CN112936925A - 聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法 - Google Patents

聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112936925A
CN112936925A CN201911259182.3A CN201911259182A CN112936925A CN 112936925 A CN112936925 A CN 112936925A CN 201911259182 A CN201911259182 A CN 201911259182A CN 112936925 A CN112936925 A CN 112936925A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polytetrafluoroethylene
lubricant
resin
film
polytetrafluoroethylene resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911259182.3A
Other languages
English (en)
Inventor
王刚
关成梅
吴永强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Xianjian New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Dongguan Xianjian New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Xianjian New Material Technology Co ltd filed Critical Dongguan Xianjian New Material Technology Co ltd
Priority to CN201911259182.3A priority Critical patent/CN112936925A/zh
Publication of CN112936925A publication Critical patent/CN112936925A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00—Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • B29D7/01—Films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2027/00—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2027/12—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material containing fluorine
    • B29K2027/18—PTFE, i.e. polytetrafluorethene, e.g. ePTFE, i.e. expanded polytetrafluorethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/01—Hydrocarbons

Abstract

本发明涉及一种聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法。将聚四氟乙烯树脂与润滑剂进行出料混合，在出料混合过程中，聚四氟乙烯树脂为粉末，润滑剂为雾化液滴，聚四氟乙烯树脂与润滑剂出料即进行混合在该混料方式下，聚四氟乙烯树脂与润滑剂能够充分接触，润滑剂能够将聚四氟乙烯树脂完全包裹，并快速渗透到聚四氟乙烯中，使聚氟乙烯树脂与润滑剂充分均匀混合。同时，聚四氟乙烯树脂不会因摩擦、震动、撞击而产生纤维化，使制得的聚四氟乙烯膨体膜的孔径小、孔隙率高并且孔径分布均匀。

Description

聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯材料技术领域，尤其是涉及一种聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯树脂具有优良的耐候性、耐腐蚀性、绝缘性、耐老化性，同时还具有无毒、可纤维化等特点，广泛应用于航天、电子、化工、建筑、纺织等领域。
随着对聚四氟乙烯研究的不断深入，越来越多的改性聚四氟乙烯被生产制造出来。其中，聚四氟乙烯膨体膜作为一种新型高分子材料被广泛应用在人工血管、心脏修补膜、分离过滤、密封、电气绝缘、野外用品等方面。尤其是，聚四氟乙烯膨体膜具有良好的生物相容性以及特有的微孔结构，聚四氟乙烯膨体膜具有“结与纤维”的超微结构，通过控制结间距可以诱导自身组织细胞内向生长，形成组织连接，如同自体组织一样，是目前最为理想的生物组织代用品之一。尽管聚四氟乙烯膨体膜具有优异的性能，但是传统的制备方法制备的聚四氟乙烯膨体膜的孔隙率低并且孔径分布不均匀，严重制约着聚四氟乙烯膨体膜的性能。
发明内容
基于此，有必要提供一种聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，通过该方法得到的聚四氟乙烯膨体膜的孔隙率高并且孔隙分布均匀。
一种聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，包括如下步骤：
将聚四氟乙烯树脂与润滑剂进行出料混合，得到混合物料；其中，所述聚四氟乙烯树脂为粉末，所述润滑剂为雾化液滴；
对所述混合物料进行压坯处理，得到坯体；
对所述坯体进行压延处理，得到聚四氟乙烯基带；
对所述聚四氟乙烯基带进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带；
对所述脱脂基带进行横向拉伸处理，得到膨体膜预成品；
对所述膨体膜预成品进行定型处理。
在其中一个实施例中，在所述出料混合的过程中，控制所述聚四氟乙烯树脂与所述润滑剂的出料距离为10cm～50cm。
在其中一个实施例中，控制所述聚四氟乙烯树脂与所述润滑剂的出料方向的夹角为120°～180°。
在其中一个实施例中，在所述出料混合的过程中，控制所述聚四氟乙烯树脂的出料方向与水平方向的夹角为0°～30°，控制所述润滑剂的出料方向与水平方向的夹角为0°～30°。
在其中一个实施例中，通过粉料喷射器对所述聚四氟乙烯树脂进行出料，所述雾化液滴为超声雾化液滴，通过超声雾化喷油器将所述润滑剂形成所述超声雾化液滴并进行出料。
在其中一个实施例中，所述聚四氟乙烯树脂与润滑剂的重量比为100:(20～30)。
在其中一个实施例中，所述聚四氟乙烯树脂的粒径为300μm～500μm。
在其中一个实施例中，所述雾化液滴状的润滑剂的粒径为5μm～40μm。
在其中一个实施例中，所述聚四氟乙烯树脂的结晶度为90％～99.9％，所述聚四氟乙烯树脂的重均分子量为0.2×107～1×107。
一种聚四氟乙烯膨体膜，所述聚四氟乙烯膨体膜采用上述任一实施例中所述的制备方法制得。
上述聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，通过出料混合将聚四氟乙烯树脂与润滑剂进行混合，能够提高聚四氟乙烯树脂与润滑剂混合的均匀性。在聚四氟乙烯树脂与润滑剂混合过程中，由于聚四氟乙烯树脂有自粘性特点，聚四氟乙烯树脂容易在摩擦、震动、撞击的情况下产生纤维化(即颗粒内的微粒子在剪切力的作用下呈一定方向规则排列形成纤维状)。在混合过程，如果聚四氟乙烯树脂产生纤维化则会导致聚四氟乙烯树脂与润滑剂的混合均匀性变差，并且在后续压延过程中难以得到高质量的产品，进而影响聚四氟乙烯膨体膜的质量。而传统的混料方式是通过搅拌将放置在一起的聚四氟乙烯树脂和润滑剂进行混合，在搅拌过程中聚四氟乙烯树脂会发生较大程度纤维化，导致聚氟乙烯树脂与润滑剂难以均匀混合，进而使得聚四氟乙烯膨体膜的孔隙率低并且孔径分布不均匀。
发明人通过对聚四氟乙烯树脂与润滑剂的性能和两者的混合过程进行了研究，得到了一种能够有效避免聚四氟乙烯树脂发生纤维化的混料方式。将聚四氟乙烯树脂与润滑剂进行出料混合，在出料混合过程中，聚四氟乙烯树脂为粉末，润滑剂为雾化液滴，聚四氟乙烯树脂与润滑剂出料即进行混合。在该混料方式下，聚四氟乙烯树脂与润滑剂能够充分接触，润滑剂能够将聚四氟乙烯树脂完全包裹，并快速渗透到聚四氟乙烯中，使聚氟乙烯树脂与润滑剂充分均匀混合。同时，聚四氟乙烯树脂不会因摩擦、震动、撞击而产生纤维化。在后续的加工过程中，混合均匀的聚四氟乙烯树脂与润滑剂经过压坯、压延、纵向拉伸、横向拉伸以及定型等处理，使制得的聚四氟乙烯膨体膜的孔径小、孔隙率高并且孔径分布均匀。
上述聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，实现了聚四氟乙烯树脂与润滑剂加料的定量控制。并且在混料过程中，由于没有对物料进行搅拌，因此不需要长时间的静置，有效缩短了混料的时间。
附图说明
图1为一实施方式中聚四氟乙烯膨体膜的制备流程图。
图2为一实施方式中聚氟乙烯树脂与润滑剂的混料示意图。
图3为另一实施方式中聚氟乙烯树脂与润滑剂的混料示意图。
图4为一实施方式的多次横向拉伸和多次预定型处理的示意图。
图5为一实施例中定型处理过程聚四氟乙烯膨体膜的纤维结构示意图。
图6为传统定型处理过程聚四氟乙烯膨体膜的纤维结构示意图。
图7为实施例1中得到的聚四氟乙烯膨体膜的扫描电镜图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明一实施例提供了一种聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，包括如下步骤：
S01：将聚四氟乙烯树脂与润滑剂进行备料。
在一实施方式中，聚四氟乙烯树脂与润滑剂的重量比为100:(20～30)，在100:(20～30)的重量比范围内，聚四氟乙烯树脂与润滑剂充分作用，能够减少原料的浪费。
S02：将聚四氟乙烯树脂与润滑剂进行出料混合，得到混合物料；其中，聚四氟乙烯树脂为粉末，润滑剂为雾化液滴。
出料混合是指，采用出料设备将聚四氟乙烯树脂送出至一容器中，同时采用出料设备将润滑剂送出至该容器中，使两者混合。聚四氟乙烯树脂粉末和雾化液滴在出料过程中实现混合。
在该混料方式下，粉末状的聚四氟乙烯树脂与呈雾化液滴状的润滑剂能够充分接触，润滑剂能够将聚四氟乙烯树脂完全包裹，并快速渗透到聚四氟乙烯中，使聚氟乙烯树脂与润滑剂充分均匀混合。同时，聚四氟乙烯树脂不会因摩擦、震动、撞击而产生纤维化。在后续的加工过程中，混合均匀的聚四氟乙烯树脂与润滑剂经过压坯、压延、纵向拉伸、横向拉伸以及定型等处理，使制得的聚四氟乙烯膨体膜的孔隙率高并且孔径分布均匀。同时，聚四氟乙烯树脂与润滑剂边混合边静置，不需要再混料之后进行长时间的静置，有效缩短了混料的时间。
S03：对混合物料进行压坯处理，得到坯体。然后对坯体进行压延处理，得到聚四氟乙烯基带。
S04：对聚四氟乙烯基带进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带。
S05：对脱脂基带进行横向拉伸处理，得到膨体膜预成品。
S06：对膨体膜预成品进行定型处理。
在步骤S02中，请参阅图2，控制聚四氟乙烯树脂的出料方向与水平线III-III的夹角为α，控制润滑剂的出料放向与水平线III-III的夹角为β。并且，聚四氟乙烯树脂和润滑剂对向出料。即，聚四氟乙烯树脂和润滑剂从容器的相对两侧进入容器中，使聚四氟乙烯树脂与润滑剂能够充分混合，有利于提高混合的均匀性。
在一实施方式中，α的大小范围为0～30°。在一实施方式中，β的大小范围为0～30°。
在一实施方式中，α的大小范围为0～30°，β的大小范围为0～30°，即聚四氟乙烯树脂与所述润滑剂的出料方向的夹角为120°～180°。
如图3所示，在一具体的示例中，α为0°，β为0°，聚四氟乙烯树脂与润滑剂的出料方向的夹角为180°。
在另一具体示例中，α为30°，β为30°，聚四氟乙烯树脂与润滑剂的出料方向的夹角为120°。
在一实施方式中，在出料混合的过程中，控制聚四氟乙烯树脂与润滑剂的出料距离为10cm～50cm。出料距离控制在10cm～50cm内，在使聚四氟乙烯树脂与润滑剂充分接触的同时，缩短物料暴露在空气中的时间，以避免空气湿度的不良影响。
在一实施方式中，出料混合环境的空气湿度小于或等于65％，温度小于或等于19℃。
在一实施方式中，控制聚四氟乙烯树脂与润滑剂的出料速率比为100:(20～30)。其中，出料速率是指单位时间内的出料质量。
在一实施方式中，通过粉料喷射器对聚四氟乙烯树脂进行出料，通过超声雾化喷油器对润滑剂进行出料。采用超声雾化喷油器对润滑剂进行出料，将润滑剂分散成超声雾化液滴，增大了聚四氟乙烯与润滑剂的接触面积，使两者接触更加充分。同时，粉料喷射器和超声雾化喷油器方便分别对聚四氟乙烯和润滑剂的出料速率进行控制，能够将两者的出料速率控制在合适的范围内，进一步提高混料的均匀性。
在一个具体的示例中，聚四氟乙烯树脂的粒径为300μm～500μm，使得混料更加均匀。
在一个具体的示例中，超声雾化喷油器喷出的润滑剂的粒径为5μm～40μm。润滑剂的粒径小于聚四氟乙烯树脂的粒径，润滑剂能够更好地吸附在聚四氟乙烯树脂表面，并将聚四氟乙烯树脂完全包裹，然后快速渗透到聚四氟乙烯树脂中，使聚氟乙烯树脂与润滑剂充分均匀混合。
在一个具体的示例中，膨体膜基带的厚度为100μm～250μm。
在一个具体的示例中，聚四氟乙烯的结晶度为90％～99.9％，聚四氟乙烯的重均分子量为0.2×107～1×107。
在一个具体的示例中，聚四氟乙烯为日本大金公司106C产品、F106产品或日本旭硝子公司CD123产品。
在一个具体的示例中，润滑剂为液体石蜡、石油醚以及异构烷烃溶剂中的一种或几种。采用液体润滑剂便于超声雾化喷油器将润滑剂分散成雾状的小颗粒，提高润滑剂的加工性能；同时使润滑剂更好地吸附在聚四氟乙烯树脂表面。
在一实施方式中，步骤S03中压坯处理的方法为将混合物料在30℃～50℃下压制成毛坯，然后将毛坯在40℃～60℃下挤出，得到坯体。在一个具体的示例中，通过压坯机将混合物在30℃～50℃下压制成圆柱形毛坯，然后将圆柱形毛坯通过推压机在40℃～60℃下挤出成棒状，得到棒状坯体。
在一实施方式中，步骤S03中，压延处理的温度为40℃～60℃。
在一实施方式中，步骤S04中，纵向拉伸处理的温度为180℃～300℃。在一个具体的示例中，在温度为180℃～300℃的烘箱中对膨体膜基带进行纵向拉伸处理。
在一实施方式中，步骤S05中，横向拉伸处理的温度为180℃～210℃。
在一实施方式中，步骤S05中的横向拉伸处理至少进行两次。并且在每次横向拉伸之后，接着进行预定型处理。最后一次横向拉伸和最后一次预定型之后，再进行步骤S06。
如图4所示，以三次横向拉伸和三次预定型为例进行说明，将初始横向长度为H0的脱脂基带100进行第一次横向拉伸，如步骤S051所示，经过步骤S051，脱脂基带100的横向长度(又称为幅宽)为H1，然后进行步骤S052，即进行第一次预定型，第一次预定型后，脱脂基带100的横向长度H1不变。接着，进行步骤S053，即第二次横向拉伸，使脱脂基带100的横向长度变成扩大至H2；继续进行步骤S054，即第二次预定型。最后，进行第三次横向拉伸(即步骤S055)，使脱脂基带100的横向长度变成扩大至H3，最后进行第三次预定型(步骤S056)。
多次横向拉伸的温度可以相等，也可以不等。横向拉伸和对应的预定型的温度可以相等也可以不相等。
其中，预定型的方法为热处理。热处理的方式是经过横向拉伸的脱脂基带100在一定温度下沿纵向运行或纵向位移，纵向位移的速度为10～20米/分钟。第一预定型后，经过第一次横向拉伸后的脱脂基带100的运行距离(总位移量，又称为预定型距离，下同)为L1。第二预定型后，经过第二次横向拉伸后的的脱脂基带100的运行距离(总位移量)为L2。第三次定型后，经过第三次横向拉伸后的脱脂基带100的运行距离(总位移量)为L3。
进行多次横向拉伸和预定型处理，得到膨体膜预成品。通过预定型使“结与纤维”在不同的阶段成型，能够逐步增强聚四氟乙烯膨体膜的强度；同时结点逐渐减小，从而能够使聚四氟乙烯膨体膜的孔径分布均匀。
在一个具体的示例中，对脱脂基带进行两次横向拉伸和两次预定型处理。其中，未进行拉伸的脱脂基带与第一次横向拉伸之后的脱脂基带的横向长度之比为(1-1.5):10。第一次横向拉伸之后的脱脂基带与第二次横向拉伸之后的脱脂基带的横向长度之比为1:(1.5～4)。第一次横向拉伸之后的脱脂基带与第二次横向拉伸之后的脱脂基带的横向长度之比可以但不限定为1:2、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3。在进行两次横向拉伸和预定型处理的过程中，控制第一次预定型后脱脂基带100的运行距离与第二次预定型后脱脂基带100的运行距离之比为1:(0.5～1.5)。
在另一个具体的示例中，对脱脂基带进行三次横向拉伸和三次预定型处理。其中，未进行拉伸的脱脂基带与第一次横向拉伸之后的脱脂基带的横向长度之比为(1-1.5):10。第一次横向拉伸之后的脱脂基带、第二次横向拉伸之后的脱脂基带以及第三次横向拉伸之后的脱脂基带的横向长度比为1:(2～3):(3～6)。第一次横向拉伸之后的脱脂基带、第二次横向拉伸之后的脱脂基带以及第三次横向拉伸之后的脱脂基带的横向长度比可以但不限定为1:2:3.5、1:2:4、1:2:4.5、1:2:5、1:2:5.5。在进行三次横向拉伸和预定型处理的过程中，控制第一次预定型后脱脂基带100的运行距离、第二次预定型后脱脂基带100的运行距离与第三次预定型后脱脂基带100的运行距离以及之比为1：(0.5-1.5)：(1.5-2.5)。
在合适的温度下进行压延处理、纵向拉伸处理和横向拉伸处理有利于聚四氟乙烯膨体膜的综合性能。温度过低，坯体不能实现快速转化；温度过高，对坯体的性能和形貌会产生不利的影响。
在一实施方式中，在步骤S06的定型处理过程中，定型处理的方法为将膨体膜预成品在250℃～380℃烧结20s～80s。通过烧结定型，得到满足厚度要求的聚四氟乙烯膨体膜。
在另一实施方式中，对膨体膜预成品进行定型处理的方法为：在180℃～300℃下，将膨体膜预成品烧结20s～80s，然后将烧结之后的膨体膜预成品通过接触辊压制成型。
优选地，烧结是将膨体膜预成品在180℃～300℃的烘箱内烧结20s～80s。接触辊的温度为290℃～300℃，接触辊的转速为10m/min～20m/min。
通过烧结与接触辊定型相结合的方式，能够使“结与纤维”结构快速固定下来，使得聚四氟乙烯膨体膜的纤维不能回缩(如图5所示)，从而提高纤维的整体强度，制得孔隙率高、孔径均匀、强度高、抗疲劳性能好和抗蠕变性能好的聚四氟乙烯膨体膜。而传统的定型方法是仅利用烘箱内的热空气加热定型，由于空气传导效率低，定型效果较差，纤维容易回缩(如图6所示)，导致纤维出现明显的整体蠕变，会对聚四氟乙烯膨体膜的强度等性能造成不利的影响。
进一步地，还提供了一种聚四氟乙烯膨体膜，该聚四氟乙烯膨体膜采用上述制备方法制得。在制备过程中，聚四氟乙烯树脂和润滑剂均匀混合，得到的聚四氟乙烯膨体膜孔径小、孔隙率高并且孔径分布均匀。
在一个具体的示例中，该聚四氟乙烯膨体膜的厚度为10μm～30μm。
进一步地，还提供了一种医用仿生膜，该医用仿生膜包括上述聚四氟乙烯膨体膜。该医用仿生膜具有良好的生物相容性，具有良好的应用前景。
进一步地，还提供了一种上述聚四氟乙烯膨体膜或上述的医用仿生膜在制备医用产品中的应用。
以下为具体实施例。
以下实施例中，采用如下测试方法：
(1)孔隙率ε的测定：根据公式ε＝V孔/V膜表观＝(V膜表观-V膜材料)/V膜表观
＝(M/ρ膜表观-M/ρ膜材料)/M/ρ膜表观＝(ρ膜材料-ρ膜表观)/ρ膜材料计算孔隙率ε。
PTFE原材料的密度(真密度)ρ膜材料＝2200Kg/m3＝2.2g/cm3，通过计算出膜表观密度(ρ膜表观)，代入上述公式，即可得出覆膜材料的孔隙率ε。
ρ膜表观的测试方法：ρ膜表观＝M/V膜表观
M：样品质量——通过电子天平称重获得
V膜表观：样品表观体积——通过卡尺测量样品表观尺寸，计算表观体积。
具体步骤如下：
①首先用手术刀在膜卷上切下一小块整齐规则的方体膜材(约20mm×20mm×h)；
②随后用数显测厚规测量整块膜材的厚度(多次测量不同区域取均值)，用直尺测量膜块的长宽值，计算出膜表观体积；
③然后将方体膜块放入电子天平称重，记录样品质量；
④最后将膜表观体积、样品质量及膜材料真密度导入公式，计算得出PTFE膜孔隙率。
(2)最大孔径的测定：取膜中间位置裁剪部分置于扫描电镜中观察，在5000倍，20KV的条件下调节其最清晰，然后选取最大孔径的位置，测试其最大长度即为最大孔径。
实施例1
本实施例中聚四氟乙烯膨体膜的制备方法为：
(1)混料：将100g的聚四氟乙烯树脂粉末(粒径为300um，结晶度为94％，重均分子支质量为0.4×107)加入到粉料喷射器中，将20g液体润滑剂(异构十二烷烃溶剂)加入到超声雾化喷油器中。粉料喷射器的出料口与水平方向的夹角为0°，超声雾化喷油器的出料口与水平方向的夹角为0°，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂的出料方向的夹角为180°(如附图3所示)。粉料喷射器的出料口与超声雾化喷油器的出料口之间的距离为50cm。粉料喷射器喷出的聚四氟乙烯平均粒径为420μm，超声雾化喷油器将液体润滑剂雾化成的细小的液滴，喷出的液体润滑剂平均粒径约为5μm。聚四氟乙烯树脂和液体润滑剂的出料速率比为100：20，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂充分混合，形成混合均匀的混合物料。其中，混料环境的空气湿度为65％，温度为19℃。
(2)压坯与压延：将步骤(1)中的混合物料在50℃下通过压坯机压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在40℃的温度下挤出，得到棒状坯体，然后将棒状坯体经压延机在40℃下压延成厚度为100μm的聚四氟乙烯基带。
(3)纵向拉伸：将步骤(2)中得到的聚四氟乙烯基带在180℃烘箱中进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带。
(4)横向拉伸和热定型：将步骤(3)中得到的脱脂基带在90℃下横向拉伸，然后在380℃烧结定型，烧结时间20秒，得到厚度为10μm的聚四氟乙烯膨体膜。
本实施例中得到的聚四氟乙烯膨体膜为微孔薄膜材料，最大孔径为1.5μm，孔隙率为85％，横向拉伸强度0.8N，纵向拉伸强度8.9N。
本实施例中得到的聚四氟乙烯膨体膜的扫描电镜图如附图7所示。由图7可知，本实施例中得到的聚四氟乙烯膨体膜具有孔隙分布均匀的特点。
实施例2
本实施例中聚四氟乙烯膨体膜的制备方法为：
(1)混料：将100g的聚四氟乙烯树脂粉末(粒径为500um，结晶度为93％，重均分子质量为0.6×107)加入到粉料喷射器中，将30g液体润滑剂(异构烷烃溶剂)加入到超声雾化喷油器中。粉料喷射器的出料口与水平方向的夹角为15°，超声雾化喷油器的出料口与水平方向的夹角为15°，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂的出料方向的夹角为150°(如附图2所示)。粉料喷射器的出料口与超声雾化喷油器的出料口之间的距离为10cm。粉料喷射器喷出的聚四氟乙烯平均粒径为420μm，超声雾化喷油器将液体润滑剂雾化成的细小的液滴，喷出的液体润滑剂平均粒径约为20μm。聚四氟乙烯树脂和液体润滑剂的出料速率比为100：30，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂充分混合，形成混合均匀的混合物料。其中，混料环境的空气湿度为65％，温度为15℃。
(2)压坯与压延：将步骤(1)中的混合物料在50℃下通过压坯机压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在60℃的温度下挤出，得到棒状坯体，然后将棒状坯体经压延机在60℃下压延成厚度为150μm的聚四氟乙烯基带。
(3)纵向拉伸：将步骤(2)中得到的聚四氟乙烯基带在300℃烘箱中进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带。
(4)横向拉伸和热定型：将步骤(3)中得到的脱脂基带在300℃下横向拉伸，然后在250℃烧结定型，烧结时间80秒，得到厚度为20μm的聚四氟乙烯膨体膜。
本实施例中得到的聚四氟乙烯膨体膜为微孔薄膜材料，最大孔径为1μm，孔隙率为80％，横向拉伸强度1N，纵向拉伸强度10N。
实施例3
本实施例中聚四氟乙烯膨体膜的制备方法为：
(1)混料：将100g的聚四氟乙烯树脂粉末(粒径为390um，结晶度为99.9％，重均分子质量为1×107)加入到粉料喷射器中，将25g液体润滑剂(异构十二烷烃溶剂)加入到超声雾化喷油器中。粉料喷射器的出料口与水平方向的夹角为7.5°，超声雾化喷油器的出料口与水平方向的夹角为7.5°，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂的出料方向的夹角为165°。粉料喷射器的出料口与超声雾化喷油器的出料口之间的距离为30cm。粉料喷射器喷出的聚四氟乙烯平均粒径为390μm，超声雾化喷油器将液体润滑剂雾化成的细小的液滴，喷出的液体润滑剂平均粒径约为40μm。聚四氟乙烯树脂和液体润滑剂的出料速率比为100：25，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂充分混合，形成混合均匀的混合物料。其中，混料环境的空气湿度为62％，温度为19℃。
(2)压坯与压延：将步骤(1)中的混合物料在40℃下通过压坯机压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在50℃的温度下挤出，得到棒状坯体，然后将棒状坯体经压延机在60℃下压延成厚度为180μm的聚四氟乙烯基带。
(3)纵向拉伸：将步骤(2)中得到的聚四氟乙烯基带在220℃烘箱中进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带。
(4)横向拉伸和热定型：将步骤(3)中得到的脱脂基带在200℃下横向拉伸，然后在280℃烧结定型，烧结时间60秒，得到厚度为30μm的聚四氟乙烯膨体膜。
本实施例中得到的聚四氟乙烯膨体膜为微孔薄膜材料，最大孔径为0.8μm，孔隙率为75％，横向拉伸强度1.1N，纵向拉伸强度9.2N。
实施例4
本实施例中聚四氟乙烯膨体膜的制备方法为：
(1)混料：将100g的聚四氟乙烯树脂粉末(粒径为420um，结晶度为90％，重均分子支质量为0.2×107)加入到粉料喷射器中，将20g液体润滑剂(异构十二烷烃溶剂)加入到超声雾化喷油器中。粉料喷射器的出料口与水平方向的夹角为0°，超声雾化喷油器的出料口与水平方向的夹角为0°，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂的出料方向的夹角为180°。粉料喷射器的出料口与超声雾化喷油器的出料口之间的距离为50cm。粉料喷射器喷出的聚四氟乙烯平均粒径为420μm，超声雾化喷油器将液体润滑剂雾化成的细小的液滴，喷出的液体润滑剂平均粒径约为5μm。聚四氟乙烯树脂和液体润滑剂的出料速率比为100：20，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂充分混合，形成混合均匀的混合物料。其中，混料环境的空气湿度为65％，温度为19℃。
(2)压坯与压延：将步骤(1)中的混合物料在50℃下通过压坯机压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在40℃的温度下挤出，得到棒状坯体，然后将棒状坯体经压延机在40℃下压延成厚度为100μm的聚四氟乙烯基带。
(3)纵向拉伸：将步骤(2)中得到的聚四氟乙烯基带在180℃烘箱中进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带。
(4)横向拉伸和预定型：将步骤(3)中得到的脱脂基带进行三次横向拉伸和三次预定型处理。具体地，对脱脂基带进行第一次横向拉伸和第一次预定型处理，再进行第二次横向拉伸和第二次预定型处理，然后再进行第三次横向拉伸和第三次预定型处理。脱脂基带的横向长度为15.5cm，第一次横向拉伸之后脱脂基带的横向长度为0.4m，第二次横向拉伸之后脱脂基带的横向长度为0.8m，第三次横向拉伸之后脱脂基带的横向长度为1.2m。第一次横向拉伸、第二次横向拉伸、第三次横向拉伸的温度为180℃。第一预定型、第二预定型和第三次预定型的方法是脱脂基带在180℃的设备内部运行，脱脂基带的运行速度为10m/min，经过三次横向拉伸和三次预定型处理之后得到膨体膜预成品。其中，第一次预定型后脱脂基带的运行距离为0.5m，第二次预定型后脱脂基带的运行距离为0.5m，第三次预定型后脱脂基带的运行距离为1m。
(5)定型处理：将步骤(4)中得到的膨体膜预成品在290℃的烘箱内烧结20s，然后将烧结之后的膨体膜预成品通过接触辊进行定型，接触辊的温度为290℃，接触辊的转速为10m/min。定型处理之后得到厚度为12μm的聚四氟乙烯膨体膜。
本实施例中得到的聚四氟乙烯膨体膜为微孔薄膜材料，最大孔径为1.9μm，孔隙率为85％，横向拉伸强度2.3N，纵向拉伸强度15N。
实施例5
(1)混料：将100g的聚四氟乙烯树脂粉末(粒径为420um，结晶度为96％，重均分子质量为0.2×107)加入到粉料喷射器中，将30g液体润滑剂(异构烷烃溶剂)加入到超声雾化喷油器中。粉料喷射器的出料口与水平方向的夹角为30°，超声雾化喷油器的出料口与水平方向的夹角为30°，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂的出料方向的夹角为120°。粉料喷射器的出料口与超声雾化喷油器的出料口之间的距离为10cm。粉料喷射器喷出的聚四氟乙烯平均粒径为420μm，超声雾化喷油器将液体润滑剂雾化成的细小的液滴，喷出的液体润滑剂平均粒径约为20μm。聚四氟乙烯树脂和液体润滑剂的出料速率比为100：30，聚四氟乙烯树脂粉末与润滑剂充分混合，形成混合均匀的混合物料。其中，混料环境的空气湿度为65％，温度为19℃。
(2)压坯与压延：将步骤(1)中的混合物料在30℃下通过压坯机压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在60℃的温度下挤出，得到棒状坯体，然后将棒状坯体经压延机在50℃下压延成厚度为150μm的膨体膜基带。
(3)纵向拉伸：将步骤(2)中得到的膨体膜基带在300℃烘箱中进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带。
(4)横向拉伸和热定型：将步骤(3)中得到的脱脂基带进行三次横向拉伸和三次预定型处理。具体地，对脱脂基带进行第一次横向拉伸和第一次预定型处理，再进行第二次横向拉伸和第二次预定型处理，然后再进行第三次横向拉伸和第三次预定型处理。脱脂基带的横向长度为16cm，第一次横向拉伸之后脱脂基带的横向长度为0.4m，第二次横向拉伸之后脱脂基带的横向长度为0.8m，第三次横向拉伸之后脱脂基带的横向长度为1.2m。第一次横向拉伸、第二次横向拉伸、第三次横向拉伸的温度为180℃。第一预定型、第二预定型和第三次预定型的方法是脱脂基带在180℃的设备内部运行，脱脂基带的运行速度为20m/min，经过三次横向拉伸和三次预定型处理之后得到膨体膜预成品。其中，第一次预定型后脱脂基带的运行距离为0.5m，第二次预定型后脱脂基带的运行距离为0.5m，第三次预定型后脱脂基带的运行距离为1m。
(5)定型处理：将步骤(4)中得到的膨体膜预成品在290℃的烘箱内烧结20s，然后将烧结之后的膨体膜预成品通过接触辊进行定型，接触辊的温度为290℃，接触辊的转速为20m/min。定型处理之后得到厚度为12μm的聚四氟乙烯膨体膜。
本实施例中得到的聚四氟乙烯膨体膜为微孔薄膜材料，最大孔径为1.6μm，孔隙率为84％，横向拉伸强度2.4N，纵向拉伸强度16N。
对比例1
本对比例中聚四氟乙烯膨体膜的制备方法为：
(1)混料：将100g筛选过的聚四氟乙烯树脂粉末(粒径为420μm，结晶度为96％，重均分子质量为0.88×107)和20g液体润滑剂(异构十二烷烃溶剂)装入干燥清洁的广口的配料桶内，通过三维混料机进行混合，混合时间30min，混合速度20rpm，得到混合均匀的混合物料。
(2)压坯与压延：将步骤(1)中的混合物料在50℃下通过压坯机压制成圆柱形毛坯，将毛坯通过推压机在40℃的温度下挤出，得到棒状坯体，然后将棒状坯体经压延机在40℃下压延成厚度为100μm的聚四氟乙烯基带。
(3)纵向拉伸：将步骤(2)中得到的聚四氟乙烯基带在180℃烘箱中进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带。
(4)横向拉伸：将步骤(3)中得到的脱脂基带进行一次横向拉伸。脱脂基带的横向长度为15cm，横向拉伸之后脱脂基带的横向长度为1.2m。横向拉伸的温度为180℃。一次横向拉伸之后得到膨体膜预成品。
(5)定型处理：将步骤(4)中得到的膨体膜预成品在290℃的烘箱内烧结20s进行定型处理。定型处理之后得到厚度为11μm的聚四氟乙烯膨体膜。
本对比例中得到的聚四氟乙烯膨体膜为微孔薄膜材料，最大孔径为1.8μm，孔隙率为83％，横向拉伸强度2.2N，纵向拉伸强度14N。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将聚四氟乙烯树脂与润滑剂进行出料混合，得到混合物料；其中，所述聚四氟乙烯树脂为粉末，所述润滑剂为雾化液滴；
对所述混合物料进行压坯处理，得到坯体；
对所述坯体进行压延处理，得到聚四氟乙烯基带；
对所述聚四氟乙烯基带进行纵向拉伸处理，得到脱脂基带；
对所述脱脂基带进行横向拉伸处理，得到膨体膜预成品；
对所述膨体膜预成品进行定型处理。
2.如权利要求1所述的聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：在所述出料混合的过程中，控制所述聚四氟乙烯树脂与所述润滑剂的出料距离为10cm～50cm。
3.如权利要求1所述的聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：控制所述聚四氟乙烯树脂与所述润滑剂的出料方向的夹角为120°～180°。
4.如权利要求1所述的聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：在所述出料混合的过程中，控制所述聚四氟乙烯树脂的出料方向与水平方向的夹角为0°～30°，控制所述润滑剂的出料方向与水平方向的夹角为0°～30°。
5.如权利要求1所述的聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：通过粉料喷射器对所述聚四氟乙烯树脂进行出料；所述雾化液滴为超声雾化液滴，通过超声雾化喷油器将所述润滑剂形成所述超声雾化液滴并进行出料。
6.如权利要求1所述的聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯树脂与所述润滑剂的重量比为100:(20～30)。
7.如权利要求1所述的聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯树脂的粒径为300μm～500μm。
8.如权利要求1所述的聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：所述雾化液滴状的润滑剂的粒径为5μm～40μm。
9.如权利要求1所述的聚四氟乙烯膨体膜的制备方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯树脂的结晶度为90％～99.9％，所述聚四氟乙烯树脂的重均分子量为0.2×107～1×107。
10.一种聚四氟乙烯膨体膜，其特征在于：所述聚四氟乙烯膨体膜采用如权利要求1～9中任一项所述的制备方法制得。
CN201911259182.3A 2019-12-10 2019-12-10 聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法 Pending CN112936925A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911259182.3A CN112936925A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911259182.3A CN112936925A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112936925A true CN112936925A (zh) 2021-06-11

Family

ID=76225590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911259182.3A Pending CN112936925A (zh) 2019-12-10 2019-12-10 聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112936925A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114274563A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 无锡恒丰祥钢管科技有限公司 一种聚四氟乙烯复合钢管的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201676647U (zh) * 2010-05-13 2010-12-22 上海同嘉环境科技有限公司 一种新型粉液混合器
CN201760241U (zh) * 2009-12-25 2011-03-16 上海泓阳机械有限公司 一种粉液体分散混合装置
CN102029119A (zh) * 2010-11-10 2011-04-27 同济大学 一种大通量粉液混合器
CN104768636A (zh) * 2013-06-21 2015-07-08 东海技研株式会社 粉体原料和液体原料的混合装置、以及使用了该混合装置的混合物的制造方法
CN104802429A (zh) * 2015-04-23 2015-07-29 湖州绿净环保科技有限公司 一种提高双向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜孔隙率的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201760241U (zh) * 2009-12-25 2011-03-16 上海泓阳机械有限公司 一种粉液体分散混合装置
CN201676647U (zh) * 2010-05-13 2010-12-22 上海同嘉环境科技有限公司 一种新型粉液混合器
CN102029119A (zh) * 2010-11-10 2011-04-27 同济大学 一种大通量粉液混合器
CN104768636A (zh) * 2013-06-21 2015-07-08 东海技研株式会社 粉体原料和液体原料的混合装置、以及使用了该混合装置的混合物的制造方法
CN104802429A (zh) * 2015-04-23 2015-07-29 湖州绿净环保科技有限公司 一种提高双向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜孔隙率的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114274563A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 无锡恒丰祥钢管科技有限公司 一种聚四氟乙烯复合钢管的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Morphological, mechanical and thermal properties of poly (lactic acid)(PLA)/cellulose nanofibrils (CNF) composites nanofiber for tissue engineering
Park et al. 50th anniversary perspective: advanced polymer fibers: high performance and ultrafine
Chen et al. 3D printed hydroxyapatite composite scaffolds with enhanced mechanical properties
Pareta et al. A novel method for the preparation of starch films and coatings
Li et al. Electrospun Chitosan-graft-PLGA nanofibres with significantly enhanced hydrophilicity and improved mechanical property
CN111408284B (zh) 一种聚四氟乙烯微孔膜及其制备方法
Moon et al. The morphology and mechanical properties of sodium alginate based electrospun poly (ethylene oxide) nanofibers
Song et al. Electrospinning of zein/chitosan composite fibrous membranes
JPH10130419A (ja) 発泡フルオロポリマー
CN112144177A (zh) 一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备工艺
CN108912359A (zh) 一种高泡压聚四氟乙烯微孔膜及其制备方法
CN112936925A (zh) 聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法
CN206675761U (zh) 一种以硅胶为基架的膨体聚四氟乙烯鼻形植入体
Whittaker et al. Induced insolubility of electrospun poly (N-vinylcaprolactam) fibres through hydrogen bonding with Tannic acid
CN109621737A (zh) 高孔隙率的ptfe/pfa复合膜的制备方法
CN109651632A (zh) 一种液晶聚合物薄膜及其制作方法
Abdulkadhim et al. Electro spun uniform nanofiber from gelatin: Chitosan at low Concentration
EP3237657B1 (en) Method for producing high tensile strength nanofiber yarn
Illangakoon et al. Tailoring the surface of polymeric nanofibres generated by pressurised gyration
CN112936926A (zh) 一种聚四氟乙烯膨体膜及其制备方法
Zhang et al. A simple and effective approach to regulate and control pore structure of electrospun PTFE nanofiber membrane
Malafeev et al. Biodegradable polylactide/chitin composite fibers: Processing, structure, and mechanical properties
Baby et al. A new approach for the shaping up of very fine and beadless UV light absorbing polycarbonate fibers by electrospinning
Bagherian Far et al. Fabrication of polyvinyl alcohol/kefiran nanofibers membrane using electrospinning
CN101849046B (zh) 聚四氟乙烯纤维的制造方法及聚四氟乙烯纤维

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination