發(fā)布時(shí)間：2020-06-17 17:44

【摘要】：等規(guī)聚丙烯(iPP)因?yàn)槠涞土闹圃斐杀竞投喙δ苄远蔀槭褂昧孔疃嗟纳逃镁酆衔锊牧现弧?duì)于高分子聚合物制品來說,多樣的加工工藝決定了制品的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)決定了制品的性能。成型過程中的流動(dòng)場(chǎng)和剪切場(chǎng)對(duì)等規(guī)聚丙烯分子鏈的排列方式產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響其形態(tài)結(jié)構(gòu),最終導(dǎo)致不同的制品性能。等規(guī)聚丙烯結(jié)晶性及結(jié)構(gòu)調(diào)控一直以來都是高分子學(xué)界研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本論文以等規(guī)聚丙烯(iPP),iPP/MWCNTs復(fù)合材料及iPP/β-NA復(fù)合材料為原料,以二次熔體注射填充成型(twice melt injection molding,TMIM)為加工方法制備相關(guān)實(shí)驗(yàn)樣品。通過結(jié)構(gòu)形貌和機(jī)械性能表征,研究了加工過程中流動(dòng)剪切場(chǎng),材料的微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶行為以及宏觀機(jī)械性能、流變性能及穩(wěn)態(tài),確定剪切場(chǎng)-晶體結(jié)構(gòu)-力學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系。本論文主要實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下:(1)使用二次熔體注射填充成型(TMIM)工藝制備具有不同皮-芯結(jié)構(gòu)的iPP樣品。通過調(diào)節(jié)兩次注塑的間隔時(shí)間可以控制皮-芯結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響制品性能。與常規(guī)注塑樣品(M1)對(duì)比,二次熔體注射填充成型樣品(M2)樣品蠕變應(yīng)變的彎曲量更小。在不同的溫度及應(yīng)力下,M2樣品的蠕變形變和所受影響均遠(yuǎn)低于M1樣品。與M1相比具有較厚皮層的M2-9樣品蠕變形變量下降約42%,在80℃下,其變形量下降了52%。此外,通過對(duì)M2樣品進(jìn)行退火處理能進(jìn)一步提高制品機(jī)械性能,Burger模型和Findley冪律模型可以很好地描述M1樣品和M2樣品的蠕變行為。Weibull分布方程可以很好地預(yù)測(cè)恢復(fù)行為。(2)研究iPP/MWCNTs復(fù)合材料TMIM樣品。對(duì)于iPP/MWCNTs復(fù)合材料體系,納米填料MWCNTs的加入得整個(gè)復(fù)合材料體系的剛性與硬度上升,其拉伸強(qiáng)度有著明顯的上升。通過偏光顯微鏡(POM)可以觀察M1-CNTs與M2-CNTs皮-芯結(jié)構(gòu)差別不大。由于MWCNTs與聚丙烯基體的界面結(jié)合抑制了聚丙烯基體中的纏繞的大分子鏈段解纏,使聚合物變得易于斷裂,這導(dǎo)致了斷裂伸長(zhǎng)率由M1樣品的616.42%下降到M1-CNTs樣品的54.49%。這不僅使得注塑過程中的較厚取向結(jié)構(gòu)難以生成,也導(dǎo)致了整個(gè)體系受TMIM工藝的影響較小。(3)對(duì)于iPP/β-NA復(fù)合材料體系,β成核劑的加入使復(fù)合材料體系內(nèi)產(chǎn)生大量β型晶體晶核,整體的結(jié)晶度有著明顯的提高。熔體在型腔內(nèi)受到的高剪切力使附著于晶核生成的β型晶體拉伸取向,剪切力阻礙了β型晶體的自然生長(zhǎng)。導(dǎo)致了M2-0.2樣品皮層和芯層的X_β均小于M1-0.2樣品X_β。大量的β型晶體晶核引入,β型晶體附著于晶核生長(zhǎng)。TMIM加工過程中強(qiáng)剪切力使附著于晶核生成的β型晶體拉伸取向阻礙了β型晶體的自然生長(zhǎng),β型晶體被阻礙生長(zhǎng)的同時(shí)α型晶體生長(zhǎng),導(dǎo)致整個(gè)復(fù)合材料體系結(jié)晶度X_c提高。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ325.14
【圖文】：

1.1.1 等規(guī)聚丙烯的結(jié)構(gòu)聚丙烯，是由丙烯單體雙鍵開鍵聚合而成的一種熱塑性樹脂。其化學(xué)合成式如圖1.1所示。聚丙烯作為世界上使用量的高分子聚合物之一，密度為0.91g/cm3，屬于最輕的塑料之一。聚丙烯吸水率很低，僅為 0.01%，其分子量為 8 萬-15 萬。成型性好，且制品表面光澤好[1-3]。圖 1.1 聚丙烯聚合化學(xué)式Figure 1.1 Polymerization chemical formula of polypropylene1.1.2 等規(guī)聚丙烯結(jié)晶形態(tài)等規(guī)聚丙烯（iPP）由于其低制造成本和多功能性而成為最重要的商業(yè)聚合物之一。等規(guī)聚丙烯是一種典型的多晶型塑料，至少有四種晶體晶型，分別為 α，β

圖 1.3 推-拉注射成型技術(shù)示意圖Figure 1.3 Aschematic diagram of push-pull injection molding.

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10 魏力t

本文編號(hào)：2717935