剪切拉伸應(yīng)力場(chǎng)中擠出聚烯烴多組分體系管材結(jié)晶行為及其他結(jié)構(gòu)性能變化的研究.pdf

1、塑料管材的增強(qiáng)研究，包括添加增強(qiáng)劑如玻璃纖維等外增強(qiáng)方法，和利用取向結(jié)晶等內(nèi)增強(qiáng)方法。以往這些研究都有不少局限性，往往不能在同時(shí)改善管材周向強(qiáng)度與軸向強(qiáng)度，本課題利用剪切拉伸雙向復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)擠管裝置，通過簡(jiǎn)單易行的控制方法和工業(yè)生產(chǎn)相近的效率對(duì)軸向和周向性能同時(shí)獲得了增強(qiáng)聚烯烴管材進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。重點(diǎn)在于對(duì)在剪切拉伸雙向復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)擠管過程中高分子量聚丙烯誘導(dǎo)較低分子量聚丙烯管材性能進(jìn)行了研究，并取得了良好的增強(qiáng)效果，這在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中尚

2、未見到。本論文對(duì)在該復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)中經(jīng)不同工藝條件生產(chǎn)而得的聚烯烴管材試樣的力學(xué)性能、晶態(tài)結(jié)構(gòu)與結(jié)晶形態(tài)、晶體的取向結(jié)晶及取向結(jié)晶理論、剪切誘導(dǎo)結(jié)晶理論、管材的增強(qiáng)機(jī)理及其分子微觀結(jié)構(gòu)等問題進(jìn)行了研究。 結(jié)果表明： 1．當(dāng)通過剪切拉伸雙向復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)以后，在與工業(yè)化的生產(chǎn)效率一致的條件下，管材的強(qiáng)度獲得了軸向和周向上的雙向增強(qiáng)。其中，(1)、旋轉(zhuǎn)剪切段溫度為190℃時(shí)，純料PP F401管材軸向強(qiáng)度最大為38.25MPa，提高

3、了21.1％，周向強(qiáng)度達(dá)到最大為36.07MPa，，提高了21.4％。(2)、純料PP B8101管材的其軸向強(qiáng)度最高達(dá)到27.73MPa，比常規(guī)管材的提高了近14.8％；周向強(qiáng)度最高達(dá)到25.54MPa，比常規(guī)管材的提高了17.7％。(3)、PP B8101與PP F401的剪切誘導(dǎo)結(jié)晶體系管材的軸向和周向性能也都獲得了明顯的增強(qiáng)，尤其以PP B8101(8％)：PP F401(92％)體系在190℃條件下所制得的管材增強(qiáng)效果全面具佳

4、。最高軸向強(qiáng)度值達(dá)到41.2MPa，提高了14.3％；最高周向強(qiáng)度值達(dá)到41.5MPa，提高了14.3％。 同時(shí)PP B8101(3％)：PP F401(97％)體系在190℃條件下所制得的管材增強(qiáng)效果也相當(dāng)優(yōu)良，最高軸向強(qiáng)度值達(dá)到39.67MPa，提高了10.7％；最高周向強(qiáng)度值達(dá)到42.99MPa，提高了20.6％。(4)、HDPE1158(5％)+PE2480(95％)誘導(dǎo)體系在軸向方向上自增強(qiáng)管材的強(qiáng)度最高達(dá)到了24.4

5、2MPa，比常規(guī)擠出管材在此方向上的強(qiáng)度21.48MPa提高了13.7％。在周向方強(qiáng)度上，自增強(qiáng)管材的最高值為25.38MPa，比常規(guī)擠出管材的20.81MPa提高了近21.9％。(5)、玻纖增強(qiáng)PP F401體系，周向強(qiáng)度提高22.0％，達(dá)到42.1MPa。軸向強(qiáng)度最大達(dá)到了38.68，增加了10.5％。 2．自增強(qiáng)管材在軸向和周向上的取向程度都比常規(guī)管材的高，且增強(qiáng)管材在晶片厚度及其均勻性、結(jié)晶度、耐熱性等性能指標(biāo)上都較常規(guī)

6、管材有明顯的改善。 3．增強(qiáng)管材內(nèi)部的微觀分子結(jié)構(gòu)已經(jīng)主要由大量排列有序、取向度較好的微纖結(jié)構(gòu)組成，且晶體之間有很多連結(jié)分子相連，因而使得自增強(qiáng)管材的軸向和周向性能都得到了改善。 4．純PP體系，PP B8101與PP F401共混體系中剪切拉伸復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)對(duì)體系的β晶生長(zhǎng)有很大幫助，從而提高了管材的力學(xué)性能。 5．增強(qiáng)管材中已經(jīng)發(fā)生了明顯的剪切誘導(dǎo)結(jié)晶效應(yīng)，并且加入少量高分子量的PP B8101到相對(duì)低分子量的P