原位拉伸聚合物結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、近年來，通過聚合物形態(tài)控制技術(shù)實現(xiàn)聚合物自增強已成為研究熱點。原位拉伸增強技術(shù)就是在聚合物成型加工過程中內(nèi)部形成有序排列的串晶結(jié)構(gòu)或者纖維結(jié)構(gòu)作為增強相，從而提高其力學(xué)性能，達到增強的效果。本文在轉(zhuǎn)矩流變儀上安裝自行設(shè)計的收斂—發(fā)散型擠出口模，擠出制備原位拉伸自增強的聚合物片材。實驗中，研究了高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）、聚丙烯/液晶聚合物（PP/LCP）以及聚丙烯/液晶聚合物/馬來酸酐接枝聚丙烯（PP/LCP/PP-g-M

2、AH）復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性能，材料的性能得到增強。
　　聚合物在近熔點狀態(tài)擠出成型片材的力學(xué)性能和耐熱性能得到明顯提高，HDPE和PP片材的拉伸強度分別提高了47.49％和20.46％。在近熔點狀態(tài)擠出成型片材中生成了具有增強作用的片晶結(jié)構(gòu)，且在熔體流動方向上有序排列。此外，近熔點狀態(tài)擠出成型片材的熔融峰向高溫漂移，結(jié)晶度提高，微晶尺寸變小，晶粒得到細化。
　　擠出成型溫度和拉伸比是影響聚合物材料原位成纖自增強的兩個重要因素。隨

3、著擠出成型溫度的降低，PP片材內(nèi)的球晶結(jié)構(gòu)得到了明顯的細化，且球晶發(fā)生了塑性變形，力學(xué)性能得到提高。當(dāng)擠出成型溫度為160℃時，PP片材的拉伸強度最大為34.39MPa，維卡軟化點溫度為101.5℃。拉伸比較大時，聚合物片材的力學(xué)性能較好。與拉伸比λ=2時擠出成型的片材相比，λ=11時，HDPE和PP片材的拉伸強度分別增加了56.44％和46.65%，維卡軟化點溫度分別提高了19.8℃和15.4℃。且當(dāng)λ=2時，聚合物片材的晶體為球晶結(jié)

4、構(gòu)，當(dāng)λ=11時，PP片材的球晶結(jié)構(gòu)得到明顯的細化，HDPE片材的大分子鏈沿熔體流動方向取向度較高，形成片晶結(jié)構(gòu)。
　　對于PP/LCP復(fù)合材料，加入10份的液晶聚合物，PP/LCP復(fù)合材料的力學(xué)性能最好。與純PP相比，PP/LCP（100/10）復(fù)合材料的流動性能、拉伸強度和維卡軟化點溫度分別提高了25.72%、25.22%和21.1℃。LCP的添加，在PP基體中形成了具有增強作用的“纖維”。此外，材料的微晶尺寸較小，晶粒得到細