注塑成型二亚苄基山梨糖醇/茂金属等规聚丙烯的结晶结构及力学性能

利用普通注塑(CIM)和振动剪切注塑(OSIM)方法制备了二亚苄基山梨糖醇(DBS)不同质量含量的茂金属等规聚丙烯(m-iPP)试样,并研究了制品的结晶结构和性能。对试样的X射线衍射和差示扫描量热分析表明,DBS的加入使γ晶相对含量(fγ)减少,这是由于DBS生成网络结构增强了成型过程中α和γ晶的取向生成,进而抑制了试样中的γ晶含量。对试样的力学性能研究发现,添加0.5%DBS且经过OSIM成型的m-iPP试样具有最高的拉伸强度为45.2 MPa。     

动态保压成型下中等分子量聚乙烯串晶形成的影响

采用自制的动态保压注射成型(DPIM)装置,向中等分子量的HDPE中添加高、低分子量聚乙烯(HMWPE、LMWPE)双重诱导成型自增强串晶的组织与性能影响进行研究。实验表明,在双重诱导和采用DPIM装置下,试样产生了大量的串晶结构,在160℃动态保压注射试样的拉伸强度为111.6 MPa,是其HDPE纯料静态试样拉伸强度24.5 MPa的4.56倍,提高了355.5%;通过WAXD、DSC和SEM测试可知,在DPIM下,试样产生互锁紧密的串晶结构;高分子量聚乙烯的加入有利于串晶脊纤维晶体的生成,低分子量聚乙烯的加入有利于片晶生长增厚,从而使得串晶结构更完善。     

气体辅助注射成型高密度聚乙烯的结晶形态

通过扫描电镜(SEM)观察了气体辅助注射成型(GAIM)和常规注射成型(CIM)高密度聚乙烯(HDPE)的结晶形态,发现CIM试样为区分不明显的皮芯结构,而GAIM试样形成了包括球晶、串晶和取向片晶的多层结构.且GAIM试样球晶尺寸显著小于CIM制品.在结晶形态分析的基础上,初步探讨了气体辅助注射成型制品结晶形态的形成机理.     

头头结构对聚偏氟乙稀晶相转变的影响

本文报导利用DSC法及红外光谱法研究聚偏氟乙烯及偏氟乙烯—四氟乙烯共聚物热诱导的晶型转变。往偏氟乙烯聚合物链上引入少量四氟乙烯共聚单体单元,有利于无序的γ晶型向有序的γ晶型的转变。-CF_2CF_2一头头结构有利子γ晶型的生成及热诱导的无序的γ晶型向有序转化。本文还讨论了α→γ转变与γ(无序)→γ晶型(有序)过程之间的区别。     

动态保压注射成型中POE-g-MAH 对PA1010-PP 共混物的增容作用

以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)作为增容剂, 采用熔体共混的方法制备了PA1010-PP共混物, 通过扫描电镜(SEM)、 力学性能和差示扫描量热(DSC)测试, 研究了动态保压注射成型中POE-g-MAH对PA1010-PP共混物的增容作用。力学性能测试结果表明, 在注射成型过程中施加剪切应力, 明显提高了共混物的拉伸和冲击性能。SEM结果表明, 剪切诱导制品产生多层次结构, 而且分散相相区尺寸显著减小, 分散更趋均匀, 相界面更加模糊。DSC结果表明, 剪切应力作用下, 当POE-g-MAH的质量分数达到15%时, PP出现2个结晶峰, 即出现异相成核结晶和均相成核结晶, PP均相成核结晶的出现从另一个方面表明动态试样中分散相PP尺寸小于静态试样。剪切应力作用下增容作用的提高归因于剪切应力作用下独特相形态的形成。      

气体辅助注射成型聚丙烯的多层次结构

用扫描电镜(SEM)观察了气体辅助注射成型(GAIM)和常规注射成型(CIM)等规聚丙烯(iPP)在不同部位的结晶形态。发现CIM试样的"皮-芯"结构不明显,而GAIM试样在不同部位则形成了包括球晶、串晶和取向片晶,进而表现出明显的多层次结构。在结晶形态分析的基础上,初步探讨了GAIM制品多层次结构的形成机理。     

阴离子表面活性剂发泡MCPA6的制备与性能表征

利用阴离子表面活性剂对单体浇铸尼龙6(MCPA6)体系进行发泡,制备具有泡孔的MCPA6,使材料轻量化。利用扫描电镜(SEM)对材料的泡孔进行观察,利用差示扫描量热(DSC)和热失重分析(TGA)表征其性能。研究结果表明:十二烷基硫酸钠(SDS)发泡MCPA6形成网络状的孔隙,显著降低了MCPA6的成型收缩率;串联的微球促进了MCPA6分子链的运动,提高了其结晶速率;同时抑制了MCPA6的六方晶系γ晶型的形成,并降低了材料的结晶度。发泡对MCPA6晶型的抑制和结晶度的降低有利于其吸收冲击能。     

等规聚丙烯顺序共注射制件的结构与性能EI北大核心CSCD

采用顺序共注射成型和传统注射成型对等规聚丙烯进行成型,分别利用偏光显微镜、二维广角X射线衍射以及万能试验机测试制件的结晶形态和力学性能。结果表明,顺序共注射成型过程中表芯熔体之间的强烈剪切使得表芯材料界面处出现柱晶,并且随着延迟时间的延长,柱晶数目增多;顺序共注射成型过程中,表层熔体受到两次剪切以及芯层熔体流动时熔体内部强烈的剪切使得顺序共注射制件内部分子链取向度高,提高了制件的弹性模量和拉伸强度,实现了制件的自增强;顺序共注射制件在拉伸过程中裂纹容易在不同晶体层界面处产生并迅速扩展,从而导致制件断裂,故顺序共注射制件断裂伸长率较传统注射制件有所降低;制件成型过程中剪切形成的β晶能够提高制件的冲击韧性。     

等规聚丙烯顺序共注射制件的结构与性能

采用顺序共注射成型和传统注射成型对等规聚丙烯进行成型,分别利用偏光显微镜、二维广角X射线衍射以及万能试验机测试制件的结晶形态和力学性能。结果表明,顺序共注射成型过程中表芯熔体之间的强烈剪切使得表芯材料界面处出现柱晶,并且随着延迟时间的延长,柱晶数目增多;顺序共注射成型过程中,表层熔体受到两次剪切以及芯层熔体流动时熔体内部强烈的剪切使得顺序共注射制件内部分子链取向度高,提高了制件的弹性模量和拉伸强度,实现了制件的自增强;顺序共注射制件在拉伸过程中裂纹容易在不同晶体层界面处产生并迅速扩展,从而导致制件断裂,故顺序共注射制件断裂伸长率较传统注射制件有所降低;制件成型过程中剪切形成的β晶能够提高制件的冲击韧性。     

动态注射成型聚丙烯制品的热氧老化性能

利用电磁动态注射机注射成型聚丙烯试样制品,并用热老化试验箱人工加速其试样的老化降解。对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯试样制品热氧老化期间力学性能的变化规律,用红外光谱(FT-IR)分析了聚丙烯试样制品老化前后羰基含量的变化情况。研究结果表明,采用动态注射成型技术,不但可以提高聚丙烯制品的力学性能,而且还能有效提高制品的抗热氧老化性能。制品在热氧老化过程中,其力学性能保持率高于稳态注射成型的聚丙烯制品。采用振频为8 Hz、振幅为0.10 mm的动态注射成型的聚丙烯试样制品的抗热氧老化性能最好。     

动态注射成型聚丙烯制品的热氧老化性能EI

利用电磁动态注射机注射成型聚丙烯试样制品,并用热老化试验箱人工加速其试样的老化降解。对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯试样制品热氧老化期间力学性能的变化规律,用红外光谱(FT-IR)分析了聚丙烯试样制品老化前后羰基含量的变化情况。研究结果表明,采用动态注射成型技术,不但可以提高聚丙烯制品的力学性能,而且还能有效提高制品的抗热氧老化性能。制品在热氧老化过程中,其力学性能保持率高于稳态注射成型的聚丙烯制品。采用振频为8 Hz、振幅为0.10 mm的动态注射成型的聚丙烯试样制品的抗热氧老化性能最好。     

微型注塑PA6/石墨烯复合材料的结晶与力学性能

为制备综合性能优良的尼龙6(PA6)/石墨烯(Gr)复合材料微型齿轮等微型传动制件,采用固相剪切碾磨(S~3M)技术制备了尼龙6 (PA6)/石墨烯(Gr)复合材料并进行微型注塑,通过偏光显微镜(PLM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)、万能材料试验机等表征手段,研究了微型注塑条件对PA6/Gr微型样品的微观形貌、结晶行为和力学性能的影响.结果表明:纯PA6和PA6/Gr微型制品均呈典型的"皮-芯"结构,且后者随模具温度和注射速率的增加,皮层厚度减少,剪切层厚度增加;相对于纯PA6,PA6/Gr微型样品的剪切层厚度更小;采用固相剪切碾磨实现了Gr的片层剥离及其在PA6基体中的良好分散,增加注射速率有利于Gr的片层剥层;Gr的加入和微型注塑有利于PA6晶的形成,微型注塑条件下,降低模具温度和增加注射速率均对PA6晶的形成有促进作用;加入Gr、增加模具温度和提高注射速率均会明显提高PA6/Gr微型样品的屈服强度,但会导致相应断裂伸长率的降低.     

传统注射成型中流动诱导HDPE/UHMWPE共混物的取向结晶

通过熔融共混将少量超高分子量聚乙烯(UHMWPE)引入到高密度聚乙烯(HDPE)中,采用高温熔融和再次剪切对共混物进行处理后,使用传统注射成型方法进行成型。采用偏光显微镜、扫描电子显微镜和二维小角X射线散射对注射成型制品中晶体的形态结构进行了研究。发现传统注射成型(CIM)的流场可以诱导共混物形成明显的多层次晶体结构形态,在次表层存在大量的shish-kebab及互锁shish-kebab晶体结构,具有取向片晶结构的过渡层范围显著增大,而具有球晶结构的芯层范围明显缩小。表明在传统注射成型的流场下也能诱导形成丰富的取向片晶和shish-kebab结构,为注射成型制备自增强材料提供了一条新途径。     

增韧尼龙6的结晶,热行为和加工性能

对聚烯烃弹性体接枝物(E-g-MA)和尼龙6的共混物的结晶、热行为和加工性能等方面进行了研究。 对不同比例的Ny6/E、Ny6/E-g-MA二元共混物进行了熔融指数的测定,Ny6/E的MI的变化随弹性体含量增加而下降,而相同比例的Ny6/E-g-MA的MI值明显低于前者。 对纯Ny6和相同比例的Ny6/E、Ny6/E-g-MA共混物进行了等温结晶速度的测定。 共混物的DSC、WAXD测定结果表明:E-g-MA的加入不会影响Ny6的热行为、晶胞参数和γ晶型的形成,也不会产生新的晶型。增韧尼龙6比纯尼龙6更有利于加工成型。     

成型方法对氢氧化镁/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/线性低密度聚乙烯复合材料结构和热稳定性的影响

分别研究了采用压制成型和挤出成型的氢氧化镁(MDH)/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)/线性低密度聚乙烯(LLDPE)复合材料的力学性能和热稳定性能。用差示扫描量热分析(DSC)和扫描电镜(SEM)表征了两种成型方法所得试样的不同结构特征,分析了影响试样性能差异的结构因素。结果表明,挤出成型赋予复合材料多层次的取向结构,具有明显的取向增强效应和弹性记忆效应。热老化时明显的热松弛回缩、分子重排、填料脱粘和附聚,是导致材料热老化稳定性劣化的主要原因。     

多巴胺改性滑石粉对聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混体系结晶行为及流变性能的影响

通过熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/多巴胺改性的滑石粉(D-Talc)共混试样,采用红外光谱(FT-IR)、偏光显微镜(POM)、差示扫描量热(DSC)以及流变测试系统考察了D-Talc对共混试样结晶行为及流变性能的影响。FT-IR结果表明,聚多巴胺已成功包覆在滑石粉表面,且未对滑石粉的原结构造成破坏。POM结果表明,DTalc在共混试样中起到成核剂的作用,当D-Talc含量为0.1 phr时成核效果显著,且能明显提高共混试样的结晶速率。DSC结果表明,D-Talc加入后共混试样在降温过程中出现明显的结晶峰,且共混试样的起始结晶温度(Ts)、结晶峰温度(Tp)与熔融温度(Tm)均向高温方向移动。流变测试结果表明,随着D-Talc含量的增加,共混试样的成核温度(Tb)、晶体的形成及生长温度(Tc)均向高温方向移动;黏度(η)随剪切速率(γ)的增加而减小,呈现出非牛顿流体的特性。     

用TMA和DSC研究PET的热转变

本文采用热机械分析(TMA)和差示扫描量热分析(DSC)等实验手段,对不同成型工艺和预热处理条件下的PET试样进行了研究。结果表明:PET试样的膨胀峰起始温度与试样的结晶度和密度具有线性关系;无定形试样经120℃预热处理后,重排结晶峰消失,出现低熔融峰;单轴拉伸试样经100℃预热处理后,重排结晶峰移向高温,结晶热减小。TMA-DSC组合分析用于研究PET的分子运动与热转变的关系和成型工艺对产品性能的影响是非常有效的手段。     

工艺条件对注射成型PP/POE共混制品结晶度的影响

以矩形聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混制品为例,研究了注射成型工艺参数对结晶度的影响规律。通过扫描电子显微镜(SEM)得到POE分散相含量,结合差示扫描量热仪(DSC)获得PP基体的绝对结晶度。实验结果表明,通常表层的结晶度最低,例外的是在最高注射速率条件下,表层内0.2 mm处结晶度最小;随保压压力增大结晶度减小;高的熔体温度会使剪切形成的晶核前驱(precursor)被重新融化,取向松弛,弱化充填中剪切诱导作用,造成结晶度减小;高的注射速率提高了充填结束后型腔内熔体温度,对结晶度的影响类似提高熔体温度;在低熔体温度和低注射速率条件下成型可获得高的结晶度。     

合金成分对定向凝固柱晶高温合金热裂倾向性的影响

为研究定向凝固柱晶高温合金薄壁铸件凝固过程的热裂纹形成倾向,采用定向凝固空心薄壁管状试样,考察了Ti,Zr,Hf,Al和B等元素对定向凝固柱晶高温合金热裂倾向性的影响;采用SEM、断口分析及DSC方法,分析了热裂的晶界宏观形态.结果表明:随着Ti含量的增加,γ/γ′共晶增多,尺寸增大,合金凝固温度范围变大,定向合金的热裂倾向性严重;Zr元素含量增加,促成共晶形成,合金出现热裂纹;Hf含量的变化对合金的热裂没有影响;Al,B含量增加,微观组织无明显变化,但合金凝固温度范围变大,导致定向凝固合金出现热裂.     

UHMWPE纤维增强LDPE复合材料的界面形态研究

为实现聚乙烯单聚合物复合材料(PE SPC)的嵌件注射成型,研究基体与增强体间的界面非常关键.本文采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强低密度聚乙烯(LDPE)基体,对纤维和基体进行了差示扫描量热仪测试,在偏光显微镜下模拟了基体与纤维的复合过程,研究不同因素对复合材料界面结晶形态的影响.根据DSC确定了UHMWPE和LDPE复合的温度范围在110.98~147.14℃;合适的温度和剪切作用都有利于界面横晶的产生,从而使基体和纤维产生更好的粘结,提高复合材料的力学性能;温度比剪切的影响更大,注射温度设置在125~135℃可在保证纤维与基体复合的情况下不破坏纤维的增强作用;纤维丝之间会相互影响界面结晶形态,部分界面有横晶产生,说明在实际注射成型过程中纤维束或纤维布的结构对基体渗透和界面形成有较大影响.