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拒油型聚四氟乙烯微孔薄膜的制备与研究

作　者: 马可腾
导　师: 张丽叶
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料学
关键词: 聚四氟乙烯含氟表面活性剂薄膜拒油性二次双向拉伸抗菌
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在分散型聚四氟乙烯树脂（PTFE）中混入含氟表面活性剂（FS）,采用双向拉伸工艺制备了具有较好拒油性能的多微孔薄膜,有效地改进了PTFE双向拉伸薄膜的拒油性。对添加不同含量的FS、液体石蜡的聚四氟乙烯微孔薄膜进行拒油性能测试和接触角测试,测试发现:FS的加入有效的改善了复合薄膜的拒油性。PTFE/FS混合薄膜,在实验范围内,含FS的试样的拒油级别均高于纯PTFE薄膜试样。当FS含量在0-6%时,随着含氟表面活性剂FS用量的增加,拒油级别逐渐增加。FS含量为6%时,试样的拒油级别为100分,拒油级别最高,拒油效果最好。再增加FS含量时,薄膜表面拒油级别开始下降。当FS含量增加到10%后,薄膜拒油级别基本保持不变。FS含量对薄膜的拒水性能影响不大。随着液体石蜡含量的增加,薄膜的拒油性能和拒水性能不断提高。用表面扫描电镜观察PTFE/FS共混双向拉伸薄膜的多微孔结构。SEM照片显示:经过双向拉伸,PTFE被拉伸成微小纤维,微纤维和结点共同构成了微孔结构,微孔呈现空间网络结构,形成为多微孔结构;双向拉伸倍率对微孔的尺寸及形态均有很大影响;添加FS之后,薄膜依然保持良好的微孔结构。对PTFE/FS复合薄膜进行了力学性能测试,讨论了FS含量及助挤剂含量对薄膜拉伸强度及断裂伸长率的影响。通过汞压法测试薄膜的孔隙率,讨论了FS含量对薄膜孔隙率的影响。初步尝试采用浸渍法改性聚四氟乙烯薄膜,对薄膜的拒油性能、微孔结构及孔隙率进行了讨论。在PTEF/FS复合薄膜中加入了纳米TiO₂、纳米Ag粒子,并对薄膜进行了抗菌试验,表明纳米Ag具有溶出性,其溶出成分为Ag⁺,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及芽孢杆菌有杀灭作用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-16
第一章文献综述  16-42
  1.1 聚四氟乙烯(PTFE)的概述  16-17
  1.2 聚四氟乙烯的结构与性能  17-20
    1.2.1 氟原子半径  17-19
    1.2.2 聚四氟乙烯的晶态结构  19-20
  1.3 聚四氟乙烯的改性及制备  20-22
    1.3.1 表面活化技术  20
      1.3.1.1 辐射接枝法  20
      1.3.1.2 等离子体活化法  20
    1.3.2 化学腐蚀改性  20-21
      1.3.2.1 金属钠的氨溶液  20-21
      1.3.2.2 钠萘四氢呋喃溶液  21
      1.3.2.3 表面沉积改性  21
    1.3.3 填充改性  21-22
  1.4 聚四氟乙烯薄膜及其加工  22-24
  1.5 聚四氟乙烯双向拉伸薄膜的研究进展  24-25
  1.6 防水透湿织物  25-30
    1.6.1 PTFE薄膜层压织物  26-28
    1.6.2 防水透湿机理  28-30
      1.6.2.1 超高密结构法透湿机理  28
      1.6.2.2 微孔技术法透湿机理  28-29
      1.6.2.3 亲水型防水透湿织物透湿机理  29-30
  1.7 含氟表面活性剂  30-34
    1.7.1 FS的特性  31-32
    1.7.2 FS的应用  32-33
    1.7.3 FS的制备  33
    1.7.4 拒油性测试方法  33-34
  1.8 聚四氟乙烯薄膜抗菌性能  34-39
    1.8.1 抗菌织物概况  34-35
    1.8.2 抗菌剂概况  35-38
      1.8.2.1 无机抗菌剂  35-37
      1.8.2.2 有机抗菌剂  37
      1.8.2.3 天然抗菌剂  37-38
    1.8.3 抗菌剂的添加  38
    1.8.4 抗菌材料性能的评价  38-39
      1.8.4.1 常规性能的测定  38
      1.8.4.2 加工性能的评价  38
      1.8.4.3 抗菌性的测试  38-39
  1.9 本论文研究目的、意义和主要内容  39-42
第二章实验部分  42-50
  2.1 实验原料及仪器设备  42-43
    2.1.1 实验原料  42-43
    2.1.2 主要仪器与设备  43
  2.2 实验方法  43-46
    2.2.1 拒油型聚四氟乙烯薄膜的工艺流程  43-44
    2.2.2 聚四氟乙烯粒料过筛  44
    2.2.3 含氟表面活性剂和助挤剂的添加  44-45
    2.2.4 物料混合  45
    2.2.5 压实  45
    2.2.6 挤出成棒  45
    2.2.7 压延  45-46
    2.2.8 双向拉伸及定形  46
    2.2.9 抗菌膜的制备  46
  2.3 测试方法  46-50
    2.3.1 拒油性能测试  46-47
    2.3.2 薄膜接触角分析  47
    2.3.3 耐洗性能分析  47
    2.3.4 表面扫描电镜(SEM)的分析  47
    2.3.5 薄膜力学性能测试分析  47
    2.3.6 薄膜孔隙率分析  47-48
    2.3.7 片材硬度分析  48
    2.3.8 薄膜抗菌性能分析  48-50
第三章结果与讨论  50-72
  3.1 薄膜加工条件和工艺参数对薄膜性能的影响分析  50-53
    3.1.1 初坯成型压力的影响  50
    3.1.2 推挤速度压力和口模温度的影响  50-51
    3.1.3 压延速度和温度的影响  51
    3.1.4 加料顺序和物料制糊条件的影响  51-52
    3.1.5 添加不同分量的液体石蜡的样品加工状况比较  52-53
  3.2 薄膜拒油拒水性能分析  53-57
    3.2.1 FS含量对薄膜拒油性能的影响  53-54
    3.2.2 FS含量对水接触角的影响  54-55
    3.2.3 液体石蜡用量对聚四氟乙烯薄膜拒油效果的影响  55-56
    3.2.4 液体石蜡用量对水在薄膜表面接触角的影响  56-57
  3.3 薄膜的微孔结构  57-61
    3.3.1 聚四氟乙烯拉伸薄膜微孔形成机理  57
    3.3.2 拉伸倍率对微孔的影响  57-59
    3.3.3 FS的加入对薄膜微孔结构的影响  59-61
  3.4 耐洗性能分析  61-62
  3.5 薄膜力学性能测试分析  62-65
    3.5.1 FS含量对薄膜力学性能的影响  62-63
    3.5.2 助挤剂的加入对薄膜力学性能的影响  63-65
  3.6 薄膜孔隙率分析  65-66
    3.6.1 FS含量对孔隙率的影响  65-66
    3.6.2 液体石蜡含量对孔隙率的影响  66
  3.7 片材硬度分析  66-67
  3.8 浸渍法对薄膜性能的影响  67-69
    3.8.1 FS含量对薄膜拒油性能的影响  67
    3.8.2 FS含量对薄膜微孔结构的影响  67-68
    3.8.3 FS含量对孔隙率的影响  68-69
  3.9 薄膜抗菌性能分析  69-72
    3.9.1 抗菌剂抗菌机理  69
    3.9.2 添加不同抗菌剂薄膜的抗菌性分析  69-71
    3.9.3 抗菌实验小结  71-72
第四章结论  72-74
参考文献  74-78
致谢  78-80
攻读硕士学位期间发表的论文  80-82
导师和作者简介  82-84
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  84-85

拒油型聚四氟乙烯微孔薄膜的制备与研究

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