UHMWPE/HDPE挤出拉伸片材取向结构和力学性能的研究

摘要

本文主要研究相对低分子量HDPE和在低分子量HDPE中添加少量UHMWPE的诱导体系在拉伸作用下结晶形态和力学性能的变化。结果发现:在一定的加工条件下UHMWPE的取向诱导作用明显，并使力学性能得到提高。研究内容如下:
　　 1.将纯料HDPE在不同的熔融温度和拉伸速率下拉伸，发现拉伸速率相同时，纯料HDPE挤出温度越低，取向度越高，其结晶度也越高。挤出温度相同时，纯料HDPE熔体随着拉伸速率的增大，取向度增大后减小，结晶度变化不大。
　　 2.与纯料HDPE体系相比，添加UHMWPE对HDPE的取向诱导作用在较高的挤出温度(210℃、190℃)下比较明显，致使UHMWPE/HDPE复合体系的整体取向度提高，但是挤出温度较低(170℃)时，反而影响其取向结构的形成。在相同的加工条件下，其取向值比纯料HDPE的还要低很多。
　　 3.在100℃的环境温度中做拉伸力学性能测试发现，添加UHMWPE后在较高的熔融温度下拉伸的片材力学性能提高明显，而在较低的熔融温度下拉伸的片材力学性能反而低于纯料HDPE，这与取向度的测试值规律相符，可以看出取向结构的形成是使试验样品力学性能提高的关键因素。
　　 本课题的研究验证了UHMWPE的大分子链对HDPE的取向诱导作用，发现UHMWPE的大分子链能够有效的解缠和取向是诱导HDPE取向结晶的关键，这种取向结构的形成会使材料在取向方向上的力学性能得到提高。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 高密度聚乙烯树脂在国民经济生活中的重要地位

1．2 高密度聚乙烯聚集态结构对性能影响的基本原理

1．3 HDPE的晶体模型和串晶结构的形成

1．3．1 HDPE的晶体模型

1．3．2 串晶结构的形成机理

1．3．3 串晶形成的聚合物熔体的流动场

1．4 HDPE在流动诱导作用下的自增强

1．4．1 自增强概述

1．4．2 HDPE自增强的研究现状

1．5 少量HMWPE对HDPE诱导结晶的研究

1．5．1 HMWPE对HDPE的流动诱导结晶原理

1．5．2 HMWPE／HDPE复合材料的研究现状

1．6 取向结构对材料力学性能影响的研究背景

1．7 本课题的研究目的和主要的研究任务

1．7．1 本课题的研究意义

1．7．2 本课题的主要研究内容

2 样品的制备与表征方法

2．1 样品的制备

2．1．1 实验原料

2．1．2 制备样品的实验设备

2．2 测试与表征

2．2．1 广角X射线衍射(WAXD)

2．2．2 示差扫描量热仪(DSC)

2．2．3 动态力学分析仪(DMA)

3 HDPE挤出拉伸片材取向结构的研究

3．1 HDPE挤出拉伸片材的制备

3．2 样品的表征与分析

3．2．1 WAXD的测试结果与分析讨论

3．2．2 DSC测试结果与分析讨论

3．3 本章小结

4 UHMWPE／HDPE挤出拉伸片材取向结构的研究

4．2 样品的表征与分析

4．2．1 WAXD的测试结果与分析讨论

4．2．2 DSC的测试结果与分析讨论

4．3 本章总结

5 UHMWPE／HDPE挤出拉伸片材力学性能的研究

5．1 DMA拉伸样品的制备

5．2 DMA实验的设置

5．3 样品测试结果与讨论

5．3．1 不同参数条件下的UHMWPE／HDPE应力-应变曲线

5．3．2 UHMWPE的含量对UHMWAPE／HDPE片材屈服强度的影响

5．3．3 UHMWPE的含量对UHMWPE／HDPE片材松弛模量和杨氏模量的影响

5．4 本章总结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢