高分子薄膜加工原理

目錄
“材料先進(jìn)成型與加工技術(shù)叢書”總序
前言
第1章 緒論1
1.1 高分子薄膜定義1
1.2 高分子薄膜分類2
1.2.1 按照應(yīng)用領(lǐng)域類型分類2
1.2.2 按照加工工藝分類3
1.3 高分子薄膜加工原理5
1.3.1 高分子薄膜加工流變5
1.3.2 流動場誘導(dǎo)高分子結(jié)晶6
1.3.3 高分子薄膜加工中的相分離7
1.3.4 后拉伸加工中的結(jié)構(gòu)重構(gòu)8
1.3.5 高分子薄膜的退火8
1.4 本書主要研究內(nèi)容9
參考文獻(xiàn)10
第2章 高分子薄膜加工流變12
2.1 加工流變學(xué)的基本概念13
2.1.1 應(yīng)力度量13
2.1.2 形變率度量14
2.1.3 物質(zhì)導(dǎo)數(shù)15
2.1.4 簡單流動16
2.2 高分子流變本構(gòu)模型18
2.2.1 廣義牛頓模型19
2.2.2 黏彈性模型21
2.2.3 無量綱特征數(shù)26
2.3 基本輸運方程與數(shù)值分析26
2.3.1 流動基本方程27
2.3.2 混合有限元方法31
2.3.3 穩(wěn)定化算法35
2.4 高分子薄膜加工中的數(shù)值模擬37
2.4.1 薄膜流延模擬38
2.4.2 薄膜斜向拉伸模擬53
2.4.3 涂布成膜模擬60
參考文獻(xiàn)67
第3章 流動場誘導(dǎo)高分子結(jié)晶72
3.1 高分子靜態(tài)結(jié)晶基礎(chǔ)73
3.1.1 **成核理論74
3.1.2 高分子晶體生長模型76
3.2 流動場誘導(dǎo)結(jié)晶基礎(chǔ)79
3.2.1 流動場改變晶體形態(tài)79
3.2.2 流動場誘導(dǎo)新晶型81
3.2.3 流動場加速結(jié)晶動力學(xué)82
3.3 流動場誘導(dǎo)結(jié)晶的分子機理84
3.3.1 串晶生成的卷*-伸展轉(zhuǎn)變模型84
3.3.2 CST在高纏結(jié)體系中的適用性86
3.3.3 串晶形成的拉伸網(wǎng)絡(luò)模型89
3.3.4 串晶形成的魅影-成核模型91
3.3.5 小結(jié)94
3.4 流動場誘導(dǎo)結(jié)晶的熱力學(xué)模型95
3.4.1 流動場加速結(jié)晶的熵減模型95
3.4.2 流動場誘導(dǎo)鏈伸展與取向96
3.4.3 流動場誘導(dǎo)新晶型與新形態(tài)100
3.4.4 統(tǒng)一FIC的熱力學(xué)唯象模型101
3.4.5 小結(jié)104
3.5 多步成核分子模型104
3.5.1 流動場誘導(dǎo)熔體記憶效應(yīng)105
3.5.2 流動場誘導(dǎo)構(gòu)象有序106
3.5.3 多尺度有序結(jié)構(gòu)間的耦合110
3.5.4 小結(jié)113
3.6 流動場誘導(dǎo)結(jié)晶的非平衡特性和多維流動場調(diào)控晶體三維取向114
3.6.1 流動場誘導(dǎo)結(jié)晶非平衡相圖114
3.6.2 多維流動場調(diào)控晶體三維取向116
3.6.3 小結(jié)117
3.7 鏈柔順性和連接性對高分子成核的影響117
3.7.1 鏈柔順性對高分子成核的影響118
3.7.2 鏈連接性對高分子成核的影響123
參考文獻(xiàn)128
第4章 高分子薄膜加工中的相分離132
4.1 相分離熱力學(xué)133
4.1.1 高分子混合體系相分離熱力學(xué)原理133
4.1.2 高分子混合體系相分離熱力學(xué)相圖137
4.2 相分離動力學(xué)145
4.2.1 旋節(jié)相分離145
4.2.2 流動場誘導(dǎo)相分離149
4.2.3 奧斯特瓦爾德熟化151
4.3 薄膜加工中的相分離152
4.3.1 熱致相分離（溫度誘導(dǎo)）153
4.3.2 非溶劑致相分離（非溶劑誘導(dǎo)）155
4.3.3 非溶劑熱致相分離（協(xié)同作用誘導(dǎo)）156
4.3.4 凝膠化（化學(xué)鍵或物理相互作用誘導(dǎo)）156
4.4 薄膜加工中的相分離相圖158
4.4.1 iPP/iPB-1158
4.4.2 UHMWPE與白油混合體系160
4.4.3 PVA與水混合體系161
4.4.4 TAC與二氯甲烷混合體系162
4.4.5 PAN與DMSO混合體系162
4.5 應(yīng)用實例163
4.5.1 高分子共混體系—消光膜163
4.5.2 UHMWPE濕法流延166
4.5.3 PAN溶液涂覆成膜168
參考文獻(xiàn)170
第5章 薄膜后拉伸加工中的結(jié)構(gòu)重構(gòu)172
5.1 引言172
5.2 拉伸過程中的屈服行為172
5.3 拉伸誘導(dǎo)半晶高分子結(jié)構(gòu)重構(gòu)**模型174
5.3.1 晶體滑移177
5.3.2 晶體-晶體轉(zhuǎn)變179
5.3.3 熔融再結(jié)晶184
5.3.4 無定形相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變194
5.3.5 小結(jié)195
5.4 拉伸誘導(dǎo)半晶高分子結(jié)構(gòu)重構(gòu)新模型195
5.4.1 拉伸誘導(dǎo)晶體鏈構(gòu)象無序化195
5.4.2 拉伸誘導(dǎo)片晶簇屈*失穩(wěn)199
5.4.3 拉伸誘導(dǎo)片晶間無定形相微相分離205
5.4.4 多種形變機理的協(xié)同—干法單拉iPP隔膜加工209
5.5 雙向拉伸iPP微孔膜形成機理213
5.6 高分子薄膜在反應(yīng)拉伸中的結(jié)構(gòu)重構(gòu)216
5.7 拉伸誘導(dǎo)無定形高分子薄膜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變與性能219
參考文獻(xiàn)223
第6章 高分子薄膜退火228
6.1 冷結(jié)晶229
6.1.1 高分子的冷結(jié)晶過程及原理229
6.1.2 結(jié)晶動力學(xué)231
6.2 退火中的二次結(jié)晶233
6.3 初始結(jié)構(gòu)對退火中結(jié)晶的影響235
6.4 退火中的晶型轉(zhuǎn)變240
6.5 退火中的三相結(jié)構(gòu)244
6.5.1 半晶高分子三相模型244
6.5.2 三相含量的計算方法245
6.5.3 極限溫度245
6.5.4 三相含量的溫度調(diào)控246
6.5.5 三相含量對高分子材料性能的影響247
6.6 退火處理應(yīng)用案例250
6.6.1 iPP硬彈性體的退火250
6.6.2 PET除濕干燥252
6.6.3 預(yù)拉伸與退火協(xié)同控制PET晶粒尺寸256
參考文獻(xiàn)258
第7章 高分子薄膜加工同步輻射原位研究裝置與方法261
7.1 同步輻射262
7.1.1 同步輻射簡介262
7.1.2 同步輻射與高分子薄膜264
7.1.3 小角散射實驗站265
7.2 流動場誘導(dǎo)高分子結(jié)晶原位研究裝置266
7.2.1 原位纖維剪切流變裝置267
7.2.2 多維流動場原位擠出流變裝置269
7.2.3 原位伸展流變裝置273
7.3 高分子薄膜后拉伸原位研究裝置275
7.3.1 原位快速拉伸流變裝置275
7.3.2 原位低溫拉伸流變裝置280
7.3.3 原位高溫高壓拉伸流變裝置282
7.3.4 原位單軸受限拉伸流變裝置284
7.3.5 原位溶液拉伸流變裝置289
7.4 模擬高分子薄膜加工的大型原位研究裝備292
7.4.1 原位雙向拉伸流變裝備292
7.4.2 原位擠出吹膜裝備296
7.5 其他高分子材料同步輻射原位研究技術(shù)298
7.5.1 同步輻射顯微紅外成像技術(shù)299
7.5.2 同步輻射納米X射線計算機斷層掃描成像技術(shù)303
7.6 同步輻射X射線散射數(shù)據(jù)處理306
7.6.1 寬角X射線散射數(shù)據(jù)處理306
7.6.2 小角X射線散射數(shù)據(jù)處理310
參考文獻(xiàn)313
第8章 聚乙烯吹膜加工316
8.1 吹膜加工原理及工藝317
8.1.1 吹膜加工方式317
8.1.2 吹膜加工工藝流程318
8.1.3 吹膜工藝參數(shù)324
8.1.4 吹膜料325
8.2 加工外場對吹膜過程的影響328
8.2.1 聚乙烯吹膜加工結(jié)構(gòu)演化規(guī)律329
8.2.2 溫度場與流動場對吹膜結(jié)晶動力學(xué)的影響339
8.2.3 高分子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對吹膜結(jié)晶動力學(xué)的影響352
8.2.4 生物可降解薄膜加工359
8.3 功能型薄膜制備363
8.3.1 內(nèi)添加364
8.3.2 外涂覆367
8.4 性能評價370
8.4.1 光學(xué)性能371
8.4.2 力學(xué)性能372
8.4.3 表面性能372
8.4.4 其他性能373
參考文獻(xiàn)373
第9章 TAC膜的溶液流延加工375
9.1 光學(xué)膜375
9.2 TAC光學(xué)膜376
9.2.1 保護(hù)膜377
9.2.2 補償膜377
9.3 TAC光學(xué)膜的加工流程380
9.3.1 棉膠的制備380
9.3.2 流延成膜384
9.3.3 干燥過程386
9.3.4 拉伸過程387
9.4 TAC膜后拉伸加工的物理研究388
9.4.1 TAC膜在不同溫度下單向拉伸加工過程中的結(jié)構(gòu)演化388
9.4.2 TAC膜在高溫高壓蒸汽下拉伸加工過程中的結(jié)構(gòu)演化396
9.5 TAC膜的性能評價407
9.5.1 力學(xué)性能407
9.5.2 光學(xué)性能407
9.5.3 其他性能413
參考文獻(xiàn)414
第10章 超高分子量聚乙烯濕法隔膜雙向拉伸加工417
10.1 鋰離子電池隔膜簡介418
10.2 濕法鋰離子電池隔膜加工流程420
10.2.1 配比投料420
10.2.2 擠出流延421
10.2.3 縱向拉伸422
10.2.4 橫向拉伸423
10.2.5 萃取干燥424
10.2.6 擴幅定型425
10.3 濕法隔膜加工機理425
10.3.1 擠出流延過程中濕法隔膜相分離行為426
10.3.2 縱向拉伸：縱拉比-溫度二維空間中結(jié)構(gòu)演化428
10.3.3 橫向拉伸：不同縱拉比下橫向拉伸過程中結(jié)構(gòu)演化436
10.3.4 擴幅定型445
10.4 性能評價447
10.4.1 基本性能448
10.4.2 力學(xué)性能450
10.4.3 熱性能452
10.4.4 電化學(xué)性能454
參考文獻(xiàn)455
第11章 聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜雙向拉伸加工458
11.1 BOPET薄膜應(yīng)用分類458
11.2 BOPET薄膜的加工流程461
11.2.1 物料干燥462
11.2.2 熔融擠出463
11.2.3 流延鑄片465
11.2.4 縱向拉伸467
11.2.5 在線涂布469
11.2.6 橫向拉伸470
11.2.7 其他輔助系統(tǒng)471
11.3 BOPET薄膜加工典型物理過程研究471
11.3.1 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上PET拉伸過程中的結(jié)構(gòu)演化過程472
11.3.2 拉伸溫度對取向和結(jié)晶的影響474
11.3.3 拉伸速率對取向和結(jié)晶的影響478
11.3.4 初始預(yù)取向結(jié)構(gòu)對鏈取向和結(jié)晶的影響482
11.4 BOPET薄膜性能與檢測489
11.4.1 厚度均勻性489
11.4.2 力學(xué)性能489
11.4.3 光學(xué)性能490
11.4.4 熱性能491
11.4.5 其他性能491
參考文獻(xiàn)491
關(guān)鍵詞索引493