【摘要】：本學(xué)位論文采用數(shù)值模擬的方法,研究雙螺桿擠出機(jī)組合螺桿元件中熔體的混煉指數(shù)。通過(guò)可視化系統(tǒng)觀察水和熔體在機(jī)筒內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)以分析水滴形變的過(guò)程。采用水輔混煉擠出方法制備聚丙烯(PP)/膨脹石墨(EG)復(fù)合材料,并對(duì)其導(dǎo)熱性能、微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶行為、流變性能和電性能等進(jìn)行測(cè)試與表征,從而研究復(fù)合材料的“流變性能 微觀結(jié)構(gòu) 性能”之間的關(guān)系,并分析水輔混煉擠出促進(jìn)EG剝離和分散從而改善PP/EG復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的機(jī)理。數(shù)值模擬的結(jié)果表明,水輔混煉擠出過(guò)程中注入的水提高了組合螺桿元件中熔體的混煉指數(shù)。可視化觀察表明,在螺桿的混煉作用下,注入的水被拉伸變形而細(xì)化成水滴最終溶入到PP熔體中。相較于普通混煉擠出制備的PP/EG復(fù)合材料,水輔混煉擠出制備的PP/EG復(fù)合材料呈現(xiàn)較高的熱降解溫度、彈性模量、復(fù)數(shù)黏度、儲(chǔ)能模量、楊氏模量和介電常數(shù),復(fù)合材料中PP的結(jié)晶度較高。這可能是由于混煉擠出過(guò)程中注入的水增強(qiáng)了PP分子鏈和EG片層之間的相互作用,改善了EG在PP基體中的剝離和分散。EG較好的剝離和分散、PP分子鏈與EG片層之間較強(qiáng)的相互作用以及較高的結(jié)晶度改善PP/EG復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。當(dāng)EG含量為15 wt%時(shí),水輔混煉擠出制備的PP/EG復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為1.42 W/mK,相比普通混煉擠出制備的PP/EG復(fù)合材料的熱導(dǎo)率(0.91 W/mk)和PP樣品的熱導(dǎo)率(0.21 W/mK)分別提高了56%和576%。
【圖文】：

的方法等的研究現(xiàn)狀分別進(jìn)行概述。物/膨脹石墨復(fù)合材料研究進(jìn)展概述將天然石墨鱗片經(jīng) H2SO4和 HNO3等化學(xué)試劑處理后快速加熱到微波輻射膨脹得到的一種低密度、耐高溫的物質(zhì)[11,12]，EG 的制電鏡（SEM）照片如圖 1-1 所示。EG 遇高溫可瞬間體積膨脹數(shù)百，從而結(jié)構(gòu)松散，多孔而彎曲，表面積擴(kuò)大、表面能提高、蠕蟲(chóng)，這樣增加了它的柔軟性、回彈性和可塑性。由于其疏松多孔的結(jié)，Dedov[13]研究了 EG 對(duì)液態(tài)烴的吸附能力。通過(guò)對(duì) EG 進(jìn)行超得到石墨納米片（GNP），，因此 EG 通常被作為制備聚合物/GNPG 具有高熱導(dǎo)、低密度和低價(jià)格等特點(diǎn)，近年來(lái)，EG 廣泛應(yīng)用于制料等。

磨機(jī)的剪切剝離（a）和擠壓破壞（b）作用tion of (a) the shear force-induced exfoliation anforce-induced fracture effects of ball milling[34]料的需求增大，EG 因其高熱導(dǎo)、低價(jià)格等特聚合物中制備出高熱導(dǎo)率的聚合物/EG 復(fù)合材P/EG 和 PP/碳納米管（CNT）復(fù)合材料并對(duì)所果表明，盡管 EG 的熱導(dǎo)率（300 W/mK）[41但是在 EG 和 CNT 含量相同的情況下，PP/材料的高。這說(shuō)明 EG 因其具有較高的比表面Kim 等人[16]的研究也表明 EG 相對(duì)于 CNT、石導(dǎo)熱性能。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ325.14;TB332

【參考文獻(xiàn)】

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1 張安震;孫靖堯;龐軍艦;閆寶瑞;信春玲;何亞?wèn)|;;三螺桿擠出機(jī)嚙合塊混合特性的數(shù)值模擬[J];塑料;2014年04期

2 徐陽(yáng);陳漫;陳曉浪;秦軍;于杰;;表面改性對(duì)可膨脹石墨填充PP/TPU復(fù)合材料的結(jié)晶行為、燃燒與力學(xué)性能的影響[J];功能材料;2014年02期

本文編號(hào)：2681099