Peran mesin peregangan biaxial statis dalam aplikasi dan pengembangan film UHMWPE

UHMWPE (polietilen berat molekul ultra-tinggi) adalah plastik rekayasa termoplastik dengan ketahanan benturan tinggi, ketahanan aus, pelumasan diri, anti-penuaan, dll., Dan memiliki kinerja komprehensif yang sangat baik. Uhmwpe diafragma adalah bahan diafragma dengan kinerja yang sangat baik. Ini dapat diterapkan pada pengolahan air limbah, diafragma baterai lithium, kedirgantaraan, industri pertahanan dan militer nasional, konstruksi kota, industri petrokimia, dan bahkan bahan energi baru, perawatan medis dan kesehatan dan industri lainnya.

Struktur molekul UHMWPE persis sama dengan PE biasa, tetapi berat molekul keduanya berbeda. Berat molekul PE biasa berada dalam kisaran (5 ~ 30) x104, sedangkan berat molekul UHMWPE setinggi 1 juta. Rantai molekul ramping diatur dalam arah yang sama dan terjerat satu sama lain. Karena keterikatan timbal balik antara rantai makromolekul, rantai makromolekul dapat secara efektif mentransfer beban ke rantai utama I, sehingga UHMWPE memiliki banyak sifat komprehensif yang sangat baik yang tidak dimiliki PE biasa: ketahanan aus yang sangat baik, pelumasan diri, resistensi dampak dan sifat mekanis lainnya. UHMWPE memiliki biaya produksi yang rendah dan merupakan bahan rekayasa dengan kinerja biaya yang ideal. Bidang aplikasinya terus berkembang dan outputnya terus meningkat. Perbandingan kinerja UHMWPE dan PE biasa ditampilkan sebagai berikut.

Saat ini, karena kesulitan dalam memproses UHMWPE, tidak mungkin untuk menggunakan proses konvensional seperti blow cetakan untuk menyiapkannya, dan proses kering tidak dapat secara efektif mengontrol parameter seperti porositas diafragma. Oleh karena itu, metode pemisahan fase yang diinduksi secara termal (yaitu, metode basah) digunakan untuk menyiapkan diafragma baterai lithium UHMWPE dengan kinerja yang sangat baik. UHMWPE umumnya mengadopsi proses peregangan biaxial, termasuk: batching, ekstrusi, casting peregangan panas, ekstraksi, pengeringan, pengaturan panas, dan belitan. Peregangan biaxial termasuk peregangan sinkron biaksial dan peregangan asinkron biaksial. Ini adalah proses kontrol terkoordinasi dari efek termal dan gaya mekanik. Faktor -faktor yang mempengaruhi termasuk suhu peregangan, laju peregangan dan peregangan. Dengan meregangkan film atau lembar pemeran secara longitudinal dan melintang, struktur dan ukuran film diubah, sifat mekanik film ditingkatkan, dan mikrostruktur serta sifat fisiknya dioptimalkan.

Mesin peregangan biaxial statis memberikan umpan balik yang akurat dan tepat untuk data eksperimental melalui desain proses ilmiah dan peningkatan metode produksi yang berkelanjutan.

Mesin peregangan biaxial statis berlaku dengan tepat gaya peregangan longitudinal dan transversal untuk membuat film ini mengembang secara seragam dalam dua dimensi, sehingga mencapai kontrol halus dari struktur dan kinerjanya. Sama seperti tim akademisi yang berkaitan dan Profesor Zhang Guizhen dari Pusat Penelitian Teknik Nasional untuk Peralatan Pembentukan Polimer Baru Universitas Teknologi Tiongkok Selatan yang baru-baru ini secara strategis memperkenalkan partikel anorganik bola (cairan mikroskular, dan cairan-cairan (paragas, "mereka," Ultra-high mikrospher, paraker, paraker. Teknologi pemisahan-biaksial peregangan ", dan secara inovatif menyadari struktur berpori mikro-sandwich (MAMS) pada film polimer.

Prinsip Teknis:

Dengan secara strategis memperkenalkan partikel anorganik bola (mikrosfer SiO2) ke dalam "polietilen molekul ultra-tinggi, uhmwpe) -porogen (cair parakfin, lp) sistem yang sederhana dan kontinu (" porasi porasi-porsi-porpar (mikro) porasi porasi-porpis (mikro) porasi porasi-pory-bixial Teknologi inovatif secara inovatif merealisasikan micro-candwich. Karakteristik terjerat dari rantai molekul UHMWPE, kerangka polimer ketat yang terbentuk dapat secara efektif membungkus mikrosfer SiO2 dan mikrodroplet LP.

Di bawah aksi peregangan biaxial, kristal lamelar dari slip UHMWPE secara signifikan dan secara bertahap digantikan oleh kristal serat yang berorientasi, membentuk struktur jaringan yang terhuyung -huyung, dan kristalitas UHMWPE juga ditingkatkan. Karena peran pendukung mikrosfer SiO2, proses ini juga disertai dengan pembentukan struktur mikro-sandwich seperti ellipsoid. Kristal serat yang sangat berorientasi dan kristalinitas tinggi secara signifikan meningkatkan kekuatan mekanik membran berpori polimer. Bahkan pada 60wt% partikel anorganik dan 68% porositas, membran berpori menunjukkan sifat mekanik yang sangat baik (kekuatan tarik 25 MPa dan kekuatan air mata 88,9 N/mm).

Memperpendek Biaya dan Waktu Pengembangan: Mesin peregangan biaxial statis dapat dengan cepat menghasilkan sampel film UHMWPE dengan sifat yang berbeda untuk personel R&D untuk melakukan pengujian dan verifikasi kinerja, mempersingkat siklus dari desain ke R&D, dan dapat lebih akurat memprediksi dan mengatur kinerja perubahan film, mengurangi biaya dan waktu percobaan dan kesalahan yang disebabkan oleh paramer proses yang tidak patut.

Struktur film yang dioptimalkan: Melalui peregangan biaxial statis, struktur mikropori di dalam film UHMWPE lebih dioptimalkan, distribusi mikropori lebih seragam, dan ukuran pori dapat dikontrol, sehingga meningkatkan permeabilitas udara dan permeabilitas film. Ini sangat penting untuk pemisah baterai lithium yang membutuhkan kemampuan bernapas yang baik dan membantu meningkatkan kinerja baterai elektrokimia.

Sifat mekanik yang ditingkatkan: Rantai molekuler film UHMWPE berorientasi dan disejajarkan di bawah aksi kekuatan dua arah, membentuk struktur kristal yang lebih dekat. Perubahan struktural ini secara signifikan meningkatkan kekuatan tarik, kekuatan tusukan dan ketahanan air mata film, membuat film UHMWPE lebih stabil ketika menahan dampak atau tekanan eksternal.

Properti optik yang ditingkatkan: Kerataan permukaan dan transparansi optik film UHMWPE yang diregangkan secara biax ditingkatkan. Perubahan ini tidak hanya meningkatkan estetika film, tetapi juga memperluas aplikasinya dalam film optik, kemasan transparan, dan bidang lainnya. Lebih dari 60% partikel anorganik bola diisi selama peregangan, menunjukkan efisiensi hamburan cahaya yang lebih kuat, dan mencapai nilai puncak ketika rasio aspek adalah ≈1.9, memberikan antarmuka yang cukup untuk refleksi sinar matahari yang efektif, dengan mempertimbangkan kinerja tinggi dan ketahanan cuaca. Sejumlah besar struktur pori dan partikel anorganik ditambahkan, dan masih memiliki kekuatan mekanik yang sangat baik di bawah dukungan porositas tinggi dan kandungan partikel anorganik tinggi.

Di masa depan, dengan kemajuan ilmu material yang berkelanjutan, teknologi manufaktur mekanis dan kontrol otomatisasi, peran mesin peregangan biaxial statis dalam aplikasi dan pengembangan film UHMWPE akan lebih menonjol. Penerapan teknologi baru untuk film polietilen UHMWPE dengan berat molekul sangat tinggi mempromosikan pengembangan mesin peregangan biaxial statis dalam arah yang lebih tepat, dan proses baru juga membuat persyaratan yang lebih tinggi untuk mesin peregangan biaxial statis tradisional.