偏心转子挤出机制备HDPE/MMT纳米复合材料及其特性研究
发布时间：2020-12-09 00:01
HDPE/MMT纳米复合材料由于具有优异的刚性、韧性、热性能及阻隔性能,被普遍应用于工业、农业、卫生、医药以及日用品等方方面面,具有极大的工业应用潜质。然而,由于非极性的HDPE与极性的MMT之间的相容性并不好,采用以剪切流场为主的传统螺杆挤出机难以实现MMT纳米粒子在HDPE基体中的插层、分散甚至剥离。与剪切流场相比,拉伸流场在聚合物复合材料加工领域具有无可比拟的优势,具有更显优异的分散效率和混合效果。本论文中选用的本实验室自主研发的偏心转子挤出机,可以实现在聚合物挤出加工全过程中施加拉伸力场。论文对偏心转子塑化输运设备和方法进行了原理分析,对聚合物熔体在偏心转子独立单元中的塑化输运以及混合过程进行了分析讨论。采用偏心转子挤出机制备了HDPE/MMT纳米复合材料,分别研究了偏心转子挤出机的不同工艺参数(加工温度和加工转速)对复合材料结构和性能的影响。结果表明,拉伸流场作用能够有效地促进MMT片层的剥离分散。较之加工温度,加工转速的变化对MMT的插层和分散效果的影响更大。加工工艺参数对于复合材料的结晶度影响较大,而对熔点则影响相对较小。当加工温度为220°C,加工转速为50 rpm时,...
【文章来源】： 梁晓彤 华南理工大学
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究现状
1.2.1 MMT的有机改性
1.2.2 聚合物/MMT纳米复合材料的研究进展
1.3 聚乙烯的研究现状
1.3.1 聚乙烯的性能和用途
1.3.2 HDPE/MMT纳米复合材料的研究进展
1.4 拉伸流场在聚合物加工中的应用
1.4.1 基于拉伸流变的加工方法
1.4.2 拉伸流场的实现方法的研究进展
1.5 课题的研究目的、意义及内容
1.5.1 研究的目的和意义
1.5.2 研究的主要内容
1.6 本章小结
第二章 实验试样制备方法与表征手段
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.3 HDPE/MMT试样制备方法
2.4 测试与表征
2.4.1 X射线衍射（XRD）
2.4.2 透射电镜（TEM）
2.4.3 差示扫描量热法（DSC）
2.4.4 热重分析（TG）
2.4.5 拉伸性能测试
2.4.6 硬度测试
2.4.7 动态流变测试（DRM）
2.4.8 紫外光透过率
2.4.9 氧气透过率
2.5 本章小结
第三章 偏心转子挤出机及物料的塑化混合特性
3.1 挤压系统的工作原理和结构特征
3.1.1 工作原理
3.1.2 结构特征
3.2 偏心转子挤出机的基本结构
3.3 塑化输送过程
3.3.1 物料的输送过程
3.3.2 拉伸流场对物料塑化性能的影响
3.4 混合机理研究
3.4.1 拉伸流场对物料混合特性的影响
3.4.2 拉伸力场强度
3.5 本章小结
第四章 工艺参数对HDPE/MMT结构与性能的影响
4.1 加工温度的影响
4.1.1 微观结构
4.1.2 热性能
4.1.3 拉伸性能
4.1.4 表面硬度
4.1.5 流变性能
4.2 加工转速的影响
4.2.1 微观结构
4.2.2 热性能
4.2.3 拉伸性能
4.2.4 表面硬度
4.2.5 流变性能
4.3 本章小结
第五章 填充配比对HDPE/MMT结构与性能的影响
5.1 不同MMT含量的影响
5.1.1 微观结构
5.1.2 热性能
5.1.3 力学性能
5.1.4 流变性能
5.1.5 阻隔性能
5.1.6 MMT作用机理
5.2 不同相容剂含量的影响
5.2.1 微观结构
5.2.2 热性能
5.2.3 力学性能
5.2.4 流变性能
5.2.5 阻隔性能
5.3 本章小结
结论与展望
一、结论
二、后期工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
本文编号：2905914
【文章来源】： 梁晓彤 华南理工大学
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究现状
1.2.1 MMT的有机改性
1.2.2 聚合物/MMT纳米复合材料的研究进展
1.3 聚乙烯的研究现状
1.3.1 聚乙烯的性能和用途
1.3.2 HDPE/MMT纳米复合材料的研究进展
1.4 拉伸流场在聚合物加工中的应用
1.4.1 基于拉伸流变的加工方法
1.4.2 拉伸流场的实现方法的研究进展
1.5 课题的研究目的、意义及内容
1.5.1 研究的目的和意义
1.5.2 研究的主要内容
1.6 本章小结
第二章 实验试样制备方法与表征手段
2.1 实验原料
2.2 实验设备
2.3 HDPE/MMT试样制备方法
2.4 测试与表征
2.4.1 X射线衍射（XRD）
2.4.2 透射电镜（TEM）
2.4.3 差示扫描量热法（DSC）
2.4.4 热重分析（TG）
2.4.5 拉伸性能测试
2.4.6 硬度测试
2.4.7 动态流变测试（DRM）
2.4.8 紫外光透过率
2.4.9 氧气透过率
2.5 本章小结
第三章 偏心转子挤出机及物料的塑化混合特性
3.1 挤压系统的工作原理和结构特征
3.1.1 工作原理
3.1.2 结构特征
3.2 偏心转子挤出机的基本结构
3.3 塑化输送过程
3.3.1 物料的输送过程
3.3.2 拉伸流场对物料塑化性能的影响
3.4 混合机理研究
3.4.1 拉伸流场对物料混合特性的影响
3.4.2 拉伸力场强度
3.5 本章小结
第四章 工艺参数对HDPE/MMT结构与性能的影响
4.1 加工温度的影响
4.1.1 微观结构
4.1.2 热性能
4.1.3 拉伸性能
4.1.4 表面硬度
4.1.5 流变性能
4.2 加工转速的影响
4.2.1 微观结构
4.2.2 热性能
4.2.3 拉伸性能
4.2.4 表面硬度
4.2.5 流变性能
4.3 本章小结
第五章 填充配比对HDPE/MMT结构与性能的影响
5.1 不同MMT含量的影响
5.1.1 微观结构
5.1.2 热性能
5.1.3 力学性能
5.1.4 流变性能
5.1.5 阻隔性能
5.1.6 MMT作用机理
5.2 不同相容剂含量的影响
5.2.1 微观结构
5.2.2 热性能
5.2.3 力学性能
5.2.4 流变性能
5.2.5 阻隔性能
5.3 本章小结
结论与展望
一、结论
二、后期工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
本文编号：2905914
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2905914.html
