IMD 热薄膜拉伸对热成型工艺的拉伸影响

肖露云

（怀化职业技术学院，湖南 怀化 418000）

1 双向拉伸试验

1.1 装置

文章介绍了用于双向拉伸试验的复合纤维与金属材料的双向拉伸试验。双轴拉伸试验是对轴向拉伸装置进行水平或垂直传动的双轴拉伸试验，并对水平力和垂直力进行控制，完全缩短张力。然而，在实际拉伸过程中，垂直力和水平力不能自由控制，不能再现实际工况。双轴拉伸试验方法将试样在水平面上延伸至2 个坐标轴，通过加工测量中心区域的应力模拟实际加工条件[1]。

1.2 过程

根据实际情况制造温度范围，轴拉伸试验在温度25℃、80℃、120℃、150℃、180℃，拉伸强度50mm/min下进行，轴拉伸试验分为破坏点和破坏前极限点。焊接板设置在加热箱内，通过连接太阳能测试仪固定端的下连杆进行焊接，压头通过上连杆连接到测试仪的连杆上，可移动的样品接触后停止。烤箱在一定温度下加热10min，加热结束后读取器并进行测量仪操作，加载以及定位移动按钮点击,以一定速度移动横杆。采集数据，并在电路图上显示。测量软件过程中，实时负载的突然增加会损坏胶片样品，此时需停止测试，并将加热箱温度降低到60℃左右，再将光束移动到相应距离，并将其清除。最后取出薄膜样品，放入样品袋中进一步分析，保存数据。

2 结果分析

显示测试后的三种样品如图1 所示。图中显示样品表面颜色较浅，但没有白色区域。随着压力的增加，薄膜形貌变得模糊，样品的形状、高度和表面质量在150℃时达到最大值时且相对较好。

拉伸后得到位移载荷图像，温度各不相同，以50mm/min的速度记录扩散速度的载荷位移数据汇总[2]。

结果表明，PET 薄膜的应力随温度的升高而降低。当温度为25℃～180℃时，拉伸试验初始阶段的相对应力几乎呈线性增加。在此阶段之后，停止试验，直到位移率降低。

3 拉伸工艺条件与聚氟乙烯薄膜之间性能影响的试验

3.1 试验过程

3.1.1 原料

PVF 树脂：钛白粉（TIO），r-丁二醇。

3.1.2 设备

2 台机器双螺杆挤出机，三种PVF 薄膜制造技术。PVF薄膜加工工艺分为挤出、浇铸、拉长（垂直/水平）和定型工艺。①材料制备,将PVF 树脂粉溶剂按一定比例混合，得到正式物质；②挤压铸造；③储能然后，为了调节垂直膨胀宽度，引入两排封闭条带来调节水平膨胀。

在热硬化条件下，溶剂挥发可以得到双向PVF 膜。

3.2 测试和表征

3.2.1 DSC 测试

使用扫描量热法测定了PVF 树脂的熔融温度范围大约为50℃～220℃，升温速率与降温速率均为10℃/min。

3.2.2 结晶性i贝0 试

用X′PERT 分光光度计测定了PVF 树脂的结晶度。管电压和电流分别为40kV 和40mA，辐射源为2p=10 和cukd（0.154nm）。

3.2.3 力学性能的测试

使用材料分析仪测定了薄膜的力学性能。调节室长度为50mm，密封速度为50min，试验温度、相对湿度为220℃（50±5%）。

图1 具有一定高度和双向拉伸的样品

3.2.4 热收缩率

薄膜热收缩率标准为ASTM D1204，试验温度为150℃，试验时间约为30min。

3.2.5 水蒸气透过率

膜透湿的试验温度38℃，相对湿度是90%。

4 结果与讨论

4.1 拉伸温度对薄膜性能的影响

铸板从左至右垂直进入拉丝机和横锯齿机。当分子间隔可以移动时，薄膜必须在一定温度下被拉下，PVF 树脂的最大测定速度应避开温度范围。PVF 树脂的DSC 曲线表明，结晶棒为168.47℃时，薄膜的拉伸温度较低[3]。

应小心设置温度。在较低温度下进行纵向拉伸运动时，应力增加，使其不均匀，膜增厚，膜上皱纹变薄，膜变厚，狭窄区域膜变薄，颈部变窄，低分子水平PVF 活性降低；随着PVF 结晶度的增加，取向聚合物的张力有时会超过薄膜的强度。薄膜开裂或纤维化的结果表明，温度过高，分子段的活性变强，黏度变大，无法形成取向，当PVF 树脂处理过程中加入一定量的电位剂时，纵向延伸的过热会导致膜内电位溶剂的过度蒸发，影响膜的横向拉伸效果，设置温度在150℃～165℃，水平拉拔温度设置在160℃～170℃[4-5]。

4.2 拉伸倍率选择对薄膜性能的影响

4.2.1 纵向拉伸倍率对薄膜结晶性能的影响

PVF 是具有平面锯齿结构的半结晶聚合物。PVF 的结晶度为20%～60%，这取决于聚合方法、加热条件和加工工艺，认为结晶缺陷是导致结晶度变化的主要原因。当分析PVF膜的衍射图案时，在衍射角100 处存在大的峰值打开。强衍射峰（100）/（010）2p=20.8 次和4.27 次。10 晶圆间距，2m 薄层，2p=27.4。在29 ∶40，有一个尖锐的衍射峰，即拉伸产生的结晶峰，550 和650 附近还有许多弱衍射峰。除了2p=20.8 和27.4 附近的衍射峰，PVF 具有垂直顺序。通过比较不同拉伸比的PVF 薄膜的XRD 光谱发现，当拉伸比为1.5 ～2.0 时，在2p=20.8 和27.4 附近的衍射峰的锐度增加。薄膜的结晶度和取向度随纵向拉伸比的增大而增大。

4.2.2 纵拉倍率对薄膜力学性能的影响

纵向拉伸倍率对薄膜性能的影响如表1 所示，当纵向和横向阻力比增大时，膜的纵向（MD）抗拉强度不会改变，横向阻力比不断增加，断裂时比值在逐渐减小。PVF 作为一种半晶态聚合物，其拉伸强度随密度和分子间作用力的增大而增大，垂直拉伸比越大，越容易确定分子相和方向，不能保持薄膜的尺寸稳定性[6]。

4.2.3 纵拉倍率对薄膜阻隔性的影响

从表1 可以看出，随着垂直张力的增加，水汽的渗透性降低。气体传输与膜的拉伸取向和结晶度密切相关。气体分子很难渗透和扩散到聚合物中。行比越高，膜的选择就越困难。在1.5 ～2.2 内，PVF 膜的透湿量由21.98g/m2下降到16.3g/m2，下降了28.5%。

表1 纵向拉伸倍率对薄膜性能的影响

5 结论

1）根据PVF 树脂的加工特点，在低于树脂熔点的温度下加入潜伏性溶剂，用良好的溶剂对PVF 薄膜进行处理。

2）如果水平张力比是固定的，则可以调整垂直张力比以在预定范围内调整膜的测定和机械性能。

3）PVF 膜作为一种保护膜，可以在一定程度上调整生产工艺，提高挡板质量。