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聚合物基废弃物复合材料的制备与老化研究

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第一章概论

1.1废弃物复合材料出现及发展的历史必然性

1.2废弃物复合材料的定义及分类

1.3聚合物基废弃物复合材料的基本要素

1.3.1基体

1.3.2增强材料

1.3.3界面理论

1.3.4混炼复合设备

1.4聚合物基废弃物复合材料的主要应用

1.5聚合物基废弃物复合材料的关键技术

1.6聚合物基废弃物复合材料的老化研究

1.6.1热老化

1.6.2.大气老化

1.6.3.其它老化

1.7本研究的实验内容

1.8本实验内容研究的意义

第二章低密度聚乙烯薄膜的老化实验

2.1引言

2.2低密度聚乙烯的性质

2.3老化机理及影响因素简介

2.3.1热氧老化机理

2.3.2热氧老化影响因素

2.3.3光氧老化机理

2.3.4光氧老化影响因素

2.4实验部分

2.4.1热氧老化实验条件的选择

2.4.2大气曝露实验条件的选择

2.4.3人工加速老化实验条件选择

2.4.4机械性能测试方法

2.4.5傅立叶红外光谱测试方法

2.4.6热分析方法

2.5实验结果及分析

2.5.1外观及机械性能的变化及比较

2.5.2对未加防老剂的低密度聚乙烯农膜的红外分析图

2.5.3对已添加防老剂的LDPE棚膜的老化变化比较

2.5.4 LDPE棚膜大气曝露老化后的光谱特征

2.5.5 LDPE棚膜氙灯老化后的光谱特征

2.5.6 LDPE棚膜热老化后的光谱特征

2.5.7不同老化条件下光谱特征比较分析

2.5.8不同老化条件下的TG及DSC曲线特征分析

2.6本章小结

第三章热塑性聚合物基废弃物复合材料的制备及老化

3.1引言

3.2理论概述

3.2.1复合材料破坏理论

3.2.2颗粒状分散相复合材料增强机理

3.2.3防老化措施简介

3.3实验部分

3.3.1原料

3.3.2防老剂的选择

3.3.3工艺流程及参数的确定

3.3.4人工加速老化及高低温老化参数选择

3.3.5机械性能测试

3.4实验结果及分析

3.4.1不同砂含量对材料机械性能的影响分析

3.4.2添加不同老化剂对材料机械性能的影响分析

3.4.3不同厚度对材料机械性能的影响分析

3.4.4不同砂含量对材料耐老化性能影响分析

3.4.5添加剂的防热老化性能分析

3.4.6添加剂的防光老化性能分析

3.4.7不同温度对试块老化性能的影响

3.4.8填料及老化条件对材料拉伸模量的影响

3.4.9不同老化条件的应力—应变曲线

3.4.10热老化后的应力-应变曲线作用

3.4.11不同温度对材料的应力——应变曲线的影响

3.5本章小结

第四章热固性聚合物基废弃物复合材料制备工艺探索

4.1引言

4.1.1基体的基本性质

4.1.2添加剂

4.1.3模压成型原理

4.1.3纤维状分散相复合材料增强机理

4.2实验部分

4.2.1实验原料及特性

4.2.2 工艺流程

4.2.3机械性能的测定

4.3实验结果及分析

4.4.1不同基体对材料加工及机械性能的影响

4.3.2复合材料制备中纤维含量的确定

4.3.3不同粉尘含量对复合材料机械性能的影响

4.3.4预热温度和预热时间对复合材料机械性能的影响讨论

4.3.5实验过程中出现的问题及解决方法

4.4本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

附录A已发表与接收的论文

附录B 2002年云南昆明市气象资

附录C棚膜不同老化后的DSC-TG分析曲线

展开▼

摘要

本文首先针对PMCMW基体-低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的老化进行了实验及表征,进而对以此种废弃薄膜为基体,以工业废砂为增强材料的热塑性聚合物基废弃物复合材料进行了制备和老化稳定性实验.再次,针对工业粉尘,研究用不饱和聚酯树脂为基体,将它配以玻璃纤维作为增强材料同时添加固化剂等进行了热固性聚合物基废弃物复合材料工艺制备及强度的测试.主要结论如下:1.对LDPE薄膜进行大气曝露老化、人工加速老化及高温热老化,周期取样,测定薄膜的拉伸强度、断裂延伸率,发现在薄膜老化初期,拉伸强度和断裂延伸率都表现为先增加后减小.红外光谱分析较清晰地表明了LDPE分子老化的微观特征变化:分子的断裂,氧化不明显;人工加速老化和高温热老化的作用后的分子老化特征,可初步表示LDPE薄膜的老化中后期特点:分子以断裂和支化为主,从而使氧的侵入更加容易,薄膜变色及变脆,拉伸强度、断裂延伸率等快速下降.而从DSC及TG曲线中则反映:随着老化的加深,LDPE的熔点及分解温度不断下降,热稳定性变差.2.收购使用不超过半年的LDPE农薄为PMCMW的基体,经破碎后与一定量的工业固体废砂混合,通过螺杆挤出机挤出,模压制块,制取PMCMW试块,测试试块的抗弯强度,发现在砂含量小于60﹪以内,复合材料的抗弯强度稳定,且能达20Mp以上,砂含量再增加时,材料的抗弯强度下降.3.对废砂与塑料的质量百分比为1:1的PMCMW进行防光老剂1、防光老剂2的添加,一方面,对防光老剂1和防光老剂2作为颜料,观察其添加量对材料强度的影响.4.用不饱和聚酯树脂(UP)(191和196)进行基体选择制备热固性聚合物基废弃物复合材料,发现以196为基体时,材料的机械性能更加稳定.添加不同量的粉尘和玻璃纤维,发现粉尘:UP质量比在3.5-5范围内,纤维质量百分含量在10﹪--15﹪时,复合材料的抗弯强度高.

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