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                [吉大特塑]聚醚醚酮PEEK薄膜

                发布时间:2022-11-05
                聚醚醚酮PEEK具有耐高↑温、耐疲劳、耐化学品、耐磨损、耐水解性能以及优异的力学性能、阻隔性、电气特性、耐辐射性等◆性能,受到国内外∞学者的广泛关注,并对材料的特性及改性进行了深入研究,目前已应用在机械、石油化工、核电、轨道交通以及生物医用材料等领域〇。
                 PEEK薄膜是PEEK除了作为工程塑料、纤维▲应用之外的一种重要形式,在国内应用领域主要为电子产品振膜、飞机隔音隔热毯的隔热膜▃层、耐热绝缘带和柔性印刷线路板。目前,PEEK薄膜主要依赖进口,国内只有少数企々业实现PEEK薄膜的工业化生产。 
                PEEK薄膜的基本性质
                PEEK是半结晶性聚合物,薄膜透光率、物理性能『与聚合物分子链结构形态关系很大,PEEK 薄膜在高结晶度的状态下呈现为不透明棕色,在无定形至低结晶度的状态下呈ξ透明浅棕色,下图〓为制备的 PEEK 薄膜照片 。
                PEEK薄膜密度为1.26~1.30 g/cm3,无定形态时密度ζ 为1.26g/cm3,PEEK薄膜的玻璃化转变温〓度为145℃,冷结晶峰温度∩为174℃,熔点为 341℃。
                对透光率为84.6 %、厚度为95μm的PEEK薄膜在250℃下加热20min进行热处◇理。下图为热处理前后PEEK薄膜的▓广角XRD谱图,PEEK 属于正╱交晶系,热处理前薄膜∞结晶度较低,热处理后PEEK薄膜有4个主※要的衍射峰,分别→出现在18.7°、20.6 °、22. 6 °、28.6°,分别对应110、111、200、211和202方向,其中211和202方向峰重叠,测试数据与文献报道一致,由于PEEK是半结晶性聚合物,非晶区部分引起较高的衍射峰背景。
                薄膜结晶度与透光率的①关系
                流延辊的温度与转速直接影响了薄膜的结构形态与厚度。透光率与结晶度的关ω 系如表1所示,薄膜厚度相同时,结晶』度越高,透光率○越低。
                薄膜雾度也可以反映出薄膜的颜色状态,结晶度高,雾︾度数值增 大。结晶度为5 %以下时,薄↓膜呈高透明、高清晰状态。
                延膜力学性能分析∏
                由于PEEK薄膜国内没有标准,学术文献中∞PEEK薄膜拉伸测试的方法◤不统一,拉伸速率对薄膜力学性☉能影响需要探究。
                样品拉伸强度表现出共同点,即拉伸速率对拉伸♀强度和断裂伸长率的影响不大,提高拉伸速率,屈服强№度明显提高。拉伸速率为100mm/min 时,薄膜的拉伸强度依然较【高,本文PEEK薄膜力学性能在100 mm/min 的拉伸速度下进行测试。
                流延辊转速对力学性能的影响如表3所示。在相同的挤出机温度和螺杆转速↑下,流延辊转速不同会导致薄膜厚度的变化,流延辊转速越高▼,薄膜越薄,因此薄膜在纵向方向有一定的拉伸,随着流延辊转速的增加,拉伸变大。从纵向拉伸强度数据上看,拉伸强度随流延辊转速的提高而提高,从95μm薄膜的129 MPa提高到155 MPa,断裂伸长率随流延辊转速的提高而呈降⊙低的趋势,与趋势相对应的,屈服强度提高 。从横ㄨ向拉伸数据上看,横向拉伸强度随流延辊转速的提高而提高,但是断裂伸长率和屈服强度没有明显固定的趋♀势。挤出温度对薄膜力学性能存在影响,由于加工温度高,熔融挤出过程中伴随部分降ぷ解等副反应发生。PEEK的熔点▆峰值在340℃左右,DSC数据显示350℃时已完全熔融,因此加〗工温度在370℃以上可进〗行加工 。通过在390、400、420℃挤出温度下进行力学性▓能比较,对PEEK材料@ 的加工稳定性进行验证。
                双向拉伸薄膜的力学性能分析


                 PEEK薄膜在室温下的断裂伸长率较高,但是流延薄膜的拉伸强度较低,在某些领域应用可能会受到一定限制。流延薄膜厚度的控制关ω键在于模头,流延法制备的薄膜厚度公差较大,通过双向拉伸的方法,会缩小薄膜厚〇薄公差。


                 同时,通过双向拉伸的方法可以提高薄膜的拉伸强度。对样品1#在170℃下进行→双向拉伸测试,拉伸速率为0.3 m/min,当拉伸倍率超过纵向×横向=2.5×2.5倍时,薄膜容易发生破裂▲,因此将拉伸倍率调整为纵向×横向=2×2,以此研究双向拉伸对薄膜性能影『响。


                将双向拉伸的薄膜样品◥12#与拉伸前样品←3#和厚度相当的样品8#进行力学性能比较,从表4可以看出,双向拉伸可以大幅度提高薄膜的力学性能,纵向拉伸强度可№以达到203MPa,但是断裂伸长率降低至76%,薄膜的屈服强度和弹性模量也有大幅度提高,即薄膜刚性好。

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