但是,PC的结构是这样的(见图 1)位于PC链的芳系统相互抑制的个体链节的自由旋转运动,从而借出链中的一个特定的刚度。2这就是说,实现的取向PC的分子链是不容易,因为它是在半结晶聚合物如聚乙烯,其链是更线性,从 而更多的移动。此外,薄膜可单轴拉伸(即,仅纵向)或双轴(在其横向与纵向方向),与该膜的性质不同的各向异性(方向有关)的影响。这个进一步的调查,我们进行了一项研究3比较如何双轴和单轴拉伸沿拉伸轴影响PC薄膜的特性,这里称为机器方向(MD),以及沿垂直于拉伸轴表示的横向(TD)。
我们进行了单轴使用由博士科林有限公司生产的伸缩线,如图所示拉伸 2。在本机中,薄膜被加热,因为它通过所述第一辊子5和拉伸在第六和第七滚子之间的间隙中,与2之间的速度差异的结果。拉伸比从而这两个不同速度的商。有在文献中涉及单轴拉伸,例如,研究聚对苯二甲酸乙酯的单轴变形,许多报告4分析单轴拉伸无定形热塑性的,5或调查的单轴拉伸聚丙烯。6
图1。
聚碳酸酯(PC)的化学结构表示其链是不容易定向以外的其他聚合物的通常用于制造薄膜。
在我们的实验中使用的是PC的Makrolon 2805从拜尔材料科学与10g/10min的熔体流动速率,以及145℃的玻璃化转变温度 在我们以前的工作7我们发现,在这种设置中最好的结果是用160℃的拉伸温度(辊4-6)实现的,并与所述第一组中的0.75m/min的速度慢操作滚轮。我们以前发现8即140℃的退火温度(辊7-9)达到最佳的机械性能。因此,我们进行了我们的调查,使用上面的设置,并只不同拉伸比。预加热辊(辊1-3)的温度保持在一个恒定的150℃。
以确定薄膜用上述方法拉伸的机械性能,我们进行了拉伸试验根据DIN EN ISO 527-3标准。所得到的应力-应变曲线的不同的拉伸比,沿着两个MD和膜的TD轴,示于图 3。在MD,183MPa,最大拉伸强度达到了,而在TD方向的最大值为91MPa。我们还发现,增加的拉伸刚度,在MD和TD从2400到3300MPa。我们观察到,单轴拉伸不仅增加强度在MD,而且也导致增加的应力-应变曲线为TD具有更高的最大应力相比,未拉伸膜。这可能归因于沿期间发生的TD的宽度压下单轴拉伸,从而导致大分子被更加紧密地包装,使得次级价力的增加。3
图2。
在单轴拉伸线拉伸膜作为两套辊之间的速度差的结果。
图3。
拉伸比(SR)的PC薄膜(a)中的机器方向(MD)和(b)的横向方向(TD)的应力 - 应变曲线上的影响力。
图4。
意思是单轴拉伸PC薄膜具有不同的拉伸比的拉伸PC薄膜和膨胀系数,对温度作图。该拉伸膜是耐向上收缩至135℃。PPM° Ç#x00EE; -1:百万分之一每摄氏度。
图5。
单轴取向PC薄膜(MOPC)对那些聚丙烯工业双向拉伸薄膜(BOPP),聚酰胺(BOPA),以及聚对苯二甲酸乙二酯(BOPET)的力学,热学和光学性能的比较。注:光泽是无量纲量(括号内为空)。
感兴趣的另一个参数是耐温性,因为该膜具有一种倾向,缩小上再加热到取决于拉伸比,从而在取向的程度。9,我们通过测量膨胀的平均系数在热机械分析测定的这根据ISO 11359-1。图 4示出了结果为未拉伸薄膜的PC和用于各种拉伸膜,对温度作图。的拉伸倍率越高,取向较高,其中作为结果的强度和刚度的增加。我们发现,该拉伸膜是耐温度高达135℃。
最后,我们由聚丙烯制成的工业的双轴拉伸薄膜(BOPP),聚酰胺(BOPA)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)和单轴向拉伸的PC薄膜(MOPC)研究了此处之间的比较。我们测得的特性是强度,刚度,冲击强度,耐热性,收缩率,传输和薄膜的光泽度。我们还包括在比较的原材料价格上涨,如取自一位业内人士。10从这个多维比较的结果(参见图 5)可以看出,在单轴拉伸PC薄膜对于年轻的已经远远优越的性能弹性模量(刚性),并且还具有最佳的光学性能。
综上所述,我们发现,单轴拉伸能够通过大分子取向,以实现自我增强的PC膜。这个自增强产生该保持稳定达135℃的增加的强度和刚度沿两个MD和TD 与传统的双轴拉伸薄膜的比较表明,在单轴向拉伸的PC薄膜具有优异的光学性能和刚度。展望未来,我们预计,通过限制热量输入,拉伸PC薄膜可以是本地和逐步适应进一步的处理程序。这将允许关节得到加强,并且可动的区域被设计为柔韧的。强梯度膜可以表现出额定断点,这是有利的各种包装的应用或用于在车门内包层安全气囊。
安德烈Wibbeke
高分子工程研究所帕德博恩(KTP)大学(UPB)
安德烈Wibbeke研究工业工程2005〜2010年在UPB,在这期间,她还花了一个学期在国外技术在芬兰的拉普兰大学。她在2010年毕业,现在是一个科学的助理在KTP晶体。
沃尔克Schöppner
高分子工程研究所帕德博恩(KTP)大学(UPB)
沃尔克Schöppner学习机械工程1983年至1988年在UPB,重点是聚合物工程。从1989年到1994年,他担任了科学的助理在港台及获得博士学位,1994年。他完成了他的论文评审于2001年,自2007年以来一直在聚合物加工领域的教授UPB。