口模拉伸高取向聚乙烯材料的研究

研究了不同拉伸比的高取向聚乙烯材料的拉伸行为,并用X射线衍射及广角X射线衍射研究了共聚聚乙烯材料的取向度及结晶度。随着拉伸比和口模温度的升高,取向聚乙烯的结晶度明显提高,证实了高取向材料在制备过程中存在应力诱导的结晶过程,同时还存在温度作用的二次重结晶过程。

取向PE的口模拉伸工艺、材料性能及应用

介绍了制备取向聚乙烯的口模拉伸工艺及其特点,该工艺适宜的口模温度为低于树脂熔点10～40℃,拉伸速度一般小于15 m/min。利用口模拉伸工艺制备的取向聚乙烯的力学性能具有高度热敏感性,材料的热收缩率很高,且收缩时具有一定的收缩力。并指出了取向聚乙烯的应用领域。

用口模拉伸成型方法生产双轴取向管的研究进展

本文简要介绍了口模拉伸成型方法和用模拉法生产双轴取向管的目的。然后详细介绍了国内外学者在用模拉法生产双轴取向管之方面的研究及其进展，最后，简要介绍了双轴取向管优越的性能和广泛的用途以及未来的研究方向。

口模拉伸聚丙烯线材的性能

利用自行研制的口模拉伸装置制备聚丙烯自增强线材,通过二维广角X射线衍射仪(2D-WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)考察自增强线材熔融、结晶行为、晶体取向度;研究了实际拉伸比与自增强线材拉伸强度的关联性;考察了拉伸温度、实际拉伸比与热收缩性的关联性。结果表明,拉伸温度、实际拉伸比越高,聚丙烯自增强线材内部形成的微纤结构越完善,结晶度越高,热收缩性越好;拉伸温度为70℃和90℃时,拉伸强度随实际拉伸比的提高先增大后减小;而拉伸温度为115、130和150℃时,拉伸强度随实际拉伸比的提高先增大后基本保持不变。

滑石粉添加量对口模拉伸自增强聚丙烯性能的影响

利用单螺杆熔融挤出滑石粉填充聚丙烯(Talc/PP)复合材料料坯,并借助自行研制的口模拉伸自增强实验平台对料坯进行二次加热拉伸,从而制得密度降低的Talc/PP自增强聚丙烯复合型材。通过对试样微观结构、密度、热性能和力学性能的测试表征,研究了不同Talc含量对熔融挤出和口模拉伸制备的试样性能的影响。结果表明,相较于熔融挤出的Talc/PP复合材料料坯,口模拉伸后的Talc/PP自增强试样的力学性能得到大幅度提高,拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度最大增加幅度分别为606%、119%和1337%;同时复合材料的密度有所下降,密度最大降低幅度为10.22%;此外随着Talc含量的不断增加,熔融挤出和口模拉伸后Talc/PP试样的力学性能均呈下降趋势,但密度呈上升趋势。

口模拉伸增强增韧聚甲醛/热塑性聚氨酯复合材料的研究

采用口模拉伸技术制备了高取向的聚甲醛/热塑性聚氨酯(POM/TPU)复合材料,通过调节TPU的含量以及引入拉伸应力场,研究了口模拉伸前后材料的微观结构和力学性能。结果表明,口模拉伸可以有效促进TPU在POM基体中的分散;而且,经口模拉伸后高取向度的POM/TPU复合材料表现出更优异的力学性能。与纯POM相比,在拉伸比为4、TPU质量分数为10%的情况下制备的POM/TPU复合材料,其拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率和缺口冲击强度分别提高至250.6 MPa、2311.8 MPa、45.2%和10.0 kJ/m^(2),显著改善了POM材料的服役性能。

口模拉伸制备高性能聚乳酸/聚己内酯复合材料

选用可降解的聚己内酯(PCL)改善聚乳酸(PLA)材料的韧性,并通过口模拉伸制备了同时增强增韧的高取向PLA/PCL复合材料;研究了不同PCL含量及口模拉伸引入的苛刻外场对共混物结构与性能的影响。扫描电镜分析结果表明,分散相PCL在强烈拉伸场的作用下,呈纤维状分布在PLA基体之中;两相界面接触面积增加,界面作用增强。力学性能测试结果表明,在提高PLA韧性的同时极大地增强了PLA复合材料的强度;拉伸后的样品强度远高于未拉伸的样品;当PCL质量分数为10%时,复合材料经口模拉伸之后其拉伸强度和模量达到了168.3 MPa和5488.4 MPa,相比纯PLA分别提升了280%和249.4%;断裂伸长率达到了34%,提升了500%。

口模拉伸过程PP/CaCO_(3)复合材料结构演变及机理

利用口模拉伸法制备了轻质、高强、高模的聚丙烯(PP)/碳酸钙(CaCO_(3))复合材料,分析了口模拉伸对材料微观结构、晶体结构、热性能和密度的影响,揭示了口模拉伸过程中材料结构演变及其机理。结果表明,随着拉伸过程的进行,材料内的原始球晶向微纤状晶体转变,同时发生晶粒细化现象,结晶度增大表明存在拉伸诱导结晶现象。微孔尺寸的显著增大及材料密度的显著降低主要发生在材料离开收敛流道壁面后的自由拉伸过程中。

口模拉伸共聚高密度聚乙烯的动态力学分析

共聚 HDPE的 DMA结果表明 ,β松弛峰是以往均聚 HDPE所没有的 ,它应归属于共聚 HDPE中丁基的运动。随着拉伸比的增大 ,γ峰的强度变弱 ,非晶区的有序化程度提高。α松弛则是一个多重转变过程 ,代表球晶结构中的颗粒疆界或层状片晶之间滑移运动 α3的退化 ,以及代表纤维结构微原纤或原纤之间折叠区运动的 α1的强化 ,从分子运动的角度反映了共聚 HDPE经口模拉伸后由球晶结构向纤维结构的转变。

无机填料粒径对口模拉伸PP/CaCO_(3)复合材料性能的影响

通过口模拉伸技术制备了高模、高强、轻质的聚丙烯/碳酸钙(PP/CaCO_(3))复合材料,分析了无机填料CaCO_(3)粒径对口模拉伸制品微观结构、热性能、密度、力学性能的影响。X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)结果表明口模拉伸过程中存在拉伸应力诱导熔融再结晶机制,粒径较小的PP/CaCO_(3)复合材料制品的结晶度越高,结晶结构更完善。扫描电镜(SEM)结果表明,CaCO_(3)颗粒附近形成有沿拉伸方向的细长微孔,PP分子链段与片晶沿拉伸方向取向形成微纤结构,且CaCO_(3)粒径越小,微纤排列越致密。口模拉伸后材料的密度降低,粒径越大密度降低效果越显著。微纤结构的形成提高了材料的力学性能,当填料粒径最小为1 250目时,PP/CaCO_(3)复合材料制品的拉伸强度和弯曲模量分别为112.9 MPa和5.05 GPa,其密度仅为0.87 g/cm~3,材料的力学性能表现最佳。

口模拉伸高取向抗冲共聚聚丙烯的研究

经口模拉伸工艺制备出高强度的抗冲共聚聚丙烯(IPC)材料,研究了不同拉伸比(λ)对高取向IPC拉伸性能、收缩特性及熔融、结晶行为的影响。结果表明:IPC的拉伸强度和收缩率均随着拉伸比的提高而明显增加。通过偏光显微镜(POM)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)对其结晶形态、亚微观形貌、熔融和结晶行为进行分析可知,经口模拉伸,IPC原有的球晶结构被破坏,随着拉伸比的提高,原纤轮廓逐渐清晰,纤维结构愈加完善,且熔融峰向高温移动,结晶度提高。结晶形态由球晶转变为纤维状晶是材料力学性能大幅度提高的根本原因。

等规聚丙烯的口模可拉性

采用口模拉伸技术成功制备了实际拉伸比达16以上的等规聚丙烯自增强线材,考察了拉伸温度、名义拉伸比、拉伸速度与实际拉伸比的相互关联性,获得了等规聚丙烯的口模拉伸特性。研究结果表明,提高拉伸温度或减小名义拉伸比,可拉伸速度均提高,对于名义拉伸比为3和5的口模,当拉伸温度分别提高至115℃和150℃时,拉伸速度可达到装置极限拉伸速度22 000 mm/min;实际拉伸比随名义拉伸比的提高而增大;当拉伸温度小于115℃时,实际拉伸比随拉伸速度的提高而增大,当拉伸温度达115℃以后,提高拉伸速度,实际拉伸比则增大到一定值后趋于稳定。

强拉伸场诱导PP/TPU复合材料纤维化结构的形成及性能研究

通过熔融共混的方法制备了聚丙烯/聚氨酯(PP/TPU)复合材料,TPU在PP/TPU复合材料中呈现“海-岛”结构分布,导致复合材料具有较低的力学强度。通过施加强拉伸场,PP/TPU复合材料的相对结晶度显著提高,并且随着拉伸比的增加,复合材料的结晶度和取向度逐渐增加;此外,通过在PP/TPU复合材料中增容剂的引入,显著改善了TPU在PP基体中的分散性。在较高拉伸比下,PP/TPU复合材料内部能够形成纤维化结构,使PP材料的拉伸强度从约30 MPa(DR=1)提高到了约320 MPa(DR=8),提高幅度约966%。相比于口模拉伸的纯PP材料,TPU和增容剂的引入能够使口模拉伸的复合材料在具有较高拉伸强度的同时,具有较好地韧性。因此,通过协同调控口模拉伸成型强拉伸场和增容剂,可以获得同时增强增韧的PP复合材料,为PP的改性提供了一种新的方法。

塑料管材连续双向拉伸技术

介绍六种塑料管材连续双向拉伸技术,包括压缩空气成型、口模拉伸成型、风冷却成型、模头胀拉成型、高压水成型和真空/压空成型,并对其成型方法、加工装置及用各种成型方法所制备的管材性能作了简单介绍。用连续双向拉伸技术生产的塑料管材周向性能和轴向性能都有所提高,而且运用该技术还能够提高生产率、节约原材料、降低成本。

拉伸工艺参数对PP/Talc微孔复合材料性能的影响

利用滑石粉(Talc)填充改性聚丙烯(PP)基体,采用固态口模拉伸法成功制备了聚丙烯/滑石粉微孔复合材料,研究了拉伸速率和拉伸温度等工艺参数对微孔复合材料的密度、耐热性、力学性能和微观结构的影响。研究结果表明,固态口模拉伸后,大量滑石粉粒子周围存在沿拉伸方向的微孔,聚丙烯基体发生取向,形成纤维状结构。提高拉伸速率,能够增强聚丙烯/滑石粉微孔复合材料的力学性能和耐热性;降低拉伸温度能够有效降低微孔复合材料的密度。当拉伸温度为110℃,拉伸速率为2 m/min时,微孔复合材料的综合性能最佳,密度降低至1.002 g/cm^(3),拉伸强度达到最高,其值为131 MPa,维卡软化温度为161.6℃,抗冲击强度达到172.54 kJ/m^(2)。与拉伸前相比,材料密度降低25.9%,拉伸强度提高7.7倍,应用口模拉伸技术可以制备轻质高强的聚烯烃微孔材料。

硫酸钡改性FEP导管的挤出成型

通过单螺杆熔融挤出制备了聚全氟乙丙烯(FEP)导管,研究了硫酸钡的粒径、硫酸钡的质量分数以及口模拉伸比对FEP挤出导管性能的影响。结果显示:硫酸钡粒径为5μm、添加量为10%时,硫酸钡分布均匀,表面形貌最优,FEP的拉伸强度最大,收缩率最稳定;而且,口模截面积与拉伸比成正比关系,口模截面积越小,FEP导管的外力拉伸取向越小,当口模截面积为100 mm2,口模拉伸比为8.96时,FEP的收缩率最小,表面形貌最优。

超轻高强聚丙烯/碳酸钙线材研究

采用口模拉伸技术成功连续制备了超轻高强聚丙烯/碳酸钙(PP/CaCO_3)复合线材。由于复合引入的CaCO_3,线材在130℃下其热收缩只有4. 5%(而纯PP的为8%),热尺寸稳定性大幅度提高。利用SEM对线材的亚微观形貌观察发现,沿拉伸方向大量CaCO_3颗粒两旁存在明显线状空穴,PP球晶形变、取向,形成纤维状结构。经DSC进一步分析表明,提高实际拉伸比,线材的结晶更趋完善。这种高取向的微纤结构线材,拉伸强度可达450MPa,而其密度只有纯PP的90%,低至0. 83 g/cm^3。

双轴取向聚乙烯管材的制备及结构与性能研究

采用固相口模拉伸技术制备双轴取向聚乙烯管材,研究拉伸温度、速率等工艺条件对其轴向及环向拉伸比的影响,探究具有不同拉伸比的管材试样分子双轴取向结晶结构。口模拉伸速率对管材轴向及环向拉伸比影响较大;随轴向拉伸比增加,管材分子的结晶性能增强;当轴向拉伸比较小时,管材分子沿轴向与环向取向程度均增加,环向取向因子由0.036增至0.293,并逐渐产生偏离轴向的双轴取向片晶结构,而当轴向拉伸比较大时,管材分子片晶结构逐渐沿垂直于轴向方向发生扭转。结果表明,经固相口模拉伸后试样轴向及环向拉伸强度均大幅提高,实现了聚乙烯管材的双向自增强。