剪切拉伸應力場中擠出聚烯烴多組分體系管材結晶行為及其他結構性能變化的研究.pdf

1、塑料管材的增強研究，包括添加增強劑如玻璃纖維等外增強方法，和利用取向結晶等內增強方法。以往這些研究都有不少局限性，往往不能在同時改善管材周向強度與軸向強度，本課題利用剪切拉伸雙向復合應力場擠管裝置，通過簡單易行的控制方法和工業(yè)生產相近的效率對軸向和周向性能同時獲得了增強聚烯烴管材進行了較系統(tǒng)的研究。重點在于對在剪切拉伸雙向復合應力場擠管過程中高分子量聚丙烯誘導較低分子量聚丙烯管材性能進行了研究，并取得了良好的增強效果，這在國內外文獻中尚

2、未見到。本論文對在該復合應力場中經不同工藝條件生產而得的聚烯烴管材試樣的力學性能、晶態(tài)結構與結晶形態(tài)、晶體的取向結晶及取向結晶理論、剪切誘導結晶理論、管材的增強機理及其分子微觀結構等問題進行了研究。 結果表明： 1．當通過剪切拉伸雙向復合應力場以后，在與工業(yè)化的生產效率一致的條件下，管材的強度獲得了軸向和周向上的雙向增強。其中，(1)、旋轉剪切段溫度為190℃時，純料PP F401管材軸向強度最大為38.25MPa，提高

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

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

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

6、管材有明顯的改善。 3．增強管材內部的微觀分子結構已經主要由大量排列有序、取向度較好的微纖結構組成，且晶體之間有很多連結分子相連，因而使得自增強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合應力場對體系的β晶生長有很大幫助，從而提高了管材的力學性能。 5．增強管材中已經發(fā)生了明顯的剪切誘導結晶效應，并且加入少量高分子量的PP B8101到相對低分子量的P