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等通道转角挤压自增强HDPE和PP结构与性能研究

作　者: 王金龙
导　师: 王鹏程
学　校: 内蒙古工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 等通道转角挤压 高密度聚乙烯 聚丙烯 力学性能 结晶度 取向
分类号: TB324
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


高聚物强度理论表明,其理论强度与实际强度之间存在着巨大差距,这说明提高高聚物实际强度的潜力是很大的。另外,自增强聚合物可以提高材料的力学性能,增强体和基体之间不存在界面问题,比添加型增强材料具有更优越的使用性能。本文基于以上前提,应用等通道转角挤压技术对高密度聚乙烯和聚丙烯进行研究,以实现它们自增强的目的。本课题是利用等通道转角挤压模具对两种材料在低于但接近其熔点温度下进行一、二、三次挤压,每次挤压在前一次的基础上转动180°。运用拉伸试验定量的比较同类材料各种试样之间力学性能的变化。利用差示扫描量热仪比较原始试样、各次挤压试样之间结晶度的变化。应用X射线衍射分析同类材料各种试样取向的变化。通过对上述各项内容的分析,得出以下结论:HDPE、PP经过等通道转角挤压后,抗拉强度从原始试样到二次挤压试样分别提高了5.18MPa和6.32MPa,高密度聚乙烯延伸率大幅度降低。两种材料结晶度变化趋势是从原始试样到三次挤压试样先降低后升高,其原因是挤压温度选在两种材料的熔限范围内,导致材料少部分结晶不完善晶粒的熔融,使结晶度下降,后又升高是因为取向的增加,增强了结晶能力。取向的变化趋势是两种材料随着挤压次数的增加,其取向程度逐渐提高,但聚丙烯三次挤压相对二次挤压对取向变化的影响较少。本课题的研究可以证明,等通道转角挤压技术可以起到强化高聚物的作用。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 引言  10
  1.2 等通道转角挤压技术简介  10-11
  1.3 高聚物的强度理论  11-17
    1.3.1 高聚物的破坏和理论强度  11-13
    1.3.2 影响高聚物实际强度的因素  13-14
    1.3.3 结晶度大小对高聚物力学性能的影响  14-15
    1.3.4 高聚物的取向结构  15-17
  1.4 本课题的主要内容  17-18
  1.5 本课题研究的意义  18-19
第二章 原始试样制备  19-25
  2.1 原始试样的确定  19
  2.2 原始试样成型模具设计与制造  19-21
    2.2.1 压塑模  19-20
    2.2.2 注塑模  20-21
  2.3 原始试样成型  21-24
    2.3.1 原始试样成型设备  21-22
    2.3.2 高密度聚乙烯原始试样的制备  22-23
    2.3.3 聚丙烯原始试样的制备  23-24
  2.4 试样质量对比分析  24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 ECAP 试验  25-33
  3.1 ECAP 模具设计与制造  25-26
  3.2 ECAP 试验仪器设备  26-27
  3.3 ECAP 过程  27-29
    3.3.1 油压机调试  27
    3.3.2 模具的装夹  27-28
    3.3.3 试验温度的选择  28
    3.3.4 挤压过程  28-29
  3.4 ECAP 试验结果及分析  29-32
    3.4.1 试验结果  29-31
    3.4.2 结果分析  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章 力学拉伸性能试验  33-42
  4.1 试验原理  33
  4.2 试验设备  33-34
  4.3 试验试样和条件  34
  4.4 试验过程  34-35
  4.5 试验结果及分析  35-41
    4.5.1 HDPE 拉伸试验结果及分析  36-38
    4.5.2 PP 拉伸试验结果及分析  38-40
    4.5.3 两种材料试验结果分析与比较  40-41
  4.6 本章小结  41-42
第五章 热分析  42-48
  5.1 测试设备  42
  5.2 测试条件  42-43
  5.3 测试结果及分析  43-47
    5.3.1 HDPE 测试结果及分析  43-45
    5.3.2 PP 测试结果及分析  45-47
  5.4 本章小结  47-48
第六章 X 射线衍射分析  48-53
  6.1 测试设备  48
  6.2 测试条件  48
  6.3 测试结果及分析  48-52
    6.3.1 HDPE 测试结果及分析  49-51
    6.3.2 PP 测试结果及分析  51-52
  6.4 本章小结  52-53
第七章 结论  53-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
作者简历  59

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 非金属材料 > 高分子材料
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