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本文首先对聚四氟乙烯微孔薄膜的表面形貌、表面润湿性能、透气性能、结晶度、热学性能等进行了测试分析。然后用钠—萘溶液法、N2等离子体及O2等离子体分别对聚四氟乙烯微孔薄膜进行了改性。再对改性后的聚四氟乙烯微孔薄膜的表面形貌、表面元素含量、润湿性能、粘结性能等的变化进行了研究,并探讨了其改性机理。
研究发现:聚四氟乙烯微孔薄膜呈三维网状微孔结构,孔径直径约为0.3~10μm。薄膜表面与水的接触角为141.5°,远高于普通聚四氟乙烯塑料。聚四氟乙烯微孔薄膜的分解温度为569℃,熔点为346℃,薄膜的最高连续使用温度为280℃。高于此温度下使用,会在极短的时间内对薄膜造成损伤,使其强力大幅下降。聚四氟乙烯微孔薄膜的结晶度为34.14%,比普通聚四氟乙烯塑料要低。薄膜的透气性为64mm/s,薄膜透气性能直接决定了其复合材料透气性能的好坏。
钠—萘溶液对聚四氟乙烯微孔薄膜具有非常强烈的作用。处理后,薄膜表面C元素相对含量升高,F元素相对含量下降。薄膜润湿性能、粘结性能大大改善。改性后薄膜表面颜色变深,发生明显的C-C交链现象。在钠—萘溶液浓度较高时,薄膜润湿性能、粘结性能有下降的趋势。
通过等离子体改性表明:N2和O2等离子体对聚四氟乙烯微孔薄膜都有明显的刻蚀作用,薄膜表面C元素含量升高,F元素含量降低。改性后薄膜的润湿性能和粘结性能有明显的改善,但是薄膜经较高功率的O2等离子体改性后,薄膜润湿性能和粘结性能有下降趋势。研究中还发现,薄膜无论是经钠—萘溶液改性还是等离子体改性,薄膜使用聚酰亚胺粘合剂的粘结性能都要差于坏氧类粘合剂。
本论文的研究结果表明,通过物理、化学改性,对改善聚四氟乙烯微孔薄膜的亲水性能、粘合性能其效果是明显的。聚酰亚胺作为聚四氟乙烯微孔薄膜复合滤料或其它的耐高温复合材料的粘合剂是可行的,并具有广阔的应用前景。