天然气汽车燃料罐内衬材料的加工及性能研究

摘要

本研究以马来酸酐接枝低密度线性聚乙烯（LLDPE-g-MAH）为对象，通过滚塑成型和注塑成型的加工方式，参考压缩天然气汽车内衬材料的工作状况对LLDPE-g-MAH进行无氧热老化，结合静载拉伸试验和动态疲劳试验等方法研究薄壁LLDPE-g-MAH的防水性、热稳定性以及力学性能，考察其作为新一代压缩天然气汽车燃料罐高分子内衬材料的潜能，同时探索研究LLDPE-g-MAH材料本身的物理性能。结果表明：LLDPE-g-MAH适用于注射成型和滚塑成型工艺。注塑LLDPE-g-MAH的屈服应力为9.9MPa，断裂强度为13MPa，延伸率为446.7％，杨氏模量约为248MPa，经无氧老化后拉伸性能指标无明显变化，经过200N-20N的107次非对称循环应力机械老化后，拉伸性能保持稳定。滚塑成型试样的屈服应力为17MPa，断裂强度为5.4MPa，延伸率为71%，杨氏模量约为457MPa，在老化后拉伸性能降低。注塑LLDPE-g-MAH在10Hz、循环应变2.72%的对称交变弯曲疲劳试验中不会发生断裂。在拉伸疲劳试验中，对样品施加10Hz的非对称循环应力，未老化注塑LLDPE-g-MAH的疲劳极限在210N附近，热效应在拉伸疲劳过程中对LLDPE-g-MAH疲劳行为未造成明显影响。对注塑LLDPE-g-MAH拉伸疲劳试验中的S-N曲线采用微缺陷积累的疲劳动力学模型进行拟合，比其他纯数学模型更好的预测了失效寿命随应力增大而减小的趋势，且模型具有良好的稳定性。

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上海交通大学硕士学位论文答辩决议书

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第一章 绪论

1.1 压缩天然气汽车用燃料罐

1.2 线性低密度聚乙烯

1.3 高分子的加工成型

1.4 高分子的热老化

1.5 高分子疲劳概述

1.6 研究目的、意义和内容

第二章 LLDPE-g-MAH的加工成型

2.1 研究用马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯简介

2.2 LLDPE-g-MAH的注射成型

2.3 LLDPE-g-MAH的滚塑成型

2.3 本章小结

第三章 LLDPE-g-MAH老化及静载性能

3.1 LLDPE-g-MAH的饱和吸水率

3.2 LLDPE-g-MAH无氧热老化

3.3 LLDPE-g-MAH的拉伸试验

3.5 本章小结

第四章 LLDPE-g-MAH疲劳性能

4.1 高分子的疲劳行为

4.2 LLDPE-g-MAH的疲劳试验

4.3 LLDPE-g-MAH非对称循环应力疲劳动力学模型

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

附录1

附录2

致谢

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