HDPE、HDPE/C结构及其辐照效应的SAXS研究

发布时间：2021-08-04 19:33

　　小角X射线散射（SAXS）是一种研究材料内部一至数百纳米范围内结构变化的无损检测手段。高密度聚乙烯（HDPE）以及碳掺杂聚乙烯复合材料（HDPE/C）已成为现代社会重要的生产生活物资，其结构和性能的深入研究为这些材料的开发利用奠定了基础。利用SAXS实验技术对聚合物及其复合材料结构进行研究，可以得到材料结晶形态学信息以及纳米颗粒掺杂对微观结构的影响。同时，SAXS也是研究离子辐照引起材料非晶化转变、分子链断裂和交联、碳化以及离子径迹等辐照损伤现象的有效实验手段。论文首先利用SAXS实验技术对HDPE进行原位变温实验，通过对散射强度数据的Lorentz修正、一维相关函数和积分不变量的分析，研究了HDPE的片晶结构随温度的变化规律。研究结果表明，在100℃以下时，HDPE的长周期结构不随温度发生变化，但片晶内部非晶区厚度略有增加而晶区厚度略有减小，相应的线性结晶度减小。当温度升至110℃以上时，随着温度的增加，晶区、非晶区和片晶的尺寸均明显增大。聚乙烯内片晶从120℃时开始大量熔化。利用SAXS和差示扫描量热法（DSC）实验技术研究了掺杂不同浓度碳纳米管（CNT）和碳黑（CB）颗粒的复合材... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】：99 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 HDPE 及其碳掺杂复合材料 HDPE/C 的研究背景
        1.1.1 聚合物 HDPE
        1.1.2 复合材料 HDPE/C
    1.2 离子辐照聚合物材料的研究
        1.2.1 离子与物质相互作用过程
        1.2.2 高能重离子辐照特点
        1.2.3 聚合物及其复合材料离子辐照的结构特点及应用
        1.2.4 材料辐照损伤效应的研究方法
    1.3 小角 X 射线散射(SAXS)
        1.3.1 SAXS 的基本原理
        1.3.2 SAXS 实验技术的优点
        1.3.3 SAXS 在聚合物及其复合材料研究中的应用
    1.4 本论文研究目的和内容
    参考文献
第二章 实验部分
    2.1 辐照实验装置
    2.2 实验测量方法
        2.2.1 小角 X 射线散射实验
        2.2.2 X 射线衍射实验
        2.2.3 差示扫描量热法实验
    2.3 SAXS 数据处理和分析方法
        2.3.1 SAXS 数据预处理
        2.3.2 SAXS 数据分析方法
    参考文献
第三章 SAXS 测定 HDPE 微观结构随温度的变化
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 SAXS 变温实验过程
    3.3 实验结果与讨论
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 复合材料 HDPE/CNT 和 HDPE/CB 结构的 SAXS 研究
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 实验样品制备
        4.2.2 SAXS 在线变温测量
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 碳颗粒掺杂对 HDPE 结构的影响
        4.3.2 温度对复合材料中 HDPE 结构的影响
    4.4 小结
    参考文献
第五章 高能重离子辐照 HDPE 微观结构的 SAXS 研究
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 样品制备
        5.2.2 辐照实验
        5.2.3 SAXS 实验方案设计
    5.3 SAXS 实验结果与讨论
        5.3.1 圆对称散射光斑分析
        5.3.2 各向异性光斑散射光斑分析
    5.4 XRD 实验结果分析
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 SAXS 对辐照 HDPE/CB 的微观结构研究
    6.1 引言
    6.2 实验
        6.2.1 样品制备
        6.2.2 辐照实验
    6.3 实验结果与讨论
        6.3.1 SAXS 实验结果与讨论
        6.3.2 XRD 实验结果与讨论
    6.4 小结
    参考文献
第七章 总结与展望
博士期间发表论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]小角X射线散射（SAXS）数据分析程序SAXS1.0[J]. 王维,陈兴,蔡泉,默广,陈中军,李志宏,张坤浩,吴忠华.  核技术. 2007(07)
[2]离子辐照对聚苯乙烯低温导电特性的影响[J]. 王晓强,谢二庆,钱秉中,贺德衍,朱智勇,金运范.  物理学报. 2002(05)
[3]35MeV/uAr离子辐照聚酯膜引起的效应研究[J]. 刘昌龙,朱智勇,金运范,王衍斌,孙友梅,侯明东,王志光,刘杰,陈晓曦,张崇宏.  原子核物理评论. 2000(04)
[4]聚合物材料的快重离子辐照效应[J]. 朱智勇,金运范,唐玉华,刘昌龙,孙友梅.  原子核物理评论. 2000(03)
[5]纯金属中电子能损效应的实验研究[J]. 王志光,金运范,侯明东.  原子核物理评论. 2000(02)

博士论文
[1]荷能重离子引起高定向石墨和石墨烯的辐照效应研究[D]. 曾健.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2014

硕士论文
[1]耐热聚乙烯结构与性能的研究[D]. 佘胜佳.湖北工业大学 2013



本文编号：3322281