动态挤出聚合物填充体系的力学性能与聚集态结构研究

摘要

聚合物填充体系的制备是近几年来高分子科学领域研究的热点之一，其发展对高分子工业的发展起着非常重要的作用。本文利用SJDD260型电磁动态塑化挤化机，在不同的振动条件下分别挤出组分不同的微米级和纳米级CaCO3填充的聚合物片材制品，并且运用各种现代的测试方法，如拉伸试验、冲击试验、DSC、X射线衍射和扫描电镜SEM测试等，对聚合物填充体系片材制品的力学性能和聚集态结构进行分析，较系统地研究了振动力场对聚合物填充体系的力学性能和聚集态结构的响应规律，并对此响应规律进行了比较合理的解释。　　本论文通过大量的实验研究，发现在挤出的过程中施加振动后，聚合物填充体系的整体力学性能均有所提高，并且随着振幅、频率的增加，并不是单调的递增，而是存在一个最佳的响应范围。振动力场对挤出片材横向力学性能的影响比对纵向的影响更加显著，使得片材的纵横向取向均匀，制品多向同性。　　在挤出的过程中施加振动，可以促进CaCO3在聚合物基体中的分散，对于极易发生团聚现象的纳米CaCO3同样有效，大大提高聚合物填充体系的混合性能。对于微米级和纳米级的HDPE/CaCO3填充体系的力学性能来说，CaCO3含量越小，受到振动力场的作用时，增大的幅度越大。　　纳米级HDPE/CaCO3填充体系的力学性能高于微米级HDPE/CaCO3填充体系的力学性能。对于微米级HDPE/CaCO3(BT-3)体系来说，随着微米CaCO3含量的增加，力学性能下降，而对于纳米极HDPE/CaCO3(CCR)体系来说，在纳米CaCO3含量分别为2％、5％和8％三种体系中，含量为5％的体系力学性能较好。　　实验测试结果还表明，动态挤出，相对稳态而言，可以提高聚合物填充体系的结晶度，但是增幅不大。动态挤出使聚合物填充体系的熔点向高温迁移，晶粒细化。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：物理量名称及符号表

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第一章绪论

1.1前言

1.2文献综述

1.2.1聚合物改性的主要方法

1.2.2纳米材料改性聚合物

1.2.3振动对聚合物填充体系的结构与性能的影响研究

1.2.4电磁动态成型技术对聚合物填充体系的结构与性能的影响研究

1.3本论文的研究目的和意义

1.4本论文的主要内容和技术路线

1.4.1本论文研究的主要内容

1.4.2本论文实验采用的主要技术路线

本章小结

第二章实验

2.1实验目的和主要内容

2.1.1实验目的

2.1.2实验主要内容

2.2实验原材料

2.3实验设备及测量仪表

2.3.1 SJDD-260型电磁动态塑化挤出机

2.3.2测试设备

2.4实验步骤

2.5实验过程中的振动参数

本章小结

第三章力学性能测试与结果分析

3.1测试介绍

3.2 HDPE/微米CaCO3(BT-3)填充体系的测试结果及分析

3.2.1拉伸强度

3.2.2断裂延伸率

3.2.3冲击强度

3.3 HDPE/纳米CaCO3(CCR)填充体系的测试结果及分析

3.3.1拉伸强度

3.3.2断裂延伸率

3.3.3冲击强度

3.4 LDPE/CaCO3填充体系的测试结果及分析

3.4.1拉伸强度

3.4.2断裂延伸率

本章小结

第四章聚集态结构测试与结果分析

4.1测试介绍

4.2 DSC测试分析

4.2.1 HDPE/CaCO3(BT-3)填充体系的DSC测试结果

4.2.2 HDPE/CaCO3(CCR)填充体系的DSC测试结果

4.2.3 LDPE/CaCO3填充体系的DSC测试结果

4.3 X射线衍射测试分析

4.3.1 HDPE/CaCO3(CCR，5％)填充体系的X射线测试结果

4.3.2 LDPE/CaCO3(CCR，5％)填充体系的X射线测试结果

4.4扫描电镜(SEM)测试分析

4.4.1 HDPE/CaCO3填充体系的SEM照片

4.4.2 LDPE/CaCO3填充体系的SEM照片

本章小结

第五章实验结果综合分析与讨论

5.1动态挤出对聚合物填充体系力学性能和聚集态结构综合影响规律

5.2讨论与解释

5.2.1动态挤出对聚合物填充体系中碳酸钙分散情况的影响机理

5.2.2动态挤出对聚合物填充体系的结晶度、晶粒大小的影响机理

5.2.3动态挤出对聚合物填充体系片材纵横向力学性能影响差异的机理

本章小结

结论与建议

参考文献

发表与学位论文内容相关的学术论文

致谢