填料对微孔薄膜力学性能的实验研究续

填料对ＰＥ微孔薄膜力学性能的实验研究续

2、结果与讨论

2.1 填料对PE微孔薄膜力学性能的影响

图3是填料含量与PE微孔薄膜试样纵向撕裂强度的关系曲线。由图3可见，随填料含量的增加，PE微孔薄膜试样的纵向撕裂强度降低。对于碳酸钙和淀粉而言，填料含量较小时，撕裂强度降低较快；含量较大时，降低较缓慢。高岭土使PE微孔薄膜的纵向撕裂强度呈线性降低。

图4是填料含量与PE微孔薄膜试样横向撕裂强度的关系曲线。由图4可见，随填料含量的增加，PE微孔薄膜试样的横向撕裂强度降低，尤其是高岭土的影响特别显著。

图3和图4中填料含量与薄膜撕裂强度的关系曲线说明，填料的加入会降低PE微孔薄膜的撕裂性能。碳酸钙、高岭土和淀粉这3种填料中，淀粉对PE微孔薄膜纵横向撕裂强度的影响最小，碳酸钙次之，高岭土最大。

图5是填料含量与PE微孔薄膜试样纵向拉伸强度的关系曲线。由图5可见，随填料含量的增加，薄膜的纵向拉伸强度降低。

图6是填料含量与PE微孔薄膜试样横向拉伸强度的关系曲线。由图6可见，随着填料含量的增加，PE微孔薄膜试样的横向拉伸强度降低。

对比图5和图6可以看出，填料对PE微孔薄膜的纵向、横向拉伸强度影响显著，纵横向拉伸强度随填料的变化趋势基本相似，即含碳酸钙和高岭土的体系近似于呈线性变化，含淀粉的体系则变化较缓慢，尤其是高含量时，含淀粉体系的拉伸强度高于含碳酸钙和高岭土的体系。

2.2填料对PE微孔薄膜透湿性能的影响

图7是填料含量与PE微孔薄膜试样平均透湿系数的关系曲线。由图7可见，随填料含量的增加，PE微孔薄膜试样的平均透湿系数提高。当填料为碳酸钙和高岭土时，平均透湿系数提高缓慢；当填料为淀粉时，提高较快。淀粉对PE微孔薄膜平均透湿系数影响较大可归因于淀粉有较多的羟基，这些羟基与水分子形成氢键，极易吸引水分子。

2.3 填料对PE微孔薄膜透气性能的影响

图8是填料含量与PE微孔薄膜的△P／△t的关系曲线。由图8可见，随着填料含量的增加，PE微孔薄膜的△P／△t值随之提高，并且基本上呈线性提高。在碳酸钙、高岭土和淀粉这3种填料中，淀粉的AO／△t值提高最大，高岭土次之，碳酸钙最小。

2.4填料种类对PE微孔薄膜微孔结构的影响

很多因素影响PE微孔薄膜的泡孔形状、泡孔直径及其分布。笔者着重研究了碳酸钙和淀粉对PE微孔薄膜的泡孔形状、泡孔直径及其分布的影响。

图9是PE微孔薄膜表面微观结构的SEM照片。其中图9a的碳酸钙含量为11.5％；图9b的淀粉含量为12.3％。

由图9可见，在相近含量下，含淀粉的PE微孔薄膜表面的泡孔尺寸较大，填料分散状态较差，且在淀粉颗粒的周围形成较多的穿孔。而碳酸钙在PE微孔薄膜中分散均匀，表面的泡孔尺寸较小。

图10是PE微孔薄膜断面微观结构的SEM照片。比较图10a和图10b可以看出，两种微孔薄膜试样的微孔形状是不规则的，呈狭长形，分布比较均匀；含14.8％碳酸钙的PE微孔薄膜微孔泡体尺寸较小，相对密实；含14％淀粉的PE微孔薄膜微孔泡体尺寸较大，相对稀疏。而且，图10a中的微孔泡体形状较图10b中的狭长，微孔泡体与泡体之间的间隙较小，甚至相互贯穿。

3、结论

(1)碳酸钙、高岭土和淀粉等填料对PE微孔薄膜性能影响很大。随着填料含量的增加，PE微孔薄膜的撕裂强度和拉伸强度随之降低，而透湿系数和透气性能随之提高。其中，淀粉对PE微孔薄膜的透湿系数和透气性能影响最大。

(2)填料对PE的成膜影响很大，较少含量的填料也对PE的成膜性影响很大。在碳酸钙、高岭土和淀粉这3种填料中，碳酸钙的成膜性最好。

(3)用普通吹塑薄膜法制备的PE微孔薄膜的微孔形状呈狭长形、部分呈互通网络结构分布，并且这种结构随加工工艺而变化。（文/吴智华 刘志民 孟兵）

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