钢丝缠绕增强塑料复合管力学性能的试验研究

对钢丝缠绕增强塑料复合管的短期爆破压力、应变、临界失稳压力和不同温度下的失效形式等进行了系统的试验研究。结果表明，与相同规格尺寸的PE管相比，其短期爆破压力、环向刚度和临界失稳压力分别提高了129％、19％和57％；在内压作用下这种复合管有韧性破坏和过度变形两种失效模式，温度低于45℃时为韧性破坏，温度高于45℃时为过度变形；在相同压力下仅受径内压作用时这种复合管的径向膨胀率明显高于径向轴向同时受力时的径向膨胀率。     

涤纶纤维增强聚乙烯复合管承压性能模拟

针对纤维增强塑料复合管实物承压性能测试工作量大、成本高以及影响因素不明确等问题,采用有限元模拟分析法研究了复合管生产工艺对承压性能的影响。依据公称直径150 mm、公称压力2.5 MPa涤纶纤维增强塑料复合管的结构及材料特征,采用Halpin-Tsai模型法建立了复合管的有限元模型,研究了纤维铺层数量、纤维缠绕角度以及内衬层壁厚等工艺参数对复合管承压性能的影响。结果表明,采用建立的复合管模型模拟计算的管材爆破压力为11.105 MPa,与实物管材水压爆破值10.75 MPa的相对误差仅为3.302%。增加纤维层的数量、纤维缠绕角度以及内衬层壁厚均可提高复合管的承压性能。综合考虑制造成本和生产效率,分析获得涤纶纤维增强聚乙烯复合管最佳生产工艺参数为纤维铺层数为4层、纤维缠绕角为56°、内衬层最小壁厚为9 mm。     

旋翼调整片粘接强度分析与影响因素研究

详细分析了旋翼调整片粘接剥离破坏过程和应力分布变化,并研究了粘接宽度和胶层厚度对粘接强度的影响。使用共固化制备相应的粘接试样,通过剥离试验得到接头的破坏模式及载荷-位移曲线。研究结果表明:接头有限元数值分析结果与试验相契合,接头破坏形式为调整片粘接界面的破坏,破坏为从左向右和由边向中逐渐发生失效;粘接强度随胶接宽度的增加而提高,但增长速度逐步变缓,80 mm为较优搭接宽度值;粘接强度受胶层厚度影响较小,增加厚度时粘接强度先缓慢增加后下降。     

玻纤带增强黏合型HDPE内衬柔性复合管性能试验研究

本文通过介质相容性、耐气体渗透性测试以及抗开裂稳定性、最小弯曲半径、爆破压力等试验研究了新型RTP管材-玻纤带增强黏合型HDPE内衬柔性复合管基本性能;通过试验结合理论分析优化了管材强度设计计算方法.实验表明,HDPE材料在80℃酸性水环境下1500h,屈服强度、断裂伸长率降低率仅为1.33％和6.0％;管材在60℃下...     

RTP管材挤出

在增强热塑性塑料（RTP）管材挤出技术方面。Krailss-Maffei公司最近介绍了其最新设备。此RTP管材生产系统分2个部分——带材部分和管耐挤出部分。前者生产增强带材芳酰胺（aramide）、聚酯及玻纤。带材被挤出后马上被对角地缠绕于PE内管中，最后形成PE保护外壁。RTP管材重量轻、耐高压（可承受10MPa的压力），最常应用于产油业作原油、天然气传输用途。     

聚乙烯及其复合管道安全检测与评价方法

聚乙烯及其复合管道广泛应用于油气输送、城市燃气等能源领域,其安全性至关重要。焊接接头的安全检测及评价是聚乙烯及其复合管道系统安全的关键技术。介绍了聚乙烯管道焊接接头的无损检测原理及方法、冷焊检测技术以及缺陷分类与失效模式三方面内容。对电熔和热熔焊接接头分别采用超声相控阵和耦合聚焦技术进行超声检测,并给出了缺陷剖切与检测结果的对比图。提出了物理概念清晰、工程应用方便的冷焊超声检测方法。将电熔接头中的缺陷分为熔合面缺陷、孔洞、结构畸变和过焊。分别对含不同类型和大小缺陷的电熔接头进行力学性能测试,发现电熔接头存在三种典型的失效模式,即沿电熔套筒壁贯穿裂纹失效、熔合面失效以及沿电阻丝所在平面贯穿裂纹失效。根据试验测试与理论分析结果,提出了相应的安全评定方法。所提出的方法,填补了国内外在聚乙烯管道安全检测与评价方法方面的技术空白,提高了燃气管道的本质安全性。     

新型钢丝网骨架增强塑料复合管的有限元分析

应用ANSYS软件对一种新型管材－钢丝网骨架增强塑料复合管进行了强度计算分析，给出了复合管压力与弹性变形的关系式。用一具体的算例得到了确定该类型复合管的爆破压力及弹性压力范围的方法。通过相同爆破压力下纯塑料管的最薄厚度的确定，以及与复合管相同厚度的塑料管的最大爆破压力的计算，说明了这种新型管材的优点。并通过试验验证了计算结果的正确性。     

铝/改性PE复合管的研究

研究了在铝塑复合管的PE层配方中加入不同种类CaCO3和分散剂对PE层力学性能的影响，并对改性后的铝塑复合管的爆破强度、耐静压时间、环拉力等进行了测试。结果表明，加入适当分散剂处理的纳米CaCO3改性的PE层的性能明显提高，并且制得的管材各项性能指标均满足标准要求。     

含表面裂纹PE管道临界失稳压力的计算与分析

针对PE管力学性能、缺陷尺寸及失效模式的不确定性,建立基于可靠性分析计算PE管临界失稳压力的方法.计算得到不同管材、标准尺寸比、失效模式、裂纹类型下,含表面裂纹PE管的临界失稳压力-管道裂纹深度与管道壁厚比曲线,分析各因素对该曲线的影响,为PE管的设计选材及安全评定提供指导.通过总结含表面裂纹PE管韧脆转化规律,为确定管道失效模式,防止管道脆性断裂提供理论依据.     

用于煤矿井下充填的玻璃纤维增强聚氯乙烯热塑性复合管材的设计与制造

针对煤矿膏体输送所用的无缝钢管耐磨性差、更换困难等问题,制备了玻璃纤维增强聚氯乙烯热塑性复合管(PVC?RTP)用于煤矿井下充填,对管材的组成、连接方式、工艺流程和工艺参数进行了全面介绍,并检测了公称压力为9.5 MPa的管材的性能.结果表明,管材爆破压力为38.95 MPa,大于4倍公称压力;当试验压力为14.25 ...     

反应挤出法制备含氟改性聚丙烯

接枝过程以线型等规聚丙烯（iPP）为原料,分别采用甲基丙烯酸三氟乙酯（FA-3F）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（FA-12F）和甲基丙烯酸十七氟癸酯（FA-17F）为接枝单体,过氧化二异丙苯（DCP）为引发剂,通过反应挤出过程制备含氟改性聚丙烯。结果表明,长链含氟单体在接枝过程中更具优势,这可能与其较高的沸点有关;含氟单体的接枝度随单体加入量和引发剂加入量的增加均呈现出先迅速增加而后增加速度变缓的趋势,接枝效率则呈现明显的先增加后减少的现象;改性后聚丙烯的分子量大幅度下降,其中长链含氟单体在获得较高接枝度的同时尚保持较高的分子量,且其分布略窄。     

支架盒盖斜滑块三次抽芯机构模具设计

针对塑件布局、脱模困难等问题,设计了1模1腔点浇口带三次抽芯斜滑块机构三板模具。塑件在模腔中的布局采用柄部在模具XY平面放置方式布局,浇注系统采用2个点浇口对塑件进行浇注。设计了4种类型5个机构来实现塑件的自动脱模,4种机构分别为定模斜滑块抽芯机构、动模滑块抽芯机构、动模斜滑块三次抽芯机构、顶针推管顶出脱模机构。动模斜滑块三次抽芯机构设计中,通过斜导柱驱动斜滑块完成斜面的第一次局部抽芯,利用斜滑块上的弹簧顶住斜推板来驱动斜顶针、斜斜顶、斜推管完成第二次延时抽芯,利用滑块上设置的拉杆对斜面完成第三次延时抽芯,实现了塑件斜面上不同特征的分次抽芯脱模,有效保证了塑件的成型品质和自动化注塑生产,简化了模具结构,有效降低了模具制造成本,能为同类塑件的模具结构设计带来有益参考。     

Investigation of reactivity and selectivity of methane coupling catalysts using isotope exchange techniques

The relationship between the activity and selectivity of four metal oxide catalysts for the oxidative coupling of methane has been compared with their basicity and their ability to effect the scission of C-H and O-O bonds. The rates of isotope exchange reactions (CH₄-D₂ and¹⁶O₂–¹⁸O₂) were used as a measure of catalyst's ability to activate both reactants. It is demonstrated that catalysts showing high C₂ selectivity in the oxidative coupling reaction activate methane strongly and oxygen weakly. The lack of direct correlation between the rates of methane conversion and bonds' activation indicates that the formation of the methyl radical cannot be explained by a simple, one-step mechanism.Visiting scientist, on leave from the Department of Chemistry, University of Zhejiang, Hangzhou, Zhejiang, 310027, Peoples Republic of China.     

聚丙烯/纳米碳纤维复合材料微孔注射成型加工与性能研究

将聚丙烯(PP)和纳米碳纤维(CNF)共混后,通过双螺杆挤出制备成不同组份的复合粒料,采用注射成型加工制备实体和发泡试样,研究不同CNF含量对PP基体复合材料性能的影响。结果表明,随着CNF含量的增加,微孔样品中的孔径显著的减小同时泡孔密度增加;注射成型的样品中,添加CNF后的模量和拉伸强度略微降低,但微孔注塑的PP/CNF复合材料的性能呈现出相反的效果。     

温度与占压综合作用下埋地含缺陷聚乙烯管道数值分析

为分析温度与占压载荷综合作用下埋地含缺陷聚乙烯管道应力水平,运用ABAQUS有限元分析软件建立管土作用模型,通过热力分析实现温度与占压综合作用,分析温度载荷、占压载荷对在役管道的影响规律,并探讨埋深、占压位置、土体弹性模量、管土摩擦因数对最大应力的影响。分析表明,在规程要求的工作压力下,不能忽略温度荷载对埋地含缺陷聚乙烯管道受力的影响;温度和占压载荷综合影响下在役管道最大应力最终位于内壁3点钟方向,与完好管道的最终位置规律一致,缺陷位于截面3点钟方向管道最易失效;管道埋深和土体弹性模量的影响明显大于管土摩擦因数和占压位置偏移距离。     

基于锥形螺杆挤出单元的熔融沉积成型3D打印机及实验研究

研制了一种基于锥形螺杆挤出单元的桌面式熔融沉积成型（FDM）3D打印机,采用锥形螺杆塑化聚合物并挤出丝条,配合沉积平台的运动打印制品。使用聚乳酸（PLA）、 高密度聚乙烯（PE-HD）材料对设备挤丝性能进行了研究,并研究了打印参数包括电机脉冲频率、走丝间距、层厚等对 PLA 拉伸样条性能的影响。结果表明,自制锥形螺杆挤出式 FDM 打印机具有较好的打印效果,合适的电机脉冲频率、走丝间距、层厚等工艺参数可以使打印制件获得较好的表观质量和强度,而较大的走丝间距使制件的拉伸强度下降了约20 %。     

玻璃纤维增强PA6材料尺寸稳定性的影响因素

通过双螺杆挤出机熔融共混制备玻璃纤维增强聚酰胺6（PA6）材料,分析了环境湿度、成核剂、热处理对玻璃纤维增强PA6材料尺寸稳定性的影响。结果表明,吸湿膨胀和内应力释放收缩共同影响玻璃纤维增强PA6材料的尺寸变化,前者为主导因素;环境湿度越高、时间越长,玻璃纤维增强PA6材料的尺寸变化率越大,且在垂直流动方向上的尺寸变化率大于流动方向上的;环境湿度越低,达到相同吸水率需要的时间越长,吸湿溶胀作用越明显,玻璃纤维增强PA6材料的尺寸变化率越大;随着成核剂用量的增加,玻璃纤维增强PA6材料的尺寸变化率降低,用量为0.5份时最优,成核剂用量继续增加,玻璃纤维增强PA6材料尺寸变化率下降不大;热处理促进玻璃纤维增强PA6材料内应力释放收缩,与吸湿膨胀相反作用降低材料的尺寸变化率。     

基于拉伸流变挤出的马来酸酐接枝聚丙烯性能

使用新型的拉伸流变挤出机制备聚丙烯马来酸酐接枝物(PP-g-MAH)。相比于传统双螺杆挤出,基于拉伸流变挤出的PP-g-MAH具有较稳定的单体接枝率(相对接枝率在6%~7%),受设备参数影响较小,单体残留率较低。拉伸流场对聚丙烯(PP)分子链降解程度较低,分别测定了拉伸流场和剪切流场下,不同转速对PP-g-MAH的接枝率/熔体流动速率(G/M)比值的影响,发现前者的产物的G/M比值随转速增加而增加,表明拉伸流场对PP分子链降解程度较低。在PP-g-MAH相对接枝率均为6%的条件下,利用拉伸流变挤出制备的PP-g-MAH的拉伸强度比双螺杆挤出产物高25%。分别和PP以不同比例共混,前者挤出的PP共混物的冲击强度比双螺杆挤出的高11%~35%。     

PLA协同纳米CaCO3增韧PP的研究

通过熔融共混制得聚丙烯/聚乳酸/纳米碳酸钙（PP/PLA/CaCO3）复合材料,考察了PLA和纳米CaCO3对复合材料力学性能、热性能、流变性能与结晶形态的影响及其作用机理。结果表明,复合材料中形成连续空间网络结构的PLA有助于改善PP的性能,PLA含量为20 %（质量分数,下同）时复合材料综合力学性能最佳;与纯PP相比,加入PLA后的复合材料拉伸强度和冲击强度分别提高5.1 %和54.4 %,断裂伸长率降低62.5 %;纳米CaCO3通过“滚珠增韧”和“异相成核”作用明显改善复合材料力学性能,纳米CaCO3含量15 %时产生的晶粒细化作用效果最为显著,复合材料综合力学性能达到最佳,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别比未添加CaCO3时提升了15.2 %、2.7 %和5.6 %。