時(shí)間為10min時(shí),制成的復(fù)合微孔膜綜合性能最佳。

通過(guò)溶膠凝膠法在聚四氟乙烯(ptfe)平板微孔膜表面形成sio2微納米粒子,再采用全氟癸基三甲氧硅烷(fas-17)對(duì)其進(jìn)行修飾,獲得超疏水表面的ptfe平板微孔膜。考察了正硅酸乙酯(teos)和三甲基三乙氧基硅烷(mtes)配比、fas-17濃度等對(duì)平板膜疏水性和微孔結(jié)構(gòu)的影響,并研究了其膜蒸餾性能。結(jié)果表明,改性后sio2納米粒子可均勻附著和內(nèi)嵌在膜的原纖-結(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi);當(dāng)mtes/teos的比例和fas-17濃度增大時(shí),膜表面靜態(tài)接觸角(wca)先增加后減小,膜孔徑和孔隙率也隨之減小;當(dāng)mtes/teos的比例為1∶1,fas-17濃度為4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),改性膜的wca達(dá)到154°,滾動(dòng)角(ra)為8°,達(dá)到超疏水效果;由于超疏水作用,改性膜在膜蒸餾運(yùn)行過(guò)程中膜污染程度降低,產(chǎn)水通量恒定在3.65kg/h·m2左右,脫鹽率保持99.8%以上。

研究了疏水性聚四氟乙烯(ptfe)微孔膜的結(jié)構(gòu)、潤(rùn)濕性、可重復(fù)使用性以及在不同溫度、ph下對(duì)煤油、汽油和柴油的分離速率的影響。結(jié)果表明,在常溫下,ptfe微孔薄膜對(duì)含油廢水中油的去除率可達(dá)90%以上;ptfe微孔薄膜油水分離速率不受含油廢水中ph的影響,但隨著溫度的升高而加快;對(duì)不同的含油廢水有著不同的分離速率,其中對(duì)汽油的分離速率最高,穩(wěn)定后可達(dá)800l/(m2.h),煤油次之,對(duì)柴油的分離效率最低,低至穩(wěn)定后為650l/(m2.h)。另外,由于ptfe微孔膜采用的是表面過(guò)濾的方式,所以膜具有非常好的可重復(fù)使用性,是一種非常理想的油水分離膜。