PP扁丝成型传热分析及其微结构和拉伸性能研究

摘要

冷却条件是聚丙烯(PP)扁丝成型过程中极为重要的加工参数,不可忽视。冷却温度的变化,可使PP扁丝成型过程经历不同的热历史,诱导出不同的微结构,进而引起PP扁丝性能的变化。
　　本论文研究了PP扁丝成型坯膜冷却过程和扁丝热拉伸过程中的温度分布规律,对试样的温度变化状况进行了数学模拟,为分析PP扁丝在成型过程中的物理变化,优化工艺条件和成型性能均一的制品奠定了基础。综合运用广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热法(DSC)、偏振红外光谱法(FTIR)和扫描电镜(SEM)研究了不同水浴温度下的PP坯膜和扁丝的结晶、取向和形态,并通过拉伸实验对它们的拉伸性能进行了研究。
　　建立了PP扁丝成型传热过程的数学模型,采用C语言编制程序对其进行了求解,得到PP扁丝在坯膜冷却阶段和扁丝热拉伸过程阶段的温度分布,结果表明,如果忽略冷却水流速,则升高冷却水温度,会使水浴温度更高,进而使热拉伸过程的实际受热温度更高;要使水浴温度和热拉伸过程的实际受热温度波动更小,则随着冷却水温度的变化而调节的冷却水流速控制,应更精确。
　　WAXD、DSC、FTIR和SEM和拉伸实验表明,更高的水浴温度下,坯膜和扁丝获得了更高的结晶度、微晶晶粒厚度、拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率,但是取向程度更低。水浴温度控制范围越大,样品的结晶度、Herman取向函数、拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率波动幅度偏差就越大。
　　WAXD、DSC、FTIR和SEM和拉伸实验还表明,通过热拉伸过程,与拉伸方向不平行(如111和041晶面)的微晶沿拉伸方向变形滑移,直至全部消失,而平行于拉伸方向(如110,040和130晶面)的微晶含量增加,扁丝的结晶度以及结晶相和无定型相的Herman取向函数得到较大程度增加。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 塑料扁丝成型工艺概述

1.3 塑料扁丝相关计算公式

1.4 塑料扁丝国内研究动态

1.5 塑料扁丝国外研究动态

1.6 聚丙烯成型微结构

1.7 本论文的意义及主要研究内容

第2章 坯膜传热分析及其微结构和拉伸性能研究

2.1 引言

2.2 扁丝成型坯膜冷却过程传热分析

2.3 iPP坯膜微结构及拉伸性能研究

2.4 本章小结

第3章 扁丝传热分析及其微结构和拉伸性能研究

3.1 引言

3.2 扁丝成型热拉伸过程传热分析

3.3 iPP扁丝微结构及拉伸性能研究

3.4 本章小结

第4章 总结与展望

参考文献

致谢

附录A 扁丝成型坯膜冷却过程数值分析计算程序

附录B 扁丝成型热拉伸过程数值分析计算程序

攻读硕士学位期间发表或待发的论文