单轴拉伸乙烯⁃四氟乙烯共聚物薄膜的制备及性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.11.001

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (11): 1-6.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.11.001

• 材料与性能 •

单轴拉伸乙烯⁃四氟乙烯共聚物薄膜的制备及性能研究

安立红(), 屠毅, 张桂珍()

华南理工大学机械与汽车工程学院，广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室，聚合物新型成型装备国家工程研究中心，广州 510641

收稿日期:2024-11-19 出版日期:2025-11-26 发布日期:2025-11-21
通讯作者: 张桂珍（1984—），女，教授，博士生导师，主要研究方向为高端薄膜制造过程自增强及其功能化，guizhenzhang@scut.edu.cn
E-mail:anlihong0412@163.com;guizhenzhang@scut.edu.cn
作者简介:安立红（1997—），女，在读硕士研究生，主要研究方向为拉伸工艺制备薄膜，anlihong0412@163.com
基金资助:
北京工商大学高分子材料无卤阻燃剂工程实验室

Preparation and properties of uniaxially stretched poly（ethylene⁃co⁃tetrafluoroethylene） films

AN Lihong(), TU Yi, ZHANG Guizhen()

Guangdong Provincial Key Laboratory of Technique and Equipment for Macromolecular Advanced Manufacturing，National Engineering Research Center of Novel Equipment for Polymer Processing，School of Mechanical and Automotive Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China

Received:2024-11-19 Online:2025-11-26 Published:2025-11-21
Contact: ZHANG Guizhen E-mail:anlihong0412@163.com;guizhenzhang@scut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

利用薄膜拉伸仪制备了单轴拉伸乙烯⁃四氟乙烯共聚物（ETFE）薄膜，并研究了拉伸温度、拉伸比和热定型温度等工艺参数对薄膜结晶性能、力学性能和透光性的影响。结果表明，拉伸过程中有应力诱导晶体生成，拉伸比增大使ETFE薄膜结晶度增加，拉伸温度对薄膜的结晶度影响较小，当拉伸比为3、拉伸温度为120 ℃时，ETFE薄膜的结晶度为35.6 %，拉伸强度由45.5 MPa增加至106.4 MPa，纵向撕裂强度增大到未拉伸的1.9倍，透光率达到90.1 %；热定型温度220 ℃、热定型时间5 min使得ETFE薄膜的结晶度提高了3.8 %，拉伸强度提高了9.3 MPa，是最佳热定型条件，继续延长热定型时间对单轴拉伸ETFE薄膜影响不大。

关键词: 乙烯?四氟乙烯共聚物, 单轴拉伸, 透光性

Abstract:

Uniaxially stretched poly（ethylene⁃co⁃tetrafluoroethylene）（ETFE） films were prepared to investigate the impact of processing parameters on their properties. The crystallinity， mechanical performance， and optical transparency of the films were characterized as functions of stretching temperature， stretching ratio， and heat⁃setting temperature. The results indicated that the stretching process promoted stress⁃induced crystallization， with the stretching ratio being the primary factor governing the increase in crystallinity， while the stretching temperature had a comparatively minor influence. The optimum stretching conditions， a ratio of 3 and a temperature of 120 ℃， produced a film with a crystallinity degree of 35.6 %， tensile strength of 106.4 MPa， longitudinal tear strength that was 1.9 times higher than the pristine film， and 90.1 % transmittance. Heat⁃setting at 220 ℃ for 5 minutes was determined to be optimal， resulting in additional increments in crystallinity degree （3.8 %） and tensile strength （9.3 MPa）. Further extension of the heat⁃setting duration proved ineffective in enhancing the film properties.

Key words: poly（ethylene?tetrafluoroethylene）, uniaxial stretching, translucency

中图分类号:

TQ325.1⁺2

安立红, 屠毅, 张桂珍. 单轴拉伸乙烯⁃四氟乙烯共聚物薄膜的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(11): 1-6.

AN Lihong, TU Yi, ZHANG Guizhen. Preparation and properties of uniaxially stretched poly（ethylene⁃co⁃tetrafluoroethylene） films[J]. China Plastics, 2025, 39(11): 1-6.

图/表 13

样品名称	拉伸温度/ ℃	拉伸倍数（MD×TD）	热定型温度/ ℃	热定型时间/ min
80℃⁃1.5×1	80	1.5×1	120	3
80℃⁃2×1		2×1
80℃⁃2.5×1		2.5×1
80℃⁃3×1		3×1
120℃⁃1.5×1	120	1.5×1	140	3
120℃⁃2×1		2×1
120℃⁃2.5×1		2.5×1
120℃⁃3×1		3×1
160℃⁃1.5×1	160	1.5×1	180	3
160℃⁃2×1		2×1
160℃⁃2.5×1		2.5×1
160℃⁃3×1		3×1
180℃⁃1 min	160	2×1	180	1
180℃⁃3 min				3
180℃⁃5 min				5
180℃⁃7 min				7
220℃⁃1 min	160	2×1	220	1
220℃⁃3 min				3
220℃⁃5 min				5
220℃⁃7 min				7

表 1 单轴拉伸工艺参数

Tab. 1 Uniaxial tensile process parameters

图1 不同拉伸温度和拉伸比的ETFE薄膜的DSC曲线

Fig.1 DSC curves of ETFE films with different stretching temperatures and stretching ratios

样品	ΔH_m/J·g^-1			T_m/℃			X_c/%
样品	80 ℃	120 ℃	160 ℃	80 ℃	120 ℃	160 ℃	80 ℃	120 ℃	160 ℃
1.5×1	30.9	30.6	31.4	257.3	258.6	257.4	32.2	31.9	32.7
2×1	32.4	31.6	31.8	258.7	257.7	258.5	33.8	32.9	33.1
2.5×1	32.6	33.1	32.1	258.3	257.6	258.1	34.0	34.5	33.4
3×1	33.4	34.1	33.2	259.2	258.6	257.5	34.8	35.6	34.6

表 2 不同拉伸温度和拉伸比的ETFE薄膜的熔点和结晶度

Tab. 2 Melting point and crystallinity of ETFE films with different stretching temperatures and stretching ratios

图2 不同热定型温度和热定型时间的ETFE薄膜的DSC曲线

Fig.2 DSC curves of ETFE films with different heat setting temperatures and times

样品	ΔH_m/J·g^-1		T_m/℃		X_c/%
样品	180 ℃	220 ℃	180 ℃	220 ℃	180 ℃	220 ℃
1 min	30.7	31.4	258.0	258.6	32.0	32.7
3 min	31.6	32.9	258.1	258.1	32.9	34.3
5 min	32.5	35.4	259.0	259.6	33.9	36.9
7 min	32.3	34.7	259.1	259.5	33.6	36.1

表3 不同热定型温度和热定型时间的ETFE薄膜的熔点和结晶度

Tab.3 Melting point and crystallinity of ETFE films at different heat setting temperatures and times

图3 不同拉伸温度和拉伸比制备的ETFE薄膜的拉伸性能

Fig.3 Tensile properties of ETFE films prepared at different stretching temperatures and stretching ratios

图4 不同热定型温度和热定型时间的ETFE薄膜的拉伸性能

Fig.4 Tensile properties of ETFE films with different heat setting temperatures and times

图5 不同拉伸温度和拉伸比的ETFE薄膜的撕裂强度

Fig.5 Tear strength of ETFE films with different stretching temperatures and stretching ratios

图6 不同热定型温度和热定型时间的ETFE薄膜的撕裂强度

Fig.6 Tear strength of ETFE films at different heat setting temperatures and times

图7 不同拉伸温度和拉伸比的ETFE薄膜的透光率变化曲线

Fig.7 Transmittance variation curves of ETFE films with different stretching temperatures and stretching ratios

样品	紫外光波段平均透光率/%			平均透光率/%
样品	80 ℃	120 ℃	160 ℃	80 ℃	120 ℃	160 ℃
1.5×1	0.17	0.22	0.25	85.3	87.2	88.4
2×1	0.31	0.45	0.67	87.3	88.3	89.1
2.5×1	0.40	0.72	0.99	87.6	90.0	90.2
3×1	0.88	0.84	1.23	87.3	90.1	90.0

表4 不同拉伸温度和拉伸比的ETFE薄膜的平均透光率

Tab.4 Average transmittance of ETFE films with different stretching temperatures and stretching ratios

图8 不同热定型温度和热定型时间的透光率变化曲线

Fig.8 Transmittance variation curves at different heat setting temperatures and times

样品	紫外光波段平均透光率/%		平均透光率/%
样品	180 ℃	220 ℃	180 ℃	220 ℃
1 min	0.75	0.51	89.3	86.9
3 min	0.76	0.70	88.9	86.6
5 min	0.62	1.62	89.4	89.3
7 min	0.67	2.26	89.5	89.3

表5 不同热定型温度和热定型时间的平均透光率

Tab.5 Average transmittance at different heat setting temperatures and times

参考文献 20

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单轴拉伸乙烯⁃四氟乙烯共聚物薄膜的制备及性能研究

Preparation and properties of uniaxially stretched poly（ethylene⁃co⁃tetrafluoroethylene） films

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