EVA/HDPE共混物电子束辐照交联及形状记忆效应

摘要

本文以高密度聚乙烯（HDPE）和乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）为原料，采用熔融共混和1MeV电子束辐照交联的方法，制备出一种新型的EVA/HDPE形状记忆聚合物材料，试验研究了其形状记忆性能、热稳定性和真空析气特性，并探讨了EVA/HDPE共混聚合物的相溶性、辐照交联规律和机理及结晶行为。
　　依据聚合物形状记忆原理，通过DSC分析和熔融混炼试验，从预选材料中筛选确定HDPE和EVA作为共混体系原料。HDPE具有较高的强度和结晶度， EVA具有较好的塑形和韧性，从相溶性和力学性能角度分析，要获得具有良好形状记忆特性和综合力学性能的材料，EVA/HDPE共混物的EVA含量应低于30％，电子辐照剂量应在150~160kGy范围内。
　　以EVA/HDPE=3:7和160kGy辐照剂量制备出的EVA/HDPE共混聚合物，形状回复温度区间为125℃~135℃，在拉伸变形200%时，形状固定率为95%，回复率为96%，在180?弯曲时，形状固定率达到100%，回复率为95.5%。在不同温度下进行热失重试验，当温度低于300℃时材料不分解。在真空和125℃保温24h条件下的质量损失率为0.22%，可凝挥发物含量为0.02%。试验结果表明，所制备的EVA/HDPE共混聚合物同时具有良好的形状记忆性能、热稳定性和真空析气特性。
　　EPR分析证明，在电子辐照下EVA/HDPE共混物中主要形成?CH2R类自由基，自由基反应是交联的主要机制，PE链段间交联和VA嵌段参与交联为两种主要的交联方式。随辐照剂量的增加，材料由柔软易交联结构向刚性易降解结构变化，从而影响其性能和结晶特性。
　　EVA/HDPE 共混物结晶度随电子辐照剂量的增加而降低。分析表明，辐照交联主要发生在无规链段，交联度增加限制了结晶过程中分子链运动，导致结晶度下降。结晶相与交联相的匹配是保证材料形状记忆性能的重要因素，交联度不够导致回复率降低，过度交联可能因结晶相减少而影响形状固定率。当辐照剂量达到一定值后，交联网络结构趋于稳定，对结晶度的影响变小。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 形状记忆聚合物基本概念

1.3 聚合物的辐照交联

1.4 辐射交联形状记忆聚合物研究现状

1.5 本文主要研究内容

第2章 试验材料及试验方法

2.1 试验材料

2.2 试验方法

2.3 分析测试方法

第3章 EVA/HDPE制备及形状记忆效应研究

3.1 材料体系的确定

3.2 EVA/HDPE共混物的相溶性

3.3 EVA/HDPE共混物的电子束辐照交联规律

3.4 辐照交联EVA/HDPE的形状记忆特性

3.5 EVA/HDPE形状记忆材料的性能评价

3.6 本章小结

第4章 EVA/HDPE共混物辐照交联机理及结晶行为

4.1 共混物电子束辐照交联机理

4.2 共混物电子束辐照交联规律

4.3 电子束辐照下EVA/HDPE共混物的结晶行为

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢