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双向拉伸聚酰胺6薄膜(BOPA)作为软包锂离子电池包装材料的重要构成,在新能源汽车动力电池以及手机、笔记本电脑等便携数码产品电池等领域广泛应用。目前,软包锂离子电池所采用的包装材料为铝塑复合膜,常用结构为双向拉伸聚酰胺6薄膜(BOPA)/铝箔(Al)/流延聚丙烯薄膜(CPP)。为了保护铝塑复合膜在冷冲压时铝箔层不被外力破坏,这就要求BOPA薄膜具有优异的韧性来支撑。虽然适用于锂离子电池软包用BOPA薄膜已经实现了国产化,但具有高韧性和延展性的BOPA薄膜跟国外同类产品相比还有一定差距,仍无法满足某些特殊领域的要求。此外,BOPA薄膜还存在消光性能差和气体阻隔性不够高等需要改进的地方,使其在包装领域的应用受到一定程度的限制。本文针对BOPA薄膜韧性不足的问题,基于同步双向拉伸工艺,采用聚醚-b-酰胺热塑性弹性体(PEBA)和生物基聚酰胺1010(PA1010)增韧BOPA薄膜,研究了增韧剂含量对BOPA薄膜微观结构和宏观性能的影响,讨论了增韧剂增韧BOPA薄膜的增韧机理。同时,讨论了拉伸工艺对增韧型聚酰胺6薄膜的结构与性能的影响。进一步地,在增韧改性的基础上,本文还分别对双向拉伸PA6/PA1010薄膜进行高阻隔改性和消光改性,采用芳香族聚酰胺(聚(间二甲苯己二酰二胺)(MXD6)和无定型聚酰胺(PA6I-6T))和二氧化硅(Si O2)为改性剂分别制备了具有高阻隔和优异消光效果的BOPA薄膜,从而改善BOPA薄膜存在的上述问题。论文主要研究内容和结果总结如下:(1)为了解决BOPA薄膜韧性不足的问题,在BOPA薄膜中引入聚醚-b-酰胺热塑性弹性体(PEBA)增韧相,并采用挤出流延法和同步双向拉伸工艺制备了高韧性双向拉伸PA6/PEBA薄膜。结果表明,PEBA的加入提高了PA6/PEBA共混体系的熔体黏度和弹性性质,适量PEBA的加入可有效提高BOPA薄膜的韧性。BOPA薄膜韧性的提高归因于PEBA的加入引发PA6基体产生剪切屈服和拉丝现象。此外,双向拉伸PA6/PEBA薄膜主要存在α晶型。另一方面,双向拉伸诱导PA6/PEBA薄膜发生β→α相变。随着拉伸比的增大,双向拉伸PA6/PEBA薄膜的结晶度、阻隔性能和拉伸强度逐渐增大,且韧性仍然保持在较高的水平。阻隔性能的提升与拉伸诱导结晶和拉伸薄膜中自由体积孔数量的减小以及自由体积含量的降低密切相关。(2)除了采用热塑性弹性体增韧外,还可用高韧性的PA1010增韧BOPA薄膜。通过挤出流延法制备了PA6/PA1010流延膜,并采用同步双向拉伸工艺制备了高韧性双向拉伸PA6/PA1010薄膜,同时也探讨了拉伸工艺对拉伸取向PA6/PA1010薄膜的结构与性能的影响。研究发现,PA1010的加入可有效提高双向拉伸PA6/PA1010薄膜的韧性,韧性的提高与PA1010的加入引发PA6基体产生剪切屈服和拉丝现象密切相关。双向拉伸PA6/PA1010薄膜主要存在α晶型。此外,单向拉伸诱导了PA6/PA1010薄膜发生β?α+?相变,并使薄膜沿拉伸方向择优取向,而不同拉伸比和拉伸温度下的双向拉伸则诱导了β→α相变,且薄膜未发生明显的择优取向。拉伸比和拉伸温度的增大均能提高拉伸取向PA6/PA1010薄膜的结晶度、长周期和晶片层厚度以及氧气阻隔性能。同时,拉伸比和拉伸温度的增大有利于提高拉伸取向PA6/PA1010薄膜的拉伸强度,达到增强的效果,而且韧性仍然保持在较高的水平。(3)为了解决BOPA薄膜阻隔性能不足的问题,在PA6/PA1010共混体系中引入MXD6和PA6I-6T,并基于同步双向拉伸工艺制备了高阻隔双向拉伸PA6/PA1010/芳香族聚酰胺(MXD6和PA6I/6T)薄膜。研究发现,MXD6和PA6I/6T的加入不影响薄膜的晶型、取向、成核机理和晶体生长方式,但是提高了非等温结晶过程的活化能,降低了结晶速率和结晶度。相比双向拉伸PA6/PA1010薄膜,含有30wt%MXD6和30 wt%PA6I/6T的双向拉伸PA6/PA1010薄膜的氧气透过系数分别降低了50.42%和47.09%,表明MXD6和PA6I/6T的加入均可显著提高双向拉伸PA6/PA1010薄膜的氧气阻隔性能。(4)为了弥补BOPA薄膜消光性能差的缺陷,在PA6/PA1010共混体系中引入二氧化硅(Si O2),并基于同步双向拉伸工艺制备了具有优异消光性能的双向拉伸PA6/PA1010/Si O2薄膜。结果表明,Si O2粒子的加入可起到异相成核的作用,促进双向拉伸PA6/PA1010/Si O2薄膜的结晶,并降低了薄膜的半结晶时间和结晶活化能,提高了结晶速率和结晶度。同时,Si O2粒子的加入不改变薄膜的晶型、成核机理和晶体生长方式。此外,Si O2含量的增加和双向拉伸比的增大均可提高双向拉伸PA6/PA1010/Si O2薄膜的消光性能。消光性能的改善归因于薄膜表面粗糙度的增大。