聚乙烯管材耐慢速裂纹增长性能研究进展

简要介绍了聚乙烯管材发生慢速裂纹增长(SCG)的机理,并详细介绍了影响聚乙烯管材耐SCG性能的影响因素,包括系带分子(TMs)、界面相和无定形相的活动性,以及聚乙烯管材专用料的研发和熔融加工过程中的结构与形态控制研究。     

低含量短玻纤双向增强HDPE/PP管的研制

为提高塑料管材的强度．特别是其周向拉伸强度，没计制造了双向复合应力场挤管模具，用该模具生产出了低含量(3％)短玻纤增强的HDPE／PP管村．并对这些管材的轴向和周向拉伸强度进行了，测试分析、结果表明．该管材的轴向和周向拉伸强度均得到了增强。     

振动注射对PP/HDPE共混物性能及晶型的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/高密度聚乙烯(HDPE)共混物,研究了成型温度、振动频率、振动压力对共混物力学性能、结晶形态的影响。结果表明:高温下低频率振动,共混物的力学性能随振动压力的提高呈明显的上升趋势;WAXD测试结果表明:在一定振动条件下,共混物会有少量的次稳定晶型γ晶的生成。     

双向应力场对HDPE1158管材力学性能的影响

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置制备了高密度聚乙烯管材;研究了剪切拉伸双向复合应力场对管材力学性能的影响,并对管材的微观结构进行了观察分析.结果表明:剪切拉伸双向复合应力场能同时改善管材轴向和周向的力学性能,其轴向拉伸强度最大提高36.6%,轴向拉伸模量最大提高47.4%;周向拉伸强度最大提高54.6%,周向拉伸模量最大提高140.7%;且周向性能的增强效果更明显.扫描电子显微镜照片显示,自增强管材内部由高度取向的微纤结构及二次取向结晶且串品互锁结构组成.     

振动场控制玻璃纤维增强聚丙烯的性能

利用低频振动注射成型装置，研究了振动场对30％玻璃纤维增强聚丙烯（FRPP）注射试样的力学性能及形态结构的影响。增加振动频率，注射试样的力学性能增强效果不大；增加振幅，试样拉伸屈服应力提高10％。振动场诱导玻璃纤维沿振动场方向取向。采用振动注射工艺，FRPP中生成了β、γ晶型：高振频、低振幅注射有利于生成β晶型；低振频、高振幅振动注射有利于生成γ晶型。     

挤出成型温度对HDPE双向自增强片材形态结构及性能的影响

采用一种具有复合应力场的挤出口模，在不同的成型温度获得HDPE双向自增强片材，纵向扭伸强度最大提高了近6倍，横向拉伸强度最大提高了78．8％。通过DSC、WAXD、SEM等多种测试手段对试样进行表征，发现随着挤出成型温度的下降，片材的微晶尺寸不断降低，晶胞参数几乎未变化，而结晶度升高，熔点向高温区发生漂移，试样内部有大量的微纤结构存在。     

振动注射成型技术研究

对本课题组多年来进行的动态保压注射成型、剪切振动注射成型和压力振动注射成型进行了简要总结，研究表明，振动注射成型不仅能改善聚合物熔体的高黏度、难流动、压力传递难等工艺问题，同时能部分挖掘出聚合物材料的力学潜能，达到自增强。     

动态保压注塑成型下少量PE-HMW对PE-HD结晶形态的影响

采用自制动态保压注塑成型设备,研究了少量高相对分子质量聚乙烯（PE-HMW）对高密度聚乙烯(PE-HD)剪切诱导结晶的影响。在PE-HD中添加PE-HMW后再通过动态保压注射成型,可获双向自增强的制品,其中纵向与横向的拉伸强度由普通成型制品的28 MPa分别提高到76 MPa和32 MPa,纵向冲击强度从普通成型制品的2.0×105 kJ/m2提高到8.7×105 kJ/m2。用扫描电镜观察该制品发现,在PE-HD / PE-HMW的剪切层中有大量互锁的串晶生成,从而能够实现单向剪切应力场下制品的双向自增强;用差示扫描量热仪进一步表征得知,其串晶中央的脊纤维晶较长,而折叠链片晶也得到了增厚,故具有较高熔点。     

在复合力场中诱导体系挤出温度对管材的影响

研究了145～160℃挤出温度下在复合应力场中挤出添加高相对分子质量聚乙烯(HMWPE)质量分数为6%的高密度聚乙烯(HDPE)诱导体系管材的力学性能与微观结构.结果表明,存在一个最佳剪切应力场温度,使得诱导形成的串晶结构能够被很好地保存下来,这时晶片较厚,结晶度最大,管材在该温度下获得最佳力学性能.诱导体系的最佳剪切诱导结晶温度是150℃,若温度过高,由于解取向,力学性能提高幅度小.     

注射模脱出螺纹塑料制品脱模力矩的研究

建立了螺纹制品成型时的受力模型,指出由于收缩制件对型芯的正压力主要作用在型芯牙尖顶部及牙尖的一个侧面上,在型芯表面的其余部位压力基本为零,甚至在制品和型芯间存在有间隙。实验证实了上述假设的正确性。在此基础上推导出了新的脱模扭矩计算公式,公式表明,脱模扭矩的大小与塑料的弹性模量、泊松比、脱模时的收缩率、摩擦系数、塑件平均壁厚、螺纹牙尖角、螺牙高、扭径等因素有关。 用螺纹型芯可更换的试验模具,用多种塑料模制螺纹制品,实测其脱模扭矩证明了该公式的正确性