论文部分内容阅读
本文采用选择性渗透膜作为生物化学战剂防护材料的主体,对薄膜成型加工过程、传质机理、防护机理等方面进行了系统研究。 1、通过广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、场发射、孔径分析等测试,对聚四氟乙烯(PTFE)薄膜的形态结构和结晶结构进行了较全面的研究。拉伸和固化工艺参数与薄膜结构性能密切相关。拉伸倍数越大,固化温度越高,薄膜孔隙率和孔径越大;横向扩幅速度越高,孔隙率越大,孔径越小。拉伸和固化等加工降低了PTFE的结晶度。经过高温固化后,PTFE薄膜结构稳定,断裂伸长率下降。 2、采用聚氨酯(PU)涂层和共同拉伸法发明了两种PTFE/PU选择性渗透膜,通过SEM观察得出,PU涂层膜上存在大量因溶剂挥发等原因形成的微孔,而共同拉伸复合膜中PU层致密无孔。PTFE/PU选择性渗透膜为生化防护材料的研制奠定了基础。 3、自行设计加工了气体透过测试仪,并依此研究了气体透过机理。得出,气体分子在努森扩散和粘性流动共存下透过PTFE膜孔,气体透过系数与膜阻力厚度成反比,与平均孔半径的3.68次方成线性关系,与分子量的0.5次方成反比。在传质机理的指引下,采用基带高温焊接和共同拉伸技术研制了PTFE/PTFE非对称复合薄膜。由于原纤间的交叉覆盖,降低了孔径。在相同的工艺条件下,平均孔径由0.560μm降至0.369μm,大大降低了气体透过系数,提高了对大分子毒气的的防护性能。气体分子透过PTFE/PU选择渗透膜符合溶解—扩散机理,气体在PU中的透过速率是整个复合膜材料透过速率的控制步骤。 4、采用干燥剂法系统测试、分析了薄膜透湿的影响因素。结果表明: (1)对于PTFE薄膜,在实验范围内,孔隙率、孔径和厚度等结构参数对其透湿影响很小,透湿的主要影响因素是环境温度和湿度。 (2)对于共同拉伸PTFE/PU选择性渗透膜,水分子先在致密PU膜