学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

PP/POE共混体系注塑制品多层次形态演变及性能研究

作　者: 汪玲
导　师: 应继儒
学　校: 湖北工业大学
专　业: 材料学
关键词: PP/POE共混体系相形态演变多层次结构注塑成型力学性能
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 51次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

研究注塑制品的多层结构、形成条件及其与材料性能之间的关系,对于高分子材料的设计和性能优化具有十分重要的意义。本文采用熔融共混制备了聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯弹性体(POE)共混物,通过改变PP/POE共混体系的组分和在注塑过程中的加工参数,如保压压力、保压时间、冷却时间、注射速率和加工温度等,使熔体在不同的剪切场和温度场下冷却成型,以实现对共混物多层结构的有效控制。采用切片的方法研究共混物各层的取向、结晶以及对应的宏观力学性能,期望找出加工条件、共混物体系微结构以及性能之间的联系,实现注塑制品高性能化。多层结构形貌演变结构表明,在注射成型中各种加工条件的注塑制品表现出明显的多层结构,可以分成表皮层、过渡层、剪切层以及芯层。通过扫描电镜(SEM)表征发现表皮层不含POE粒子,芯层的POE含量最大。剪切层的分散相POE粒子取向最为强烈,而过渡层和芯层形变就小得多。还发现在平行流动方向上和垂直流动方向上,远浇口端的分散相颗粒尺寸大于近浇口端。从过渡层到芯层,我们观察到分散相尺寸的变化与加工条件密切相关,在较高的保压压力、短的冷却时间、高的注射速率、高的加工温度会导致分散相POE的颗粒尺寸减小,并且对近浇口端的影响大于远浇口端。通过X-射线衍射仪(WAXD)和差热扫描量热仪(DSC)表征得到多层结构中从表皮层到芯层,每一层的熔点都不一样,表皮层的熔点接近与纯PP,并且高于其他任何一层。由于表皮降温快,结晶度最小,而芯层的结晶度最大。此外DSC结果表明多层结构中过渡层和剪切层中含有p晶,剪切层中p晶衍射峰值特别高,而在芯层没有发现β晶的存在。力学性能研究结果表明相同加工条件下随着POE含量的增加,体系的冲击强度显著增加但是拉伸强度呈下降趋势,当POE含量超过25%时,共混体系出现脆韧转变。注射速度较低时,样品的缺口冲击强度最高；随着温度的降低,注射试样的拉伸强度呈升高趋势。本文采用切片的方法对各层动态力学性能(DMA)进行了研究,结果发现同一组分下加工温度对各层影响较大,加工温度越高,无论是表皮层还是芯层,储能模量都增加,而注射速率仅仅对表皮层的模量影响比较明显,并采用COX模型预测各层的模量与实验结果接近。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-17
  1.1 概述  9-12
    1.1.1 PP/POE共混体系的研究进展  10-12
  1.2 注塑成型过程中制品形态结构控制  12-14
    1.2.1 各种工艺条件的影响因素  12-13
    1.2.2 注塑机理与取向机理  13-14
  1.3 多相聚合物流变行为对形态结构的影响  14-16
    1.3.1 多相聚合物流变理论  14-15
    1.3.2 多相聚合物熔体流动理论  15-16
  1.4 课题研究思路和主要研究内容  16-17
第2章实验部分  17-21
  2.1 实验原料及设备  17-18
    2.1.1 实验原料  17
    2.1.2 仪器与设备  17-18
  2.2 实验步骤  18-19
  2.3 形态结构与性能表征  19-21
    2.3.1 形态结构的表征  19-20
    2.3.2 静态力学性能测试  20
    2.3.3 动态力学性能测试  20-21
第3章 PP/POE共混体系相形态演变的SEM分析  21-47
  3.1 不同组分PP/POE体系初始形貌图  21-22
  3.2 注塑PP/POE共混物多层结构形貌演变  22-29
    3.2.1 平行流动方向上多层结构形貌演变  23-25
    3.2.2 垂直流动方向上多层结构形貌演变  25-27
    3.2.3 共混物近浇口端与远浇口端形态比较  27-28
    3.2.4 流变行为与多层结构形貌演变的关系  28-29
  3.3 组成对共混物多层结构形貌演变的影响  29-33
    3.3.1 平行流动方向上芯层形貌的影响  29-31
    3.3.2 垂直流动方向上芯层形貌的影响  31-32
    3.3.3 体系的组成对分散相芯层粒径的影响  32-33
  3.4 保压压力对共混物多层结构形貌演变的影响  33-36
    3.4.1 平行流动方向上各层形貌演变影响  33-35
    3.4.2 垂直流动方向上各层形貌演变的影响  35-36
  3.5 保压时间对共混物多层结构形貌演变的影响  36-38
    3.5.1 平行流动方向上各层形貌演变的影响  36-37
    3.5.2 垂直流动方向上各层形貌演变的影响  37-38
  3.6 冷却时间对共混物多层结构形貌演变的影响  38-40
    3.6.1 平行流动方向上各层形貌的影响  38-39
    3.6.2 垂直流动方向上各层形貌的影响  39-40
  3.7 注射速率对共混物多层结构形貌演变的影响  40-42
    3.7.1 平行流动方向上各层形貌的影响  40-41
    3.7.2 垂直流动方向上各层形貌的影响  41-42
  3.8 注射温度对共混物多层结构形貌演变的影响  42-47
    3.8.1 平行流动方向上各层形貌的影响  42-44
    3.8.2 垂直流动方向上各层形貌的影响  44-47
第4章 PP/POE体系多层结构熔融参数和结晶度分析  47-51
  4.1 多层结构的DSC分析  47-49
  4.2 多层结构的结晶情况  49-51
第5章 PP/POE共混体系力学性能分析  51-63
  5.1 静态力学性能  51-54
  5.2 动态力学性能  54-61
    5.2.1 不同组分PP/POE共混体系动态力学性能分析  55-57
    5.2.2 同一组分多层结构的动态力学性能分析  57-61
  5.3 COX模型模拟  61-63
第6章全文总结与期望  63-65
  6.1 全文总结  63-64
  6.2 展望  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
硕士期间发表的主要论文  70

PP/POE共混体系注塑制品多层次形态演变及性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文