学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

HDPE/木粉复合材料抗蠕变性能研究

作　者: 薛菁
导　师: 薛平
学　校: 北京化工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 木塑复合材料 HDPE 弯曲蠕变抗弯性能
分类号: TQ320.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 141次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文主要围绕如何提高HDPE/木粉复合材料的抗蠕变性能进行了实验研究,并对结果进行了深入分析。首先在借鉴聚合物蠕变性能研究的基础上,分析了HDPE／木粉复合材料的蠕变机理,并据此提出了改善其蠕变性能的实验方案：运用聚合物改性的几类方法,共混改性(添加刚性树脂PS)、化学改性(添加DCP进行交联)、填充改性(改变木粉含量、添加OMMT、填充玻纤网和金属网)来改善HDPE／木粉复合材料的蠕变性能；并经过大量的工艺参数探索,成功制备了经上述方案改性的HDPE/木粉复合材料。其次,蠕变性能的测试既是本研究的重点也是难点,根据木塑复合材料自身性能及蠕变测试原理自行研制了弯曲蠕变仪,进行了短期弯曲蠕变性能测试。将制备的各种HDPE/木粉复合材料样条在自制弯曲蠕变仪上进行了弯曲及弯曲蠕变性能测试,对测试数据进行分析总结,得到以下结果：(1)木粉的加入增强了材料的刚性,改善了复合材料的抗弯及抗蠕变性能,但同时也使材料变脆,弯曲强度在木粉50%时出现极大值后开始下降。(2)添加DCP不仅能交联PE,同样可以使HDPE木塑复合体系交联,并且提高其抗弯及抗蠕变性能,本实验中2%DCP配方对其蠕变性能改善效果最好。(3)添加PS极大地提高了复合材料的刚性,大幅度降低了弯曲应变和蠕变形变,改善了其抗弯及抗蠕变性能。本实验中对蠕变性能改善效果最明显的PS和HDPE的最佳混合比例为50：50。(4)在上述两种最优材料体系的基础上,分别研究添加OMMT的影响。随着OMMT含量的增加,对两种配方抗弯性能的提高作用明显,当OMMT含量超过3%后,有下降趋势。OMMT含量4%可以大大提高DCP配方体系的抗蠕变性能,OMMT含量0.5%可以提高PS配方体系的抗蠕变性能。(5)填加玻璃纤维网或金属网对于两种配方的抗弯性能都有所提高,但并不能改善这两种配方体系的抗蠕变性能。综合对比,可以得出在本研究中60%木粉且PS/HDPE~50:50再添加3%的OMMT配方体系的抗弯性能最优,60%木粉且PS/HDPE~50:50再添加0.5%的OMMT配方的抗蠕变形变性能最优。本课题就如何提高HDPE/木粉复合材料的抗蠕变性能进行了较系统的研究,在改善木塑复合材料的抗蠕变性能研究方面填补了空白；而自行研制的弯曲蠕变仪在国内外也属首次,为弯曲蠕变测试的标准化提供了一定参考和依据。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-15
第一章绪论  15-25
  1.1 引言  15
  1.2 木塑复合材料发展概况  15-19
    1.2.1 木塑复合材料性能特点及应用  15-17
    1.2.2 木塑复合材料研究现状及发展趋势  17-19
  1.3 蠕变性能研究进展  19-20
    1.3.1 高聚物蠕变性能  19
    1.3.2 前人的研究成果  19-20
  1.4 改性技术发展研究概况  20-22
    1.4.1 共混改性  20-21
    1.4.2 化学改性  21
    1.4.3 填充改性  21-22
  1.5 论文研究的目的和意义  22-25
    1.5.1 研究目的  22
    1.5.2 研究意义  22-23
    1.5.3 研究内容  23-25
第二章相关理论基础  25-29
  2.1 聚合物蠕变理论  25-27
    2.1.1 蠕变规律  25-26
    2.1.2 蠕变机理  26-27
  2.2 聚合物交联理论  27-28
    2.2.1 聚乙烯交联概述  27
    2.2.2 过氧化物交联机理  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章实验部分  29-41
  3.1 实验方案  29-33
    3.1.1 方案设计  29-30
    3.1.2 实验流程  30-31
    3.1.3 原材料及仪器设备  31-32
    3.1.4 样品制备  32-33
  3.2 蠕变测试研究  33-37
    3.2.1 蠕变测试  33
    3.2.2 蠕变测试的难点  33-34
    3.2.3 自制弯曲蠕变仪  34-37
  3.3 材料性能测试  37-39
    3.3.1 力学性能测试  37-38
    3.3.2 蠕变性能测试  38
    3.3.3 电镜扫描  38
    3.3.4 凝胶量的测定  38-39
  3.4 本章小结  39-41
第四章多种改性方法对HDPE/木粉复合材料性能的影响  41-75
  4.1 木粉含量对HDPE木塑复合材料性能的影响  41-46
    4.1.1 DCP配方  41-44
    4.1.2 PS配方  44-46
    4.1.3 HDPE木塑蠕变性能研究  46
  4.2 添加交联剂对HDPE木塑复合材料性能的影响  46-52
    4.2.1 交联度  47-48
    4.2.2 抗弯性能  48-50
    4.2.3 抗蠕变性能  50-51
    4.2.4 复合体系交联机理分析  51-52
  4.3 添加聚苯乙烯对HDPE木塑复合材料力学性能的影响  52-56
    4.3.1 抗弯性能  53-55
    4.3.2 抗蠕变性能  55-56
  4.4 OMMT含量对复合材料性能的影响  56-64
    4.4.1 DCP配方  56-60
    4.4.2 PS配方  60-63
    4.4.3 SEM分析  63-64
  4.5 填加玻璃纤维网及金属网对复合材料性能的影响  64-70
    4.5.1 DCP配方  64-67
    4.5.2 PS配方  67-69
    4.5.3 SEM分析  69-70
  4.6 不同方法对HDPE木塑复合材料性能影响的对比  70-73
    4.6.1 添加PS和DCP对木塑复合材料性能影响的对比  70-71
    4.6.2 添加OMMT对两种最优配方性能影响的对比  71-72
    4.6.3 不同方法提高复合材料抗蠕变性能效果的综合对比  72-73
  4.7 本章小结  73-75
第五章总结与展望  75-79
  5.1 主要研究成果  75-76
  5.2 研究难点突破  76
  5.3 课题创新之处  76-77
  5.4 进一步研究方向  77-79
参考文献  79-81
致谢  81-83
研究成果及发表的学术论文  83-85
作者和导师简介  85-86
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  86-87

HDPE/木粉复合材料抗蠕变性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文