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干法隔膜工藝
干法隔膜工藝是隔膜制備過程中最常采用的方法,該工藝是將高分子聚合物、添加劑等原料混合形成均勻熔體,擠出時(shí)在拉伸應(yīng)力下形成片晶結(jié)構(gòu),熱處理片晶結(jié)構(gòu)獲得硬彈性的聚合物薄膜,之后在一定的溫度下拉伸形成狹縫狀微孔,熱定型后制得微孔膜。目前干法工藝重要包括干法單向拉伸和雙向拉伸兩種工藝。
干法單拉
干法單拉是使用流動(dòng)性好、分子量低的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)聚合物,利用硬彈性纖維的制造原理,先制備出高取向度、低結(jié)晶的聚烯烴鑄片,低溫拉伸形成銀紋等微缺陷后,采用高溫退火使缺陷拉開,進(jìn)而獲得孔徑均一、單軸取向的微孔薄膜。
干法單拉工藝流程為:
1、投料:將PE或PP及添加劑等原料按照配方預(yù)處理后,輸送至擠出系統(tǒng)。
2、流延:將預(yù)處理的原料在擠出系統(tǒng)中,經(jīng)熔融塑化后從模頭擠出熔體,熔體經(jīng)流延后形成特定結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基膜。
3、熱處理:將基膜經(jīng)熱處理后得到硬彈性薄膜。
4、拉伸:將硬彈性薄膜進(jìn)行冷拉伸和熱拉伸后形成納米微孔膜。
5、分切:將納米微孔膜根據(jù)客戶的規(guī)格要求裁切為成品膜。
干法雙拉
據(jù)了解,干法雙拉工藝是中科院化學(xué)研究所開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝,也是我國(guó)特有的隔膜制造工藝。由于PP的β晶型為六方晶系,單晶成核、晶片排列疏松,擁有沿徑向生長(zhǎng)成發(fā)散式束狀的片晶結(jié)構(gòu)的同時(shí)不具有完整的球晶結(jié)構(gòu),在熱和應(yīng)力用途下會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦又旅芎头€(wěn)定的α晶,在吸收大量沖擊能后將會(huì)在材料內(nèi)部出現(xiàn)孔洞。該工藝通過在PP中加入具有成核用途的β晶型改性劑,利用PP不同相態(tài)間密度的差異,在拉伸過程中發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變形成微孔。
干法雙拉工藝流程為:
1、投料:將PP及成孔劑等原料按照配方預(yù)處理后輸送至擠出系統(tǒng)。
2、流延:得到β晶含量高、β晶形態(tài)均一性好的PP流延鑄片。
3、縱向拉伸:在一定溫度下對(duì)鑄片進(jìn)行縱向拉伸,利用β晶受拉伸應(yīng)力易成孔的特性來致孔。
4、橫向拉伸:在較高的溫度下對(duì)樣品進(jìn)行橫向拉伸以擴(kuò)孔,同時(shí)提高孔隙尺寸分布的均勻性。