聚合物复杂材料结晶过程的在线表征研究

发布时间：2017-11-07 02:39

本文关键词：聚合物复杂材料结晶过程的在线表征研究

【摘要】：掌握聚合物共混材料的结晶过程的基本规律,对成型工艺参数的控制以及优异性能制品的制造等有重要意义。本文研究了聚合物共混材料结晶和橡胶硫化过程的表征方法,主要研究工作及进展如下：(1)采用安装超声探头的PVT装置系统地研究了HDPE/PP的非等温结晶过程。提出了结晶过程中声速与温度的关系式,对声速计算得到的结晶度曲线经过Jeziorny法处理,得到的Avrami指数为3～4,半结晶时间随压力增大而减小；DSC及力学性能测试表明当降温速率由10℃/min变为5℃/min时,其熔融及结晶过程的DSC曲线均由单峰变为双峰,而拉伸强度及冲击强度随HDPE含量增加先上升后下降,在HDPE含量为50%时达到最大。(2)超声法系统地研究了PP/CaCO3的非等温结晶过程。在声速与温度关系式的基础上,引入CaCO3含量分数,得到了声速随温度及CaCO3含量变化的主函数方程；对声速计算得到的结晶度曲线进行Jeziorny法处理,得到的Avrami指数为3～4,半结晶时间随CaCO3含量的增加先减小后增大,5% CaCO3时达到最大值；加入CaCO3使PP熔融温度降低,结晶温度先升高后降低；拉伸强度随CaCO3含量增加而降低,冲击强度先上升在下降,20%时达到最大值。(3)通过橡胶加工分析仪等方法研究了丁腈橡胶/HDPE流变性能。正硫化阶段扭矩拟合结果表明HDPE降低了丁腈橡胶的硫化速率,而储能模量-应变曲线出现Payne效应；在Kraus模型的基础上,引入HDPE含量参数,得到了储能模量随应变和HDPE含量变化的主函数方程；DSC曲线表明丁腈橡胶降低了HDPE熔融温度而提高结晶温度,Avrami方程拟合得到的Avrami指数为1-2,硫化胶、HDPE和混炼胶中HDPE的半结晶时间依次减小；毛细管流变仪测试表明丁腈橡胶/HDPE为假塑性流体；DMA及力学性能测试表明HDPE提高了丁腈橡胶抵抗热变形能力、硬度以及撕裂强度,而降低了玻璃化转变温度和拉伸强度。(4)利用安装超声探头的无转子硫化仪及PVT装置监测了丁腈橡胶/HDPE的硫化过程。提出了正硫化阶段中声速与时间关系式,并采用状态方程分析了PVT变化,结果表明随着HDPE含量的增加,等温压缩系数逐渐减小而热膨胀压缩系数逐渐增大；通过直线方程及Tait方程拟合得到了声速与比容的关系,直线关系拟合更接近实际值。本文得到的超声表征聚合物共混材料非等温结晶过程和橡胶硫化过程的定量关系式可用于更多材料,对材料改性以及成型工艺优化等工程应用具有重要意义。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631;TQ330.13

【参考文献】

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1 张萌;轩福贞;;汽轮机转子钢蠕变损伤的非线性超声评价[J];机械工程学报;2016年02期

2 杨允泉;;超声回弹法在检测桥梁中的技术应用研究[J];黑龙江交通科技;2015年10期

3 邢立艳;蒲俊文;徐明;吕铭伟;;超声波技术在制浆造纸行业的应用发展现状[J];天津造纸;2015年03期

4 程丽华;王克俭;刘力;张立群;;超声法表征天然橡胶的PVT特性[J];高分子材料科学与工程;2014年12期

5 罗伟昂;程玲;戴李宗;陈旭东;麦堪成;陈钰杰;廖正福;;同步扫描光谱方法研究聚合物结晶动力学过程(英文)[J];光谱学与光谱分析;2014年09期

6 谢云;晋刚;胡鑫;王雷;;超声波测量高分子材料取向度研究进展[J];塑料工业;2014年06期

7 王扬丹;彭履瑶;王莹;余俊熹;雷欢;彭娅;;纳米碳酸钙对PP/SEBS结晶和力学性能的影响[J];工程塑料应用;2013年10期

8 赵丽娟;许琪;姚燕青;郭少云;;超声波在线检测高分子材料在流变仪中的挤出行为(I)[J];高分子材料科学与工程;2013年08期

9 张勤星;李倩;王利霞;郑国强;申长雨;;聚丙烯结晶行为的PVT研究[J];高分子学报;2013年01期

10 赵洋;王克俭;;超声法表征高密度聚乙烯的PVT和熔融过程[J];高分子材料科学与工程;2012年11期