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填料对微孔薄膜力学性能的实验研究续

发布时间:2021年08月18日    点击:[3]人次

填料对PE微孔薄膜力学性能的实验研究续

2、结果与讨论

2.1 填料对PE微孔薄膜力学性能的影响

图3是填料含量与PE微孔薄膜试样纵向撕裂强度的关系曲线。由图3可见,随填料含量的增加,PE微孔薄膜试样的纵向撕裂强度降低。对于碳酸钙和淀粉而言,填料含量较小时,撕裂强度降低较快;含量较大时,降低较缓慢。高岭土使PE微孔薄膜的纵向撕裂强度呈线性降低。

图4是填料含量与PE微孔薄膜试样横向撕裂强度的关系曲线。由图4可见,随填料含量的增加,PE微孔薄膜试样的横向撕裂强度降低,尤其是高岭土的影响特别显著。

图3和图4中填料含量与薄膜撕裂强度的关系曲线说明,填料的加入会降低PE微孔薄膜的撕裂性能。碳酸钙、高岭土和淀粉这3种填料中,淀粉对PE微孔薄膜纵横向撕裂强度的影响最小,碳酸钙次之,高岭土最大。

图5是填料含量与PE微孔薄膜试样纵向拉伸强度的关系曲线。由图5可见,随填料含量的增加,薄膜的纵向拉伸强度降低。

图6是填料含量与PE微孔薄膜试样横向拉伸强度的关系曲线。由图6可见,随着填料含量的增加,PE微孔薄膜试样的横向拉伸强度降低。

对比图5和图6可以看出,填料对PE微孔薄膜的纵向、横向拉伸强度影响显著,纵横向拉伸强度随填料的变化趋势基本相似,即含碳酸钙和高岭土的体系近似于呈线性变化,含淀粉的体系则变化较缓慢,尤其是高含量时,含淀粉体系的拉伸强度高于含碳酸钙和高岭土的体系。

2.2填料对PE微孔薄膜透湿性能的影响

图7是填料含量与PE微孔薄膜试样平均透湿系数的关系曲线。由图7可见,随填料含量的增加,PE微孔薄膜试样的平均透湿系数提高。当填料为碳酸钙和高岭土时,平均透湿系数提高缓慢;当填料为淀粉时,提高较快。淀粉对PE微孔薄膜平均透湿系数影响较大可归因于淀粉有较多的羟基,这些羟基与水分子形成氢键,极易吸引水分子。

2.3 填料对PE微孔薄膜透气性能的影响

图8是填料含量与PE微孔薄膜的△P/△t的关系曲线。由图8可见,随着填料含量的增加,PE微孔薄膜的△P/△t值随之提高,并且基本上呈线性提高。在碳酸钙、高岭土和淀粉这3种填料中,淀粉的AO/△t值提高最大,高岭土次之,碳酸钙最小。

2.4填料种类对PE微孔薄膜微孔结构的影响

很多因素影响PE微孔薄膜的泡孔形状、泡孔直径及其分布。笔者着重研究了碳酸钙和淀粉对PE微孔薄膜的泡孔形状、泡孔直径及其分布的影响。

图9是PE微孔薄膜表面微观结构的SEM照片。其中图9a的碳酸钙含量为11.5%;图9b的淀粉含量为12.3%。

由图9可见,在相近含量下,含淀粉的PE微孔薄膜表面的泡孔尺寸较大,填料分散状态较差,且在淀粉颗粒的周围形成较多的穿孔。而碳酸钙在PE微孔薄膜中分散均匀,表面的泡孔尺寸较小。

图10是PE微孔薄膜断面微观结构的SEM照片。比较图10a和图10b可以看出,两种微孔薄膜试样的微孔形状是不规则的,呈狭长形,分布比较均匀;含14.8%碳酸钙的PE微孔薄膜微孔泡体尺寸较小,相对密实;含14%淀粉的PE微孔薄膜微孔泡体尺寸较大,相对稀疏。而且,图10a中的微孔泡体形状较图10b中的狭长,微孔泡体与泡体之间的间隙较小,甚至相互贯穿。

3、结论

(1)碳酸钙、高岭土和淀粉等填料对PE微孔薄膜性能影响很大。随着填料含量的增加,PE微孔薄膜的撕裂强度和拉伸强度随之降低,而透湿系数和透气性能随之提高。其中,淀粉对PE微孔薄膜的透湿系数和透气性能影响最大。

(2)填料对PE的成膜影响很大,较少含量的填料也对PE的成膜性影响很大。在碳酸钙、高岭土和淀粉这3种填料中,碳酸钙的成膜性最好。

(3)用普通吹塑薄膜法制备的PE微孔薄膜的微孔形状呈狭长形、部分呈互通网络结构分布,并且这种结构随加工工艺而变化。(文/吴智华 刘志民 孟兵)

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