在单方向往复低剪切应力场中生成双向自增强HDPE试样的研究（Ⅱ）试？…

运用ＳＥＭ、ＤＣＣ、ＷＡＸＤ地双向自增强ＨＤＰＥ的聚集态结构进行了初步的分析。结果表明：双向自增强ＨＤＰＥ试样主要由片晶构成,片晶取向、片晶取向、片晶厚度增加、试样结昌度提高和结晶更为完善共同导致了试样双向拉伸强度的提高。     

在单方向往复低剪切力场中生成双向自增强HDPE试样的研究——(Ⅰ)试样制备及工艺条件对力学性能的影响

介绍在动态保压注塑成型技术提供的单方向往复低剪切应力场作用下来制备双向自增强试样。作者设计并制造了成型装置,初步研究了其成型原理、成型工艺、探讨了自增强效果与各工艺条件之间的关系。结果表明,采用本文所述的动态保压注塑成型技术显著提高了ＨＤＰＥ试样的力学性能——流动方向和垂直流动方向的拉伸强度均从２５ＭＰａ提高到３６ＭＰａ以上,达到了双向自增强的效果。自增强ＨＤＰＥ试样的拉伸强度强烈依赖于熔体的流动条件：流动方向的拉伸强度随液压站输出压力的提高而提高,垂直流动方向的拉伸强度则有一个对应最大拉伸强度的液压站输出压力;模具温度对拉伸强度的影响与压力对拉伸强度的影响相类似;熔体温度的提高有利于两个方向拉伸强度的提高;保压周期太长或太短均会使拉伸强度下降。     

自增强HDPE的结构与性能

概述了HDPE自增强的理论基础,结合国内、外研究,着重论述了注塑和挤出自增强HDPE的结构与性能,讨论了自增强HDPE技术所存在的问题。     

单向拉伸流场中挤出双向自增强透明HDPE管材

采用普通的工业用挤出设备，通过对加工参数的特殊控制，在单向拉伸流场中制得透明双向增强高密度聚乙烯管材，其轴向拉伸强度比普通高密度聚乙烯管材提高了3．2倍，周向拉伸强度提高了1．4倍。利用SEM，DSC等测试手段对管材的微观结构进行了表征，揭示了管材双向自增强的原因是形成了串晶互锁结构，管材透明的原因是晶粒尺寸比可见光的波长小。     

自增强HDPE棒材的结构及力学性能

通过扫描电子显微镜、差示扫描量热法、广角X射线衍射分析与力学性能测试,研究了自增强高密度聚乙烯(HDPE)棒材微观结构特点和力学性能。结果表明,自增强HDPE棒材呈现明显的皮芯结构,表皮的结晶度高达75．88％,芯部的组织和结构与普通注塑试样最相近;与普通HDPE试样相比,自增强HDPE棒材的微晶尺寸和结晶度大幅提高,晶面间距几乎未变化,内部存在大量的微纤结构。制备的自增强HDPE棒材的拉伸强度和弯曲强度分别为220．6 MPa和152．9 MPa,均为未增强试样的近10倍。     

HDPE/m-LLDPE共混体系的双向自增强研究

茂金属聚乙烯是20世纪90年代才开发出来的新一代聚乙烯,它以独特的立构规整性及良好的物理力学性能引起材料界和产业界的极大关注,迅速掀起了世界范围内的研究热潮[1]。本实验通过动态保压注塑成型方法,在单方向往复低剪切应力场作用下制得了双向自增强的HDPE/m-LLDPE平板试样,研究了双向自增强效果与液压站输出压力的大小以及不同配方等工艺条件之间的关系。实验结果表明,在低剪切应力场的作用下,该共混体系的动态保压注射成型试样的拉伸强度与模量在平行于物料流动方向和垂直于物料流动方向上都得到了明显增强。通过扫描电镜发现了串晶互锁结构的生成。     

PE-HD在应力场中的双向自增强研究

利用自制的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置生产出了双向自增强的高密度聚乙烯（PE-HD）管材,研究分析了该双向应力场对PE-HD管材的拉伸强度、微观分子取向和结晶度的影响。结果表明,剪切拉伸双向复合应力场能实现管材轴周向性能的双向自增强,提高管材分子的取向度和结晶度。其轴向拉伸强度最高增强到25.82 MPa,提高了14.8 %;周向拉伸强度最高增强到24.52 MPa,提高了13 %;管材分子由明显的球晶结构转变为高度取向的串晶结构;结晶度达到71.95 %。     

复合应力场双向自增强聚乙烯管材的性能与形态结构

采用自制的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置,在常规工艺条件下生产了3种双向自增强的高密度聚乙烯(HDPE)管材.当剪切套转速控制为20 r/min时,牌号为2480、HD4801EX和5421B的HDPE挤出的管材周向拉伸强度与常规挤出管材相比,依次增加24.8%、41.7%和21.5%,而轴向拉伸强度的增加幅度依次为12.7%、16.8%和10.4%.通过SEM、WAXD和DSC测试手段对HDPE(2480)试样进行微观结构分析,发现其经过复合应力场后管材内部的微观结构仍是球晶,但晶体尺寸有所减小,熔融峰升高,结晶度增大.同时,管材周、轴两向的衍射强度都增强,分子链取向有所增强.     

SGF/HDPE体系双向增强管材结构与性能研究

利用自行研制的剪切拉伸双向应力场挤管机头装置挤出短玻纤增强高密度聚乙烯（HDPE）管材，研究了在不同剪切应力场段温度下，周向剪切应力场的剪切套转速对管材周向和轴向强度的影响，确定出最佳工艺条件，并通过DSC测试和SEM测试对管材力学性能提高的原因进行了探讨。     

自增强HDPE的断裂行为分析和力学性能预测

研究发现自增强ＨＤＰＥ的断裂行为不同于普通的ＨＤＰＥ，它的断裂强度σｕ小于屈服强度σｓ表现出脆性破坏特征，采用断裂分子理论分析了自增强ＨＤＰＥ抗破断能力提高的内在原因，认为ＨＤＰＥ自增强后，断裂活化能的改变和活化体积的减小，从而抑制了原子键的热激活，是提高抗破断能力的主要原因之一，据自增强ＨＤＰＥ的结构特征，提出了自增强高分子材料的力学性能估算方法。     

渔用自增强HDPE单丝的取向结构及力学性能

采用自增强技术制备了渔用自增强高密度聚乙烯(HDPE)单丝,通过广角X-射线衍射(WAXD)、声速法等比较了渔用自增强HDPE单丝和普通HDPE单丝的取向结构及力学性能。结果表明,渔用自增强HDPE单丝比普通HDPE单丝的晶面间距、晶胞参数和微晶尺寸稍大,结晶度、取向度、声速取向因子、断裂强度、结节强度和结强损失率增加。     

双向自增强PE-HD管材的制备及其增强效果的研究

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轴、周向同时获得自增强的高密度聚乙烯管材。采用万能电子拉力试验机和差示扫描量热仪（DSC）对增强效果及其原因进行了研究。结果表明,剪切拉伸双向复合应力场不仅能明显改善管材轴、周向的力学性能,而且能提升管材的结晶度,其轴向拉伸强度最高提高到30.56 MPa,提高了36.6 %,周向拉伸强度最高提高到33.5 MPa,提高了54.6 %,轴向拉伸模量最高提高到180.3 MPa,提高了47.4 %,周向拉伸模量最高提高到529.8 MPa,提高了140.7 %,结晶度提高了13.51 %,熔点提升了1.5 ℃。DSC测试结果表明,管材性能改善的原因是其结晶度的提高所致。     

HDPE/LDPE在动态保压注射成型中的自增强行为研究

研究了在ＨＤＰＥ中加入适量ＬＤＰＥ,经过动态保压注射成型,试样的强度与模量得到明显的提高,同时试样的韧性也较纯ＨＤＰＥ自增强试样韧性明显增加。ＨＤＰＥ／ＬＤＰＥ（８０／２０）自增强试样的拉伸强度与纯ＨＤＰＥ自增强试样的拉伸强度基本相当（拉伸强度１０８ＭＰａ）,而韧性有较大幅度的提高。ＳＥＭ观察可见拉伸断面为多层结构,断面的中心层为韧性断裂,而边缘剪切层为脆性断裂。ＤＳＣ和ＷＡＸＤ测试表明拉伸强度及模量的提高是由于大分子链沿流动方向的高度取向,晶粒的细化以及串晶的产生     

在复合外场中形成HDPE双向拉伸自增强片材

采用具有复合外场的双向拉伸口模，实现了聚乙烯片材双向拉伸自增强，并对其片材的拉伸强度、结晶形态进行了研究。结果表明：HDPE双向拉伸自增强片材纵向和横向拉伸强度均有明显的增加，其内部结晶形态为平行串晶结构，正是由于生成了大量的平行串品结构，导致了双向拉伸自增强片材的强度的提高。揭示了材料的结构与性能之间的关系。     

动态挤出HDPE/CaCO3体系的聚集态结构与力学性能研究

利用SJDD-260型电磁动态塑化挤出机在不同的振动条件下分别挤出组分不同的微米级CaCO3填充高密度聚乙烯(HDPE)体系,运用不同的测试方法对HDPE/CaCO3体系聚集态结构和力学性能进行分析,研究了振动力场对HDPE/CaCO3体系的聚集态结构和力学性能的响应规律,并对此响应规律进行了解释。     

HDPE在少量HMWPE和剪切应力双重诱导作用下结构与性能的关系

将少量高分子量聚乙烯(HMWPE)和动态剪切应力场同时引入到高密度聚乙烯(HDPE)的注射成型过程中,在双重诱导的作用下制备了性能良好的聚合物材料,其拉伸强度和缺口冲击强度都有大幅度提高;同时通过形态表征(差示扫描量热、广角X射线衍射、扫描电子显微镜分析)对增强增韧的机理进行了探讨。     

复合应力场双向自增强聚丙烯管材的研究

采用自制的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置,在常规的生产工艺条件下生产出了双向自增强的聚丙烯（PP）管材。当剪切套转速为10 r/min时,剪切旋转段的温度为190 ℃,PP(F401)的周向和轴向拉伸强度较常规管材分别提高了21.4 ％和21.1 ％。通过电子显微镜、多晶X射线衍射仪和差示扫描量热仪等手段对PP(F401)管材试样进行微观结构分析,发现其经过复合应力场后管材内部已不再是明显球晶结构,晶体规整性增强,熔融峰升高,结晶度增大。同时管材周轴两向的衍射强度均增强,分子取向有所增强。     

等通道转角挤压制备自增强高密度聚乙烯的结构与性能研究

采用等通道转角挤压方法对高密度聚乙烯进行自增强挤压，研究和分析了挤压工艺条件与材料结构、性能之间的关系。利用扫描电镜、广角X-射线衍射、差示扫描量热分析等手段对材料结构进行了表征。结果表明，经过等通道转角挤压后，高密度聚乙烯的结晶度提高、晶粒细化、熔点升高，形成明显的取向结构，拉伸强度提高了23％。     

复合应力场下挤出HDPE管材自增强的研究

用自行研制的能产生剪切和拉伸复合应力场的特殊挤出成型装置挤出HDPE管材,对管材周向、轴向力学性能进行了初步的研究。在通用级聚乙烯(DGDA6098)中添加高分子量HDPE后,发现该HDPE能够诱导DGDA6098沿应力场方向产生大分子取向和结晶,从而实现了复合应力场下管材力学性能的双向自增强。