双向复合应力场挤出成型双向增强SGF／HDPE/PP管材的结构与性能

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置生产出了双向增强的短玻璃纤维/高密度聚乙烯/聚丙烯(SGF/HDPE/PP)管材,研究分析了应力场对复合体系管材的拉伸强度、微观分子取向和结晶的影响。结果表明,在200℃以下时,该应力场能改善管材的强度,在保持管材轴向拉伸强度不降低的情况下,其周向拉伸强度的最高改善量达到40.9%,且随着温度的升高而逐渐提高;分子的结晶度也随着温度和转速的升高而增加;同时该应力场促进了分子的取向分布,但分子的解取向效应却随着温度的升高而变得更加严重。

PE-HD在应力场中的双向自增强研究

利用自制的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置生产出双向自增强的高密度聚乙烯(PE-HD)管材,研究分析了双向应力场对PE-HD管材的拉伸强度、微观分子取向和结晶度的影响。结果表明,剪切拉伸双向复合应力场能实现管材轴周向性能的双向自增强,提高管材分子的取向度和结晶度;其轴向拉伸强度最高增强到25.82MPa,提高了14.8%,周向拉伸强度最高增强到24.52MPa,提高了13%;其分子结构由明显的球晶结构转变为高度取向的串晶结构,结晶度达到71.95%。

复合应力场对PE-HD／PP／SGF取向结晶的影响

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置制备了双向增强的高密度聚乙烯/聚丙烯/短玻璃纤维(PE-HD/PP/SGF)管材。采用大角X射线衍射法和差示扫描量热法研究了该双向应力场对复合体系分子取向行为和结晶行为的影响。结果表明,剪切拉伸双向复合应力场能改善体系分子的取向并促进体系结晶。管材周向晶面的衍射强度提高了近80%,而轴向晶面提高了100%以上;α晶的结晶度从65.69%提高到66.87%,β晶的结晶度从1.39%提高到2.17%。

双向应力场对HDPE1158管材力学性能的影响

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置制备了高密度聚乙烯管材;研究了剪切拉伸双向复合应力场对管材力学性能的影响,并对管材的微观结构进行了观察分析。结果表明:剪切拉伸双向复合应力场能同时改善管材轴向和周向的力学性能,其轴向拉伸强度最大提高36.6%,轴向拉伸模量最大提高47.4%;周向拉伸强度最大提高54.6%,周向拉伸模量最大提高140.7%;且周向性能的增强效果更明显。扫描电子显微镜照片显示,自增强管材内部由高度取向的微纤结构及二次取向结晶且串晶互锁结构组成。

复合应力场剪切诱导成型PP-R自增强管材的结构与性能研究

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置生产出了双向自增强的无规共聚聚丙烯(PP-R C180)管材,研究分析了该双向应力场的剪切诱导效应对PP-R C180管材的结晶熔融、取向和拉伸强度的影响.结果表明,剪切拉伸双向复合应力场的引入所带来的剪切诱导效应促进了PP-R C180分子有序性的增加,使PP-R C180体系分子更容易形成分别沿管材周向和轴向方向的取向,因而保持甚至提高了耐热性与结晶速率,降低了结晶度,改变了PP-R C180的结晶结构与形态,诱导出了全新的β晶,进而改善了管材的强度性能.与常规管材相比,自增强管材在保持其熔点不降低的前提下,使结晶度从常规管材的44.96%降至40.03%,降低了4.93%;轴向强度从常规管材的23.35 MPa最高增强到25.49 MPa,提高了9.2%;周向强度从常规管材的22.71 MPa最高增强到26.54 MPa,提高了16.9%,且增强之后管材的周向强度已经高于了轴向强度,更优化地配置了聚合物材料的性能,更充分地满足了受内压管材使用的现实需求.