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聚合物熔体在振动场中注塑行为和试样性能与凝聚态结构的研究

张杰

   根据剪切振动和压力振动的特点,成功研制了具有特色的剪切振动装置和压力振动装置。剪切振动装置用于研究振动场中聚合物熔体的流变行为,压力振动装置用于聚合物在振动注射成型时力学性能和凝聚态结构的研究。本文系统研究了振动参数对聚合物流变性能、力学性能和凝聚态结构的影响。1. 本文首次系统研究了振动参数对聚合物熔体的流变性能的影响。研究表明,随着振动频率的增加,在初始阶段,聚合物熔体的表观粘度急剧下降,随后趋于平缓,3. 5~6. 5Hz频率范围为表观粘度敏感区域。HDPE、PS和ABS的表观粘度最多分别下降了53. 2%、60. 3%和26. 4%。同时,振幅和振动时熔体的温度、熔体的平均压力对聚合物熔体的表观粘度在振动场中的变化都有影响。2. 振动注射成型试样的拉伸强度随振动频率和振动强度的增加而增加,对于HDPE DGDA6098、 HDPE 2200J和PP F401三种原料,最大增幅分别为41%、28. 7%和26. 1%。该增幅是以前的研究报道中所没有达到的。拉断伸长率随振动强度的增加而下降,随振动频率的增加开始时下降,当频率达到一定范围时,拉断伸长率开始回升。3. PP F401振动注塑成型试样的冲击强度随振动频率和振动强度的提高而提高。在特定的成型工艺条件下,冲击强度会从0. 04KJ/m跃迁到0. 11KJ/m,其原因是与未振动注射试样相比,有新的晶型生成。此前未见有关报道。4. WAXD、DSC和SEM等微观结构表征手段表明,HDPE振动试样的结晶部分主要由取向的片晶构成,iPP振动试样的结晶部分由取向的球晶或片晶构成,同时试样的结晶度有显著提高。在高的振动频率下,试样的晶粒得到细化。5. 本文首次观察到,振动注射成型中,iPP试样在适当的工艺条件下,有晶型的转化。WAXD和DSC结果表明,当成型温度较高时(230℃),在生成α晶的同时,可得到β晶;当成型温度较低时(190℃),可得到β晶和γ晶。6. 本文所研制的振动注射成型装置,不需要特殊的成型工艺条件,可控制试样的凝聚态结构、提高其性能,具有很强的实用性和光明的工业化前景。……   
[关键词]:振动;注射成型;流变性能;力学性能;凝聚态结构
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:四川大学2002年
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