拉伸对薄膜力学性能的影响

  拉伸倍数和拉伸温度对薄膜拉伸温度和断裂伸长率有明显的影响，与未拉伸的聚四氟乙烯基带相比，薄膜的强度成倍提高。微孔膜拉伸强度随拉伸的温度的提高而升高，而微孔膜的断裂伸长率随拉伸温度升高而减小。这是因为随拉伸温度升高，分子链活动力更高，晶片越易解缠，同时膜中的微纤取向度越高的缘故。拉伸倍数较小时，微纤的长度较小，取向度较低，而当拉伸倍数较大时，可获得尺寸分布更均匀的微孔。虽然微纤取向度增加了，但较大的微纤尺寸使得在随后的热定型处理中，微纤发生了解取向，因而强度变小。

  聚四氟乙烯薄膜的双向拉伸工艺，使薄膜具有了良好的空隙特性，不同方向的薄膜经拉伸后，薄膜微孔和结块的结构发生了变化，同时使膜的力学性能具有了各向异性的特性。薄膜的这种各向异性特性和薄膜的拉伸工艺密切相关。由于薄膜的两个方向的拉伸倍数不同。微纤维的取向主要沿着薄膜的横向和纵向，从而使薄膜在纵向和横向具有相对较好的力学性能；而在薄膜的斜向则较易变形，力学性能明显差于薄膜的纵向和横向。

  PTFE薄膜的横向拉伸属非均匀拉伸，沿薄膜横向的横向应力呈现出两侧高中间低的变化规律，应力是由两侧向中间逐渐传递的；从薄膜两侧到薄膜中心，横向位移持续逐渐降低。在横向方向上薄膜各部分由于受拉伸程度的不同，造成实际拉伸倍数由中间向两边逐渐增大，中间的实际拉伸最小的规律，最终导致薄膜横向方向上结构和性能的不均匀。双向拉伸成型的PTFE微孔膜在横向拉伸过程中，横向拉伸应力是由两边逐渐向中间传递的，由于拉伸应力传递和材料响应的滞后性，造成横向拉伸应力在横向方向上呈两边大中间小的分布，从而导致拉伸的不均匀性。在对PTFE膜施加相同应力的情况下，提高拉伸温度可增加薄膜的变形速率，厚度变薄；提高拉伸速率，有利于改善薄膜的均匀性。薄膜的这种各向异性将有可能影响覆膜材料的力学性能，通过薄膜和覆膜基材的合理配置，也可以利用薄膜的这种各向异性特性，使覆膜材料的力学性能得到优化。