本文關(guān)鍵詞：成型參數(shù)對(duì)模內(nèi)自增強(qiáng)共注成型單聚合物復(fù)合材料性能的影響研究

  更多相關(guān)文章： 注塑成型 單聚合物復(fù)合材料 聚丙烯 抗拉強(qiáng)度 微觀結(jié)構(gòu)

【摘要】：隨著高分子材料科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,聚合物材料在當(dāng)今的生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日益廣泛,各種新型聚合物及其復(fù)合材料不斷涌現(xiàn)。其中單聚合物復(fù)合材料在80年代被提出,單聚合物復(fù)合材料的基體與增強(qiáng)體為同一種或同一族聚合物,它解決了普通聚合物復(fù)合材料多相之間相容性差的問題,并且可直接循環(huán)利用。在國內(nèi)外學(xué)者的不斷努力下,單聚合物復(fù)合材料得到了快速發(fā)展,但與此同時(shí)研究中也面臨著多種難題,如聚合物纖維在成型過程中熔融失效和材料性能不易控制等問題。本文針對(duì)以上兩方面,提出一種“模內(nèi)自增強(qiáng)共注復(fù)合成型”的單聚合物復(fù)合材料制備方法,通過使用相應(yīng)的成型模具和成型工藝,成功實(shí)現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)單聚合物復(fù)合材料的制備和對(duì)其性能的控制。本文以聚丙烯(PP)為原材料制備單聚合物復(fù)合材料,通過抗拉強(qiáng)度對(duì)比發(fā)現(xiàn),三種具有不同增強(qiáng)體尺寸的單聚合物復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度均高于一次成型的普通聚合物材料,并且材料中增強(qiáng)體數(shù)目越多抗拉強(qiáng)度越高。與普通材料相比,成型后的單聚合物復(fù)合材料可能因收縮造成彎曲或表面存在收縮痕,拉伸斷裂過程與普通材料也不同,表現(xiàn)出多種斷裂狀態(tài),但拉伸過程曲線表現(xiàn)出與普通材料相同的變形過程。通過研究熔體溫度、模具溫度和注射速度對(duì)單聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能的影響發(fā)現(xiàn),在其他成型工藝參數(shù)不變的條件下,注射速度或熔體溫度越高,單聚合物復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度越低；模具溫度的影響沒有表現(xiàn)出規(guī)律性,但抗拉強(qiáng)度較高的單聚合物復(fù)合材料通常出現(xiàn)在較低的模具溫度條件下。方差分析結(jié)果顯示三種工藝參數(shù)的影響程度不同,熔體溫度的影響最為明顯,其次為模具溫度,注射速度影響程度最小。聚合物材料的力學(xué)性能與其分子結(jié)構(gòu)和結(jié)晶狀態(tài)等微觀結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡的分析結(jié)果顯示,抗拉強(qiáng)度最高的單聚合物復(fù)合材料,因成型溫度低,在基體和增強(qiáng)體的界面處未能形成良好的結(jié)合狀態(tài),甚至出現(xiàn)了增強(qiáng)體與基體剝離的現(xiàn)象；而抗拉強(qiáng)度低的試件因成型溫度高,兩部分融合狀態(tài)良好。偏光結(jié)果顯示成型工藝參數(shù)對(duì)增強(qiáng)體的表皮層厚度有著明顯的影響,注射速度和熔體溫度的提高均會(huì)使增強(qiáng)體表層厚度減小,球晶區(qū)域面積增大；模具溫度的影響沒有明顯規(guī)律性。X射線衍射結(jié)果顯示單聚合物復(fù)合材料與普通材料的最強(qiáng)衍射峰分別在α晶晶面和β晶晶面；抗拉強(qiáng)度越高的單聚合物復(fù)合材料其α晶的結(jié)晶程度也越高,晶體的擇優(yōu)取向也越強(qiáng)烈；對(duì)三種增強(qiáng)體尺寸的單聚合物復(fù)合材料進(jìn)行x射線衍射分析,結(jié)果表明三種單聚合物復(fù)合材料的最強(qiáng)峰均在a晶晶面,并且隨著增強(qiáng)體數(shù)目的增多,材料的結(jié)晶度也越高。
【關(guān)鍵詞】：注塑成型 單聚合物復(fù)合材料 聚丙烯 抗拉強(qiáng)度 微觀結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景和意義9-10
• 1.1.1 課題研究背景9-10
• 1.1.2 課題研究意義10
• 1.2 單聚合物復(fù)合材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 聚合物注射自增強(qiáng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容15-17
• 2 單聚合物復(fù)合材料模內(nèi)自增強(qiáng)共注成型方法17-26
• 2.1 成型方法17-18
• 2.2 成型設(shè)備18-24
• 2.3.1 成型模具18-22
• 2.3.2 注塑機(jī)及配套設(shè)備22-24
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)材料24
• 2.3 成型工藝24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 單聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能分析26-48
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方案26-32
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備26-28
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容28-32
• 3.2 單聚合物復(fù)合材料與普通材料對(duì)比32-38
• 3.2.1 外貌輪廓對(duì)比32-33
• 3.2.2 拉伸性能對(duì)比33-38
• 3.3 單聚合物復(fù)合材料拉伸性能結(jié)果與分析38-42
• 3.3.1 熔體溫度對(duì)單聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能的影響38-39
• 3.3.2 模具溫度對(duì)單聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能的影響39-41
• 3.3.3 注射速度對(duì)單聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能的影響41-42
• 3.4 不同增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)單聚合物復(fù)合材料性能的影響42-46
• 3.4.1 不同結(jié)構(gòu)單聚合物復(fù)合材料對(duì)比42-44
• 3.4.2 熔體溫度對(duì)不同結(jié)構(gòu)單聚合物復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度的影響44-45
• 3.4.3 注射速度對(duì)不同結(jié)構(gòu)單聚合物復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度的影響45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 4 單聚合物復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)分析48-71
• 4.1 分析方法與實(shí)驗(yàn)設(shè)備48-53
• 4.1.1 分析方法48-51
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備51-53
• 4.2 單聚合物復(fù)合材料偏光分析53-63
• 4.2.1 單聚合物復(fù)合材料偏光對(duì)比53-56
• 4.2.2 增強(qiáng)體不同部位結(jié)晶區(qū)域面積差異56-57
• 4.2.3 工藝參數(shù)對(duì)增強(qiáng)體結(jié)晶區(qū)域面積的影響57-63
• 4.3 單聚合物復(fù)合材料掃描電鏡分析63-65
• 4.4 單聚合物復(fù)合材料X射線衍射分析65-70
• 4.4.1 不同工藝條件下單聚合物復(fù)合材料X射線衍射分析65-68
• 4.4.2 不同結(jié)構(gòu)的單聚合物復(fù)合材料X射線衍射分析68-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況76-77
• 致謝77-78

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