片晶结构
片晶结构是指在特定条件下形成的高分子聚合物的一种微观结构形式。这种结构对于高密度聚乙烯和聚丙烯微孔膜的制备至关重要,因为它是决定基膜拉伸成孔性和微孔膜孔结构的关键因素。在挤出流延拉伸法制备这些微孔膜的过程中,首先在拉伸应力场下结晶,获得具有取向排列片晶结构的流延基膜,然后经过热处理以消除晶区缺陷,进一步完善片晶结构。通过对热处理基膜施加拉伸力,可以使片晶之间的短连接链被拉开,从而产生微孔。
影响因素
辊速辊温的影响
在挤出拉伸法制备高密度聚乙烯微孔膜的过程中,辊速和辊温是影响片晶结构的重要因素。研究表明,当辊温为110℃时,随着辊速的增加,退火前后预制膜的片晶厚度都会降低,且退火后片晶结构更为完善,厚度有所增厚。然而,拉伸微孔膜的片晶厚度会因拉伸过程中的断裂而减少。在辊速为30m/min时,可以获得片晶取向度最大、片晶厚度最薄的微孔膜。当辊温降至90℃时,退火前后预制膜的片晶厚度均达到最小值,此时退火后预制膜的片晶取向度较大,易于在拉伸过程中形成均匀的微孔结构。
其他影响因素
除了辊速和辊温,其他因素如分子量、分子量分布和弛豫时间也会影响片晶结构的形成。在相同的辊温下,随着辊速的增加,退火前后预制膜的片晶取向度都会增加,片晶厚度则会降低。这些变化会导致拉伸微孔膜中微孔分布区域的增加和微孔结构的均匀性提升。此外,90℃的辊温被认为是最适合片晶结构规整排列的温度,在相同辊速下,可以得到片晶取向度最大、片晶厚度最薄和最均匀的预制膜,进而制得孔径和微孔分布均匀的微孔膜。
结构模型
高分子结晶的结构模型是高分子结晶学的核心问题之一。尽管已有多个模型提出,包括缨状胶束模型、折叠链模型、插线板模型和过渡层模型,但迄今为止尚未达成共识。这些模型反映了高分子结晶的不同方面,如分子排列的有序性、晶区和非晶区之间的过渡层等。然而,由于高分子本身的特殊性质,如长链结构、弛豫性和分子量的多分散性,其结晶模型在不同条件下可能有很大差异。此外,热历史和机械历史也会影响高分子的结晶结构。