论文总字数：18835字

摘 要

本文阐述了高耐热功能性薄膜的双向拉伸制备技术及前景分析研究。主要介绍了高耐热功能性薄膜双向拉伸的意义、国内国外的发展差距及国内外的厂家及发展情况，还包括它们的常见制备方法。当前高耐热功能性双向拉伸薄膜的主要应用领域为机械行业，譬如汽车的零部件、航空航天领域、电子行业等。目前高耐热功能性双向拉伸薄膜的种类相对较少，其中较为常见的种类有聚苯硫醚（PPS）、聚萘二酸乙二醇酯（PEN）、聚酰亚胺（PI）、聚醚酰亚胺（PEI）。本文侧重介绍了PPS的性能、合成方法、双向拉伸实验以及其前景分析研究。

关键词：高耐热 薄膜 双向拉伸 PPS

High heat-resistant feature film preparation techniques and analysis of prospects for biaxial stretching

Abstract:

This article describes the high heat-resistant biaxial stretching films preparation technology and prospects of functional thin films analysis. The article mainly introduces the high heat-resistant functional significance of biaxial stretching films, the developing gap between the home and foreign and manufacturers and the development of abroad, but also includes common preparation methods of them. The current high heat-resistant functional biaxial stretching films, the main application fields of the mechanical industries, such as automotive parts, aero space, electronics and so on. Currently high heat-resistant functional types of biaxial stretching film is relatively small, among the more common types of Polyphenylene Sulfide(PPS), PolyEthylene Naphthalate(PEN), Polyimide(PI), Polyetherimide(PEI). This article focuses on the introduction of the PPS performance, synthetic methods, as well as biaxial stretching test analysis of its prospects.

Keywords: High heat-resistant; biaxial stretching; Film; PPS

目 录

摘 要 I

Abstract: II

第一章 绪论 1

1.1双向拉伸薄膜的定义 1

1.2高耐热双向拉伸薄膜的意义 1

第二章 国内外生产企业及制备方法 2

2.1国内 2

2.2国外 2

2.3国内外差距 2

2.4制备方法 3

2.4.1吹塑法 3

2.4.2压延法 3

2.4.3双向拉伸法 3

第三章 当前高耐热薄膜的种类 4

3.1聚萘二酸乙二醇酯（PEN） 4

3.1.1发展历史 4

3.1.2 PEN与PET比较 4

3.1.3 用途 6

3.2聚酰亚胺（PI） 6

3.2.1 PI介绍 6

3.2.2 PI膜介绍 6

3.3聚醚酰亚胺（PEI） 8

3.3.1 PEI基本介绍 8

3.3.2 PEI基本性能 8

3.4聚苯硫醚（PPS） 10

3.4.1PPS树脂合成发展史 10

3.4.2 PPS介绍 10

3.4.3 PPS改性 14

3.5 PPS薄膜用途 16

3.6发展情况 16

第四章 PPS性能测试方法 18

4.1分子量测定 18

4.2玻璃化转变温度和热分解温度 18

4.3流动性能 19

4.4耐热性能 20

4.5耐化学性能 21

4.6耐水解性能 23

4.7其他性能 23

第五章 PPS膜制备工艺及其双向拉伸实验 24

5.1 PPS膜制备及当前研究进展 24

5.1.1 PPS膜制备 24

5.1.2当前研究进展 25

5.2双向拉伸实验 25

5.2.1 PPS膜样品制备 25

5.2.2实验过程 25

5.2.3应力-应变图 27

5.3PPS铸片DSC 28

参考文献 29

致 谢 31

第一章 绪论

1.1双向拉伸薄膜的定义

所谓双向拉伸薄膜，是指聚合物树脂在玻璃化温度以上，熔点以下的温度范围内，经过纵拉机与横拉机在外力作用下，按一定倍数沿横向和纵向拉伸，使分子链或结晶面在平行于薄膜平面的方向上进行取向，从而使其有序排列，再在拉紧状态下进行热定型，使已取向的大分子结构稳定，最后经冷却及一系列的后续处理便可制得薄膜。

1.2高耐热双向拉伸薄膜的意义

高耐热功能性薄膜双向拉伸将逐渐取代一般功能性单向拉伸薄膜，因为其耐高低温、机械性能、耐磨性能、耐化学性能都比较高，并且它的透明度高、透气性强、阻燃性好、环保安全等众多优异性能，将得到广大消费者的追捧。另外对改善国内产品结构及扩大市场具有重大意义。主要应用于机械领域，例如在汽车领域(制造高温连接件、高功率车灯和指示灯、控制汽车舱室外部温度的传感器（空调温度传感器）和控制空气和燃料混合物温度的传感器（有效燃烧温度传感器）)、航空航天领域、电子电器、工业领域等。

第二章 国内外生产企业及制备方法

2.1国内

据统计资料，我过塑料包装材料的生产主要集中在东南沿海一带，其中广东、浙江、山东、江苏、上海等五省市占去年总产量的一半以上。就双向拉伸薄膜仅广东省就占百分之六十。例如1、广东东莞市明大胶粘制品有限公司，是一家专门从事聚酰亚胺薄膜胶粘带系列产品及各种耐高温胶带产品研发、销售、生产的企业，拥有双向拉伸生产线一条，苏州华辉材料科技有限公司，供应高透光耐热性聚酰亚胺薄膜，江阴市云达电子新材料有限公司是一家专业从事聚酰亚胺薄膜生产经营的高新技术企业等；2、四川德阳化学有限公司是目前最大规模的PPS生产企业；3、江苏裕新薄膜是国内领先的中厚聚酯薄膜生产企业。

2.2国外

国外对高耐热功能性薄膜研究开发均早于中国，譬如美国菲利普公司和日本东丽公司对聚苯硫醚（PPS）薄膜研究较为领先，实现工业化；日本帝人公司最先投入研究生产聚萘二酸乙二醇酯（PEN）生产；东丽.杜邦公司生产聚酰亚胺（PI）薄膜，美国GE公司、日本宇部兴产化学工业公司及三井东压化学公司均涉及PI薄膜生产；美国GE公司生产聚醚酰亚胺（PEI）等。

2.3国内外差距

据相关报道称，国外在产品种类较多，而国内产品雷同多。在国外很多已经投入工业化生产的，而国内尚在研发中，就比如国外已工业化生产PEN啤酒瓶、PET多层复合啤酒瓶、PET表面涂层啤酒瓶，而国内PET涂层啤酒瓶、PET多层复合啤酒瓶却在研发当中。除此之外，国外生产精度高，效率大，能耗低，国内在这方面与之差距较大。

2.4制备方法

一般塑料薄膜的制备方法有吹塑法，压延法，拉伸法，流延法等。以PPS为例，由于PPS熔融温度较高，熔体流动性好以及结晶速率快等特点，对制备方法也提出了新的要求。PPS薄膜按照加工方法的不同可分为吹塑膜，压延膜和双向拉伸膜等。

2.4.1吹塑法

由于PPS结晶速度快、脆性大、韧性差，PPS薄膜吹塑过程中容易破裂影响加工成型，所以对其加工条件要求比较苛刻，难以实现工业化，目前还停留在试验阶段。

2.4.2压延法

PPS薄膜压延是PPS树脂通过挤出机挤出，再送往辊筒，然后再通过控制辊筒之间的 间隙来生产一定厚度的聚苯硫醚薄膜。薄膜制品表面光滑度和辊筒有直接关系。

2.4.3双向拉伸法

经过双向拉伸的生产的PPS薄膜具有以下特点：与未拉伸薄膜相比，机械性能显著提高，拉伸强度是为拉伸的3-5倍；阻隔性能明显提高，对气体和水气的渗透性能降低；光学性能、透明度、表面光泽度提高；耐热性、耐寒性能得到改善，尺寸稳定性好；厚度均匀性好，厚度偏差小；容易实现规模化生产，是唯一实现工业化生产的工艺方法。

第三章 当前高耐热薄膜的种类

目前常见的高耐热功能性薄膜有聚萘二酸乙二醇酯（PEN）、聚酰亚胺（PI）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚苯硫醚（PPS）等。

3.1聚萘二酸乙二醇酯（PEN）

3.1.1发展历史

表3-1PEN发展史

3.1.2 PEN与PET比较

PEN的熔点为265℃，其玻璃化温度在120℃以上，比PET高出50℃左右；长期使用温度高达160℃，PEN在180℃的干燥空气中放置10h以后，其伸长率仍能保持50%。而PET在同样条件下，将变得无法使用。PEN的扬氏模量和拉伸弹性模量比PET高出50%，在170℃时，PEN的机械性能远远高于PET。其光稳定性约为PET的5倍，在真空和O2中的耐放射性的能力分别可达PET的10倍和5倍。在PEN分子链中的酯基虽然遇水分解，但其分解速度仅为PET的1/4，耐酸、碱的能力也优于PET。

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