高分子薄膜加工原理

《高分子薄膜加工原理》是2024年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：高分子薄膜加工原理
• 出版時間：2024年5月1日
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030783592

內容簡介

《高分子薄膜加工原理》為“材料先進成型與加工技術叢書”之一。高分子薄膜種類繁多，套用面非常廣，涉及的製備技術有很多種類。使用不同的高分子材料，通過不同的薄膜加工方法製備的高分子薄膜製品性能會有很大差異，實際的套用領域及用途也不盡相同。從物理原理出發，理解高分子薄膜加工對實際的薄膜製造，特別是高端薄膜製造具有重要的指導意義。《高分子薄膜加工原理》聚焦高分子薄膜加工原理，涵蓋了高分子薄膜加工過程中涉及的基本物理問題，包括流變、結晶、相分離、結構重構及退火。除此之外，介紹了研究高分子薄膜加工原理的同步輻射原位檢測裝置與方法。*後通過一些具體案例來展示如何將加工原理套用到實際薄膜加工過程中。

圖書目錄

“材料先進成型與加工技術叢書”總序

前言

第1章 緒論1

1.1 高分子薄膜定義1

1.2 高分子薄膜分類2

1.2.1 按照套用領域類型分類2

1.2.2 按照加工工藝分類3

1.3 高分子薄膜加工原理5

1.3.1 高分子薄膜加工流變5

1.3.2 流動場誘導高分子結晶6

1.3.3 高分子薄膜加工中的相分離7

1.3.4 後拉伸加工中的結構重構8

1.3.5 高分子薄膜的退火8

1.4 本書主要研究內容9

參考文獻10

第2章 高分子薄膜加工流變12

2.1 加工流變學的基本概念13

2.1.1 應力度量13

2.1.2 形變率度量14

2.1.3 物質導數15

2.1.4 簡單流動16

2.2 高分子流變本構模型18

2.2.1 廣義牛頓模型19

2.2.2 黏彈性模型21

2.2.3 無量綱特徵數26

2.3 基本輸運方程與數值分析26

2.3.1 流動基本方程27

2.3.2 混合有限元方法31

2.3.3 穩定化算法35

2.4 高分子薄膜加工中的數值模擬37

2.4.1 薄膜流延模擬38

2.4.2 薄膜斜向拉伸模擬53

2.4.3 塗布成膜模擬60

參考文獻67

第3章 流動場誘導高分子結晶72

3.1 高分子靜態結晶基礎73

3.1.1 **成核理論74

3.1.2 高分子晶體生長模型76

3.2 流動場誘導結晶基礎79

3.2.1 流動場改變晶體形態79

3.2.2 流動場誘導新晶型81

3.2.3 流動場加速結晶動力學82

3.3 流動場誘導結晶的分子機理84

3.3.1 串晶生成的卷*-伸展轉變模型84

3.3.2 CST在高纏結體系中的適用性86

3.3.3 串晶形成的拉伸網路模型89

3.3.4 串晶形成的魅影-成核模型91

3.3.5 小結94

3.4 流動場誘導結晶的熱力學模型95

3.4.1 流動場加速結晶的熵減模型95

3.4.2 流動場誘導鏈伸展與取向96

3.4.3 流動場誘導新晶型與新形態100

3.4.4 統一FIC的熱力學唯象模型101

3.4.5 小結104

3.5 多步成核分子模型104

3.5.1 流動場誘導熔體記憶效應105

3.5.2 流動場誘導構象有序106

3.5.3 多尺度有序結構間的耦合110

3.5.4 小結113

3.6 流動場誘導結晶的非平衡特性和多維流動場調控晶體三維取向114

3.6.1 流動場誘導結晶非平衡相圖114

3.6.2 多維流動場調控晶體三維取向116

3.6.3 小結117

3.7 鏈柔順性和連線性對高分子成核的影響117

3.7.1 鏈柔順性對高分子成核的影響118

3.7.2 鏈連線性對高分子成核的影響123

參考文獻128

第4章 高分子薄膜加工中的相分離132

4.1 相分離熱力學133

4.1.1 高分子混合體系相分離熱力學原理133

4.1.2 高分子混合體系相分離熱力學相圖137

4.2 相分離動力學145

4.2.1 旋節相分離145

4.2.2 流動場誘導相分離149

4.2.3 奧斯特瓦爾德熟化151

4.3 薄膜加工中的相分離152

4.3.1 熱致相分離（溫度誘導）153

4.3.2 非溶劑致相分離（非溶劑誘導）155

4.3.3 非溶劑熱致相分離（協同作用誘導）156

4.3.4 凝膠化（化學鍵或物理相互作用誘導）156

4.4 薄膜加工中的相分離相圖158

4.4.1 iPP/iPB-1158

4.4.2 UHMWPE與白油混合體系160

4.4.3 PVA與水混合體系161

4.4.4 TAC與二氯甲烷混合體系162

4.4.5 PAN與DMSO混合體系162

4.5 套用實例163

4.5.1 高分子共混體系—消光膜163

4.5.2 UHMWPE濕法流延166

4.5.3 PAN溶液塗覆成膜168

參考文獻170

第5章 薄膜後拉伸加工中的結構重構172

5.1 引言172

5.2 拉伸過程中的屈服行為172

5.3 拉伸誘導半晶高分子結構重構**模型174

5.3.1 晶體滑移177

5.3.2 晶體-晶體轉變179

5.3.3 熔融再結晶184

5.3.4 無定形相結構轉變194

5.3.5 小結195

5.4 拉伸誘導半晶高分子結構重構新模型195

5.4.1 拉伸誘導晶體鏈構象無序化195

5.4.2 拉伸誘導片晶簇屈*失穩199

5.4.3 拉伸誘導片晶間無定形相微相分離205

5.4.4 多種形變機理的協同—乾法單拉iPP隔膜加工209

5.5 雙向拉伸iPP微孔膜形成機理213

5.6 高分子薄膜在反應拉伸中的結構重構216

5.7 拉伸誘導無定形高分子薄膜結構轉變與性能219

參考文獻223

第6章 高分子薄膜退火228

6.1 冷結晶229

6.1.1 高分子的冷結晶過程及原理229

6.1.2 結晶動力學231

6.2 退火中的二次結晶233

6.3 初始結構對退火中結晶的影響235

6.4 退火中的晶型轉變240

6.5 退火中的三相結構244

6.5.1 半晶高分子三相模型244

6.5.2 三相含量的計算方法245

6.5.3 極限溫度245

6.5.4 三相含量的溫度調控246

6.5.5 三相含量對高分子材料性能的影響247

6.6 退火處理套用案例250

6.6.1 iPP硬彈性體的退火250

6.6.2 PET除濕乾燥252

6.6.3 預拉伸與退火協同控制PET晶粒尺寸256

參考文獻258

第7章 高分子薄膜加工同步輻射原位研究裝置與方法261

7.1 同步輻射262

7.1.1 同步輻射簡介262

7.1.2 同步輻射與高分子薄膜264

7.1.3 小角散射實驗站265

7.2 流動場誘導高分子結晶原位研究裝置266

7.2.1 原位纖維剪下流變裝置267

7.2.2 多維流動場原位擠出流變裝置269

7.2.3 原位伸展流變裝置273

7.3 高分子薄膜後拉伸原位研究裝置275

7.3.1 原位快速拉伸流變裝置275

7.3.2 原位低溫拉伸流變裝置280

7.3.3 原位高溫高壓拉伸流變裝置282

7.3.4 原位單軸受限拉伸流變裝置284

7.3.5 原位溶液拉伸流變裝置289

7.4 模擬高分子薄膜加工的大型原位研究裝備292

7.4.1 原位雙向拉伸流變裝備292

7.4.2 原位擠出吹膜裝備296

7.5 其他高分子材料同步輻射原位研究技術298

7.5.1 同步輻射顯微紅外成像技術299

7.5.2 同步輻射納米X射線計算機斷層掃描成像技術303

7.6 同步輻射X射線散射數據處理306

7.6.1 寬角X射線散射數據處理306

7.6.2 小角X射線散射數據處理310

參考文獻313

第8章 聚乙烯吹膜加工316

8.1 吹膜加工原理及工藝317

8.1.1 吹膜加工方式317

8.1.2 吹膜加工工藝流程318

8.1.3 吹膜工藝參數324

8.1.4 吹膜料325

8.2 加工外場對吹膜過程的影響328

8.2.1 聚乙烯吹膜加工結構演化規律329

8.2.2 溫度場與流動場對吹膜結晶動力學的影響339

8.2.3 高分子拓撲結構對吹膜結晶動力學的影響352

8.2.4 生物可降解薄膜加工359

8.3 功能型薄膜製備363

8.3.1 內添加364

8.3.2 外塗覆367

8.4 性能評價370

8.4.1 光學性能371

8.4.2 力學性能372

8.4.3 表面性能372

8.4.4 其他性能373

參考文獻373

第9章 TAC膜的溶液流延加工375

9.1 光學膜375

9.2 TAC光學膜376

9.2.1 保護膜377

9.2.2 補償膜377

9.3 TAC光學膜的加工流程380

9.3.1 棉膠的製備380

9.3.2 流延成膜384

9.3.3 乾燥過程386

9.3.4 拉伸過程387

9.4 TAC膜後拉伸加工的物理研究388

9.4.1 TAC膜在不同溫度下單向拉伸加工過程中的結構演化388

9.4.2 TAC膜在高溫高壓蒸汽下拉伸加工過程中的結構演化396

9.5 TAC膜的性能評價407

9.5.1 力學性能407

9.5.2 光學性能407

9.5.3 其他性能413

參考文獻414

第10章 超高分子量聚乙烯濕法隔膜雙向拉伸加工417

10.1 鋰離子電池隔膜簡介418

10.2 濕法鋰離子電池隔膜加工流程420

10.2.1 配比投料420

10.2.2 擠出流延421

10.2.3 縱向拉伸422

10.2.4 橫向拉伸423

10.2.5 萃取乾燥424

10.2.6 擴幅定型425

10.3 濕法隔膜加工機理425

10.3.1 擠出流延過程中濕法隔膜相分離行為426

10.3.2 縱向拉伸：縱拉比-溫度二維空間中結構演化428

10.3.3 橫向拉伸：不同縱拉比下橫向拉伸過程中結構演化436

10.3.4 擴幅定型445

10.4 性能評價447

10.4.1 基本性能448

10.4.2 力學性能450

10.4.3 熱性能452

10.4.4 電化學性能454

參考文獻455

第11章 聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜雙向拉伸加工458

11.1 BOPET薄膜套用分類458

11.2 BOPET薄膜的加工流程461

11.2.1 物料乾燥462

11.2.2 熔融擠出463

11.2.3 流延鑄片465

11.2.4 縱向拉伸467

11.2.5 線上塗布469

11.2.6 橫向拉伸470

11.2.7 其他輔助系統471

11.3 BOPET薄膜加工典型物理過程研究471

11.3.1 玻璃化轉變溫度以上PET拉伸過程中的結構演化過程472

11.3.2 拉伸溫度對取向和結晶的影響474

11.3.3 拉伸速率對取向和結晶的影響478

11.3.4 初始預取向結構對鏈取向和結晶的影響482

11.4 BOPET薄膜性能與檢測489

11.4.1 厚度均勻性489

11.4.2 力學性能489

11.4.3 光學性能490

11.4.4 熱性能491

11.4.5 其他性能491

參考文獻491

關鍵字索引493