振动力场下复合材料力学性能的研究

在不同的振动频率和振幅下，对CaCO3填充HDPE的挤出片材进行力学性能研究，研究发现振动力场能够有效地改善片材的拉伸强度和拉伸断裂伸长率，并具有一定的规律性。     

复合拉伸力场挤出HDPE片材的力学性能

利用收敛-发散口模挤出制备了高密度聚乙烯(HDPE)片材,研究了挤出温度对片材力学性能的影响.结果表明:在复合拉伸力场作用下,熔态挤出(140℃)片材的纵、横向屈服拉伸强度分别为28.3,27.0MPa,固态挤出(112℃)片材的纵、横向屈服拉伸强度分别为181.4,51.3 MPa,纵、横向屈服拉伸强度分别增加了540%和90%.与固态挤出相比,熔态挤出片材纵、横向断裂伸长率分别增加了760%和124%.扫描电子显微镜显示,熔态挤出HDPE片材由球晶结构构成;固态挤出片材由大量垂直于挤出方向规整排列的片晶组成,并有少量的串晶生成,片晶厚度增加,这种结构有利于改善制品的双向力学性能.     

振动塑化挤出对聚烯烃片材性能的影响

利用塑料电磁塑化挤出机挤出聚烯烃片材，系统研究了挤出机螺杆轴向振动对聚乙烯挤出制品结构与性能的影响。采用DSC对挤出试样的结晶结构及形态进行分析。结果表明，振动塑化挤出使聚合物挤出试样结晶度提高，结晶完善，晶片之间的连接分子数量增加，因而制品的力学性能有所提高，特别在横向上表现明显。在适当的振动条件下，高密度聚乙烯（HDPE）试样的横向拉伸强度和冲击强度分别从22．68MPa和12．7kJ／m^2提高到了25．55MPa和23．5kJ／m^2；而聚丙烯（PP）试样横向拉伸强度和冲击强度则分别提高了20％和64％。     

动态塑化挤出对PVAL/淀粉可降解塑料拉伸性能的影响

分析了不同的挤出工艺和振动强度对动态塑化挤出聚乙烯醇(PVAL)/淀粉可降解塑料片材拉伸性能的影响,并借助扫描电子显微镜对片材断面的微观形貌进行了表征。结果表明,振动力场作用有助于淀粉的熔融塑化、改善了淀粉与PVAL两相分离的结构;PVAL/淀粉片材的性能最佳时的挤出温度由稳态时的160℃降至150℃,PVAL/淀粉片材的拉伸强度和断裂伸长率分别由8.28MPa和297.3%提高至10.2MPa和382.6%。     

挤出成型微晶聚烯烃片材和管材

通过熔体形变法在特殊的工艺条件下挤出ＨＤＰＥ和ＰＰ片材和管材，产品由常规挤出的白色不透明状态变为无色透明状。其纵向，横向拉伸强度同步提高，ＨＤＰＥ的纵向拉伸强度提高１０倍，ＰＰ则提高了６倍以上；ＨＤＰＥ的横向拉伸强度可提高５０％，ＰＰ约提高９３％。     

PP/针形纳米CaCO3复合材料的力学性能

用硬脂酸皂化改性针形纳米CaCO3表面后,将其与聚丙烯(PP)共混、挤出和注塑,制成PP／CaCO3纳米复合材料。与纯PP相比,填充针形纳米CaCO3的体积分数为4.21％时,PP体系的冲击强度和断裂伸长率分别提高了49％,339％,拉伸强度下降2．7％。改性后的纳米CaCO3与PP之间的界面作用与改性前相比有所减弱,冲击断面扫描电子显微镜照片显示,针形纳米CaCO3均匀地分散在PP基体中。偏光显微照片显示,针形纳米CaCO3对PP有明显的异相成核作用。     

HDPE/LLDPE/POE薄膜性能的研究

采用线型低密度聚乙烯（LLDPE）和热塑性弹性体乙烯-辛烯共聚物（POE）对高密度聚乙烯（HDPE）薄膜进行改性,研究了LLDPE和POE对共混体系薄膜力学性能、加工性能的影响,探讨了LLDPE增强HDPE的机理。结果表明,加入一定量LLDPE,使HDPE／LLDPE薄膜的拉伸强度较纯HDPE薄膜有所增加,而单位冲击破损质量则有所下降。当w（LLDPE）为15％时,HDPE／LLDPE薄膜的拉伸强度提高21．6％,薄膜的单位冲击破损质量降低23．0％。在HDPE／LLDPE/POE三元体系中,当w（POE）,w（LLDPE）分别为10％,15％时,薄膜的拉伸强度、单位冲击破损质量、断裂伸长率比纯HDPE薄膜分别提高2．3％,113％。36．0％,综合性能良好。     

HDPE/木质素复合材料的制备及性能

采用甲酸法制备了木质素,将木质素和羟甲基化木质素分别与高密度聚乙烯(HDPE)熔融共混制备了 HDPE／木质素复合材料,研究了其力学性能和相态结构。结果表明:随术质素或羟甲基化木质素加入量的增加,复合材料的断裂伸长率逐渐提高;弯曲模量和弯曲强度随羟甲基化木质素含量的增加分别提高了17.3％和12．2％;与木质素共混时,弯曲强度在木质素质量分数为2．5％处达到最高值(16．1 MPa),随后叉呈下降趋势;HDPE／木质素和 HDPE／羟甲基化木质素的断裂拉伸强度分别提高了8．0％和16．2％;但材料的抗冲击性能有所降低;总体上,木质素的羟甲基化使复合材料的性能优于木质素复合材料。     

生物可降解聚乳酸/Ecoflex共混薄膜拉伸性能研究

对3种不同的聚乳酸/Ecoflex共混薄膜横向、纵向拉伸强度和断裂伸长率进行了对比分析,并研究了薄膜拉伸性能的影响因素。实验结果表明:聚乳酸(PLA)与Ecoflex的相容性越好,薄膜拉伸性能越好;薄膜纵向拉伸强度和断裂伸长率大于横向拉伸强度和断裂伸长率;加载速率对薄膜拉伸强度和断裂伸长率没有显著影响。     

挤出共混中的高剪切应力对HDPE／无机粒子共混材料力学性能的影响

采用在材料熔融挤出共混过程中提高双螺杆挤出机螺杆挤出机螺杆螺杆转速的方法，研究了较高螺杆转速条件下双螺杆挤出机的高剪切应力对HDPE、HDPE／滑石粉和HDPE／滑石粉／CaCO3材料的熔体流动速率、界面结合状况及其力学性能的影响。实验结果表明：双螺杆挤出机的高剪切应力可促进超细填料颗粒聚集体的分散、引起HDPE分子链的断裂反应、引发产生大分子自由基，引起共混材料界面结合力的加强和拉伸强度、弯曲强度及弯曲摸量的明显增加。一定量的极性烯类单体的加入，可引起HDPE大分子自由基的接枝（嵌段）反应和原位增粘作用，引起HDPE／滑石粉共混料拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量的显著增大。较低的挤出共混温度条件有利于所形成的HDPE大分子自由基与极性烯单体的接枝（嵌段）反应和原位增粘作用，可明显提高HDPE／滑石粉／CaCO3共混材料的各项力学性能。     

三螺杆动态混炼挤出机制备TPV的力学性能研究

在振动力场作用下的三螺杆动态混炼挤出机上,采用硫磺硫化体系对不同配比EPDM／PP共混物进行动态硫化实验。通过调节螺杆振动参数(频率和振幅)改变加工过程中振动力场的振动强度,探讨了振动力场对 EPDM／PP共混物力学性能的影响规律。结果表明:振动力场的引入可以使热塑性硫化体系(TPV)拉伸强度最大提高23％,100％定伸应力最大提高20％,断裂伸长率最大提高28．7％;而振动力场的施加使得TPV材料的永久变形增大,说明其弹性下降,另外对硬度影响不大。     

头发角蛋白塑料的制备和力学性能研究

将头发氧化后得到的角蛋白粉末用模压的方法制备了角蛋白塑料，考察了模压压强、模压温度、头发的氧化时间以及增塑剂水和甘油的含量等对角蛋白塑料力学性能的影响，并对其角蛋白塑料进行了热重分析和红外表征。实验结果表明随着模压压强的增大，塑料的最大拉伸强度升高，断裂伸长率降低。而模压温度对塑料的力学性能影响不大。随着氧化时间的延长，最大拉伸强度升高，断裂伸长率降低。水和甘油都是头发角蛋白塑料良好的增塑剂，水含量为26．8％或甘油含量为20％时的增塑作用最好，此时最大拉伸强度分别可达15．15MPa和25．33MPa，断裂伸长率分别为17．81％和9．65％。     

PVC膜专用料力学性能影响因素的探究

采用转矩流变仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和傅立叶变换红外光谱仪研究了聚氯乙烯(PVC)在不同加工温度和转速下的流变性能、塑化行为和结晶性能,探究了塑化效果、微纳层叠器数量对PVC力学性能的影响和PVC专用料吹塑成膜后的力学性能。结果表明,随着加工温度升高、转速增加,塑化时间缩短、凝胶化度增加,塑化行为进行越充分,而平衡扭矩随着加工温度升高而减小,随转速提高而增大;PVC结晶度随加工温度提高而增大,随转速增加而下降。在加工温度为185℃下,随着转速的提高,试样的断裂伸长率不断增大,而纵向、横向拉伸强度先增大后减小,且在转速为40 r/min时均达到最大值,分别为24.8 MPa和23.3 MPa,;在转速为40 r/min下,随着加工温度的提高,试样的断裂伸长率不断增大,而纵向、横向拉伸强度均先增大后减小,且在加工温度为185℃时均达到最大值,分别为24.6 MPa和22.6 MPa。PVC片材的密度和纵向拉伸强度与微纳层叠器数量成正比;与未加微纳层叠器相比,经过6节微纳层叠器后吹塑成膜的轴向拉伸强度提高13.5%,轴向断裂伸长率提高12.4%,轴向直角撕裂强度相应提高34.7%。     

油酸酰胺改性载银磷酸锆/聚乙烯抗菌薄膜的研究

以油酸酰胺为改性剂,载银磷酸锆为抗菌剂,线型低密度聚乙烯为载体树脂,制备了抗菌母粒和抗菌聚乙烯薄膜。用吸水性测定法、红外光谱法分析载银磷酸锆的改性效果,用扫描电镜观察载银磷酸锆在聚乙烯基材中的分散情况,检测了薄膜的力学性能、透光率、透气量、抗菌率。结果表明:经油酸酰胺改性的载银磷酸锆疏水性好,在基体中分散均匀;当抗菌母粒含量为5%时,聚乙烯薄膜的纵向拉伸强度和横向直角撕裂强度略有下降,断裂伸长率、横向拉伸强度、纵向直角撕裂强度均有不同程度的提高,透光率下降3.4%,透气量提高30.18%,抗菌率达99%以上。     

PVC防水卷材的配方研究

研究了利用废旧软聚氯乙烯回收料(旧料)生产PVC塑料防水卷材的配方及其对卷材拉伸性能的影响。结果表明,PVC塑料卷材的拉伸强度和断裂伸长率随PVC树脂添加比例增加而提高,而相同添加量的SG-3型PVC树脂比SG-5型PVC树脂的拉伸性能高；在试验范围内,增塑剂用量增加,卷材的拉伸强度降低,伸长率先升后降；添加CPE能提高PVC卷材伸长率,但拉伸强度有所下降。当CaCO_3用量低于20份时,卷材的拉伸强度和伸长率随CaCO_3添加量增加而提高。PVC防水卷材的优选配方(质量份)：旧料85份,PVC树脂(SG-3型)15份,DOP 5份,CPE 3份,稳定剂(TLS)0．6份,其它助剂适量。     

振动力场下动态硫化EPDM/PP共混物的研究

在振动力场中采用硫磺硫化体系对三元乙丙橡胶(EPDM)／聚丙烯(PP)共混物进行动态硫化实验，研究了振幅和振动频率对共混物凝胶量和力学性能的影响。结果表明：随着振频、振幅的增加，共混物的凝胶量、拉伸强度、剪切强度和断裂伸长率都有一定程度的提高，100％定伸应力存在一个最佳值。     

以回收聚酯为主要原料的PET/PE合金片材的研制及应用

以自制接枝共聚相容剂,将回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（rPET）分别与全新线性低密度聚乙烯（PE?LLD）和回收聚乙烯（rPE?HD）共混改性,采用具备免干燥和侧面强制喂料系统的同向双螺杆挤出机熔融挤出rPET/PE合金片材（rPET与PE质量比为80∶20）,研究了不同厚度合金片材的性能。结果表明,使用rPET制备的合金片材产品外观品质保持较好; rPET/PE合金片材具有良好的力学性能,其中拉伸强度大于39 MPa,断裂伸长率随片材厚度增加而递减,厚度为2.5 mm的rPET/rPE合金片材拉伸强度为39.7 MPa,断裂伸长率为21 %,冲击强度为12 kJ/m²,适合应用于吸塑箱包、土工格室等;免干燥和侧面强制喂料系统,可以减少合金片材加工流程,节约能源,设备产量提了117 %。     

云母粉改性高密度聚乙烯的汽油阻隔性

以片状云母粉为阻隔改性剂,与高密度聚乙烯(PE–HD)熔融共混,以改善其对汽油的阻隔性,考察云母粉形貌、含量等因素对PE–HD/云母粉复合材料阻隔性、熔体流动性以及力学性能的影响。结果表明,云母粉可显著提高复合材料对汽油的阻隔性,但熔体流动速率(MFR)与断裂伸长率降幅明显,高径厚比的云母粉对复合材料的汽油阻隔性提升更为显著,但径厚比过大不利于阻隔性的进一步提升,并会导致材料MFR和断裂伸长率进一步下降;当云母粉含量开始增加时,复合材料的汽油阻隔性明显提升,拉伸强度与缺口冲击强度上升,而MFR和断裂伸长率下降,当裂纹发展方向垂直于云母片面积方向时,缺口冲击强度提高更为显著;随着云母粉含量继续增加,复合材料的汽油阻隔性趋于稳定,拉伸强度与缺口冲击强度却明显下降。当径厚比为180的云母粉质量分数为30%时,复合材料具有最佳的综合性能,其汽油浸泡后的拉伸强度保持率显著高于纯PE–HD。     

芳纶、碳纤维混杂工艺对环氧复合材料拉伸性能的影响

研究了铺层参数及纤维表面处理对芳纶纤维、碳纤维混杂增强环氧复合材料(简称混杂复合材料)纵向拉伸性能的影响。结果表明，该混杂复合材料的纵向拉伸强度均低于混合定律的预测值，表现出明显的混杂负效应。铺层顺序对材料纵向拉伸强度及断裂伸长率有显著影响，界面数越多，纵向拉伸强度和断裂伸长率越大；界面粘接性能的改善可提高混杂复合材料的拉伸强度和断裂伸长率，但对它的弹性模量没有显著影响。