DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-3-399-406


УДК539.24: 678.742.3: 532.685

ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ ПЛЕНОК ПОЛИПРОПИЛЕНА

Курындин И. С., Ивченко С. И., Николаев О. О., Ельяшевич Г. К.


Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Курындин И.С., Ивченко С.И., Николаев О.О., Ельяшевич Г.К. Пористая структура и функциональные свойства высокопроницаемых пленок полипропилена // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 3. С. 399–406. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-3-399-406

Аннотация

 Получены пористые пленки полипропилена, содержащие сквозные каналы и проницаемые для жидкостей, методом, основанным на экструзии расплава полимера с последующими отжигом, одноосным растяжением и термофиксацией. Исследовано влияние условий получения пленок на характеристики их пористой структуры и функциональные свойства – пористость и проницаемость – при проведении растяжения при комнатной температуре («холодная» вытяжка) и при включении в процесс стадии дополнительной («горячей») вытяжки. Методом фильтрационной порометрии измерены проницаемость, размеры и число сквозных пор. Определена общая пористость образцов как доля их объема, занятого порами, по измерению соотношения плотностей пористых и непористых пленок. Методом сканирующей электронной микроскопии получены картины поверхности пленок, которые демонстрируют характерные особенности их структуры. Определено влияние степени ориентации расплава при экструзии (фильерная вытяжка) на пористую структуру пленок. Установлено, что увеличение кратности фильерной вытяжки приводит к росту сквозной проницаемости, общей пористости и размеров пор. Показано, что возрастание степени ориентации при дополнительной «горячей» вытяжке позволяет повысить функциональные характеристики пористых образцов. В процессе получения пленок, включающем две стадии растяжения («холодную» и «горячую» вытяжки) были достигнуты значения общей пористости и проницаемости 60% и 400 л/(м2×ч×атм) соответственно, которые являются одними из самых высоких среди известных из научной и патентной литературы величин этих характеристик для полимерных пористых пленок и определяют эффективность их применения как фильтрационных материалов


Ключевые слова: пористые пленки, полипропилен, проницаемость, размер пор, ориентация

Благодарности. Авторы статьи выражают признательность канд. хим. наук, ст. научн. сотр. ИВС РАН Н.Н. Сапрыкиной за проведение электронно-микроскопических исследований.

Список литературы

 

  1. Kesting R.E. Synthetic Polymer Membranes: A Structural Perspective. 2nded. NY: John Wiley & Sons, 1985. 368 p.
  2. Mulder J. Basic Principles of Membrane Technology. Springer, 1991. 363 p.
  3. Passaglia E. Crazes and fracture in polymers // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1987. V. 48. N 11.
    P. 1075–1100. doi: 10.1016/0022-3697(87)90119-3
  4. Волынский А.Л., Ярышева А.Ю., Рухля Е.Г., Ефимов А.В., Ярышева Л.М., Бакеев Н.Ф. Деформационное размягчение стеклообразных и кристаллических полимеров // Успехи химии. 2013. Т. 82. № 10. С. 988–1006.
  5. Флеров Г.Н., Апель П.Ю., Дидык А.Ю., Кузнецов В.И., Оганесян Р.Ц. Использование ускорительной техники для изготовления ядерных мембран // Атомная энергия. 1989. Т. 67. С. 274–280.
  6. Park I.K., Noether H.D. Crystalline "hard" elastic materials // Colloid and Polymer Science. 1975. V. 253. N 10. P. 824–839. doi: 10.1007/bf01452402
  7. Ельяшевич Г.К., Курындин И.С., Лаврентьев В.К., Бобровский А.Ю., BukosekV. Пористая структура, проницаемость и механические свойства микропористых пленок из полиолефинов // ФТТ. 2012. № 9. С. 1787–1796.
  8. Курындин И.С., Лаврентьев В.К., BukosekV., Ельяшевич Г.К. Перколяционные переходы в пористых пленках полиэтилена и полипропилена с ламелярной структурой // ВМС. Серия А. 2015. Т. 57. № 6. С. 497–503. doi: 10.7868/S2308112015060139
  9. Zhang S.S. A review on the separators of liquid electrolyte Li-ion batteries // Journal of Power Sources. 2007. V. 164. N 1. P. 351–364. doi: 10.1016/j.jpowsour.2006.10.065
  10. Ельяшевич Г.К., Курындин И.С., Розова Е.Ю. Светопропускание пористых полиолефиновых пленок в иммерсионных средах // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 7. С. 64–69.
  11. Шибаев В.П., Бобровский А.Ю., Ельяшевич Г.К. Жидкокристаллические и фотохромные композиты на основе пористых пленок полиэтилена // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2006. № 4. С. 107–118.
  12. Bobrovsky A., Shibaev V., Elyashevitch G. Photopatternable fluorescent polymer composites based on stretched porous polyethylene and photopolymerizable liquid crystal mixture // Journal of Materials Chemistry. 2008. V. 18. P. 691–695. doi: 10.1039/B711929A
  13. Bobrovsky A., Shibaev V., Elyashevich G., Rosova E., Shimkin A., Shirinyan V., Cheng K.-L. Photochromic composites based on porous stretched polyethylene filled by nematic liquid crystal mixtures // Polymers for Advanced Technologies. 2010. V. 21. N 2. P. 100–112. doi: 10.1002/pat.1404
  14. Bobrovsky A., Shibaev V., Abramchuk S., Elyashevitch G., Samokhvalov P., Oleinikov V., Mochalov K. Quantum dot–polymer composites based on nanoporous polypropylene films with different draw ratios // European Polymer Journal. 2016. V. 82. P. 93–101.doi: 10.1016/j.eurpolymj.2016.06.017
  15. Pozhidaev E., Bobrovsky A., Shibaev V., Elyashevich G, Minchenko M. Ferroelectric liquid crystal composites based on the porous stretched polyethylene films // Liquid Crystals. 2010. V. 37. N 5. P. 517–525. doi: 10.1080/02678291003681386
  16. Ельяшевич Г.К., Козлов А.Г., Розова Е.Ю. Оценка размеров сквозных каналов в микропористых пленках из полиэтилена // ВМС. Серия А. 1998. Т. 40. № 6. С. 956–963.
  17. Ельяшевич Г.К., Розова Е.Ю., Карпов Е.А. Микропористая полиэтиленовая пленка и способ ее получения // Патент РФ №2140936. 1997.
  18. Курындин И.С., Розова Е.Ю., BukošekV., Ельяшевич Г.К. Влияние ориентационных воздействий на структуру и физико-механические свойства пористых пленок полиэтилена // ВМС. Серия А. 2010. Т. 52. № 12.
    С. 2123–2130.
  19. Stauffer D., Aharony A. Introduction to Percolation Theory. London: Taylor and Francis, 1994. 180 p.
  20. Bukošek V., Elyashevich G.K., Novikov D.V., Kuryndin I.S., Jelen A. Ordering effects and percolation in the structure formation process of the oriented polyolefin porous films // Acta Chimica Slovenica. 2017. V. 64. N 4. P. 980–987. doi: 10.17344/acsi.2017.3696


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2018 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика