文档介绍：浙江理工大学
硕士学位论文
聚四氟乙烯微孔薄膜的拉伸形变机制及均匀性研究
姓名:王永军
申请学位级别:硕士
专业:纺织工程
指导教师:陈建勇
20080122
聚四氟乙烯微孔薄膜的拉伸形变机制及均匀性研究匀的另一原因,本文研究了横向拉伸和热定型过程中薄膜的弓曲现象,分析了弓浠资.×、透湿量中间低两侧高的瓺和姆治鼋峁砻鳎旖档蚉慕峋Ф龋捎诒∧ち讲嗬毂雀哂中间,沟帽∧ち讲嘟峋Ф刃。屑洳糠执蟆S捎诤嵯蚍较蛏媳∧そ峋Ф群涂拙摘要双向拉伸成型的微孔膜广泛用于特种服装、环保过滤、生物医学等众多领域,但薄膜均匀性是影响其进一步推广应用的瓶颈。本文针对这一问题,采用实验室和生产线相结合、实验和理论模拟并进的方法,对薄膜均匀性影响最大的横向拉伸过程进行了系统研究。研究了横向拉伸过程中薄膜结构和性能在横向方向上的差异,并通过实验和有限元模拟获得的薄膜形变规律和力学机制,在以上研究的基础上提出控制薄膜均匀性的有效途径。主要研究内容包括:捎煤穸炔馐砸恰⒁旱涡巫捶治鲆恰、孔径分析仪、等手段研究了薄膜横向方向上厚度、表面形态和结晶结构等的变化,获得横向拉伸对薄膜横向均匀性的影响规律:捎猛甘R恰⒛退共馐砸堑炔馐訮⒖啄ぜ捌洳阊怪锏姆浪甘P阅埽讨了微孔膜结构和性能上的不均匀性对层压织物性能影响;诒∧だ煨伪涞母丛有裕疚慕邢拊R胫罸薄膜横向拉伸的研究中,通过实验和有限元模拟探讨了横向拉伸过程中薄膜的形变和力学机制,深层次研究横向拉伸过程中薄膜不均匀的产生原因;低逞芯苛撕嵯蚶煳露群屠焖俾识訮⒖啄ぞ刃缘挠跋欤汉嵯蚶旌腿定型过程中薄膜产生的弓曲将导致薄膜横向方向上原纤取向的差异,是薄膜不均曲现象的产生机制;结合横向拉伸的薄膜形变和力学机制,提出了控制薄膜均匀性的有效途径。主要结论包括:嵯蚍较蛏螾∧ち讲嗪穸壤毂让飨愿哂谥屑洌直鹞..贾卤∧ち侧薄中间厚:。薄膜横向方向上厚度和微孔结构的差异趋势。
行为直接导致了薄膜在横向方向上厚度、微孔结构和表面张力等的不均匀,进而影响层压织物性能的不均一。横向拉伸阶段是控制薄膜微孔结构、厚度等的关键ατΡ淝弑砻鳎臀绿跫驴墒迪諴∧さ暮嵯蚶欤⒖捉峁沟男纬结构植诙的差异,,这是薄膜和织物问剥离强度呈现中问高两侧低的根本原因。笛楹陀邢拊DD夥治龅贸觯赑∧ず嵯蚶旃讨校煊ατ杀∧さ牧侧逐步向中央传递,并随着拉伸比的增加,拉伸应力逐渐增加;两边的拉伸总是先于中间部分,随着拉伸进行,逐渐由两边向中间扩展。这一研究表明,薄膜的横向拉伸属非均匀拉伸,两侧拉伸倍数大,中间部分拉伸倍数低。这一拉伸环节。诤嵯蚶旌腿榷ㄐ凸讨校∧ぴ诤嵯蚶煊αΑ⒆菹蚴账醪淖菹蚴账跤力、薄膜两边夹具束缚等多方面作用下产生弓曲:由于定型温度远远高于横向拉伸温度,致使热定型阶段的薄膜硬度远低于拉伸过程,最终导致热定型阶段的弓曲进一步加大,因此热定型阶段是控制弓曲的关键环节。和厚度的降低强烈依赖拉伸温度,横向拉伸具有明显的温度敏感性;薄膜形变滞后于拉伸应力,拉伸速度影响应力传递,由于材料的应变硬化以及速率敏感效应导致材料厚度减薄区继续形变的应力增大,高速横向拉伸应力传递比低速拉伸的应力传递快,使薄膜横向方向上厚度和微孔结构趋于一致:热定型温度影响弓曲,因此通过改变横向拉伸中的温度分布、横向拉伸速度、以及降低热定型温度可提高薄膜的均匀性。关键词:微孔膜,均匀性,弓曲,横向拉伸,有限元浙江理喝搜:学位论文
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第一章绪论的掣¨。在我国,膜工业起步于上世纪年代,经过几十年的发展,膜技术已经成为新兴广泛用于食品、医药、饮用水、城市污水处理等方耐。业生产之中,并产生了很好的经济和社会效益。膜分离过程已成为解决当代能源、资源和所有特性:耐酸碱、耐老化、憎水、摩擦系数极低、难粘和较宽的使用温度范围。经过双每平方毫米的面积上约有上千万个微孔,孔隙率高达%以上,这种微孔结构构筑了薄早在兰椭幸叮陀腥朔⑾至四は窒螅妗篎将膜过程应用于工业领域却是近年的而且正在走向成熟的化工分离技术。已经成熟和开发出来的反渗透、超滤、微滤、纳滤、电渗析、气体分离、无机膜、渗透汽化、膜接触、膜反应及控制释放等技术正在运用于工期:境;疚侍獾闹匾8咝录际鹾涂沙中⒄辜际醯幕 F渲校⒙耸悄壳坝τ米钇毡椤总销售额最大的一项压力驱动膜技术,主要用于微粒的分离、净化、浓缩和提纯等工艺,从上世纪中叶以来,微滤膜⒖啄就已成功地应用于广泛的工业领域,如从液相中分离特殊盒属离子、工业水处理、血浆分离、电池隔膜、制药分离、化工产品提纯、药物释放、人