周向剪切和軸向拉伸復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)中擠出玻纖增強(qiáng)聚烯烴管材的誘導(dǎo)取向及結(jié)晶形態(tài)的研究.pdf

1、發(fā)達(dá)國(guó)家在現(xiàn)代化進(jìn)程中，塑料管的發(fā)展速度均超過(guò)同期經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，用塑料管代替?zhèn)鹘y(tǒng)管材是趨勢(shì)。但傳統(tǒng)塑料管材周向強(qiáng)度較低，在作為承壓管材時(shí)，為了滿足使用要求，需增厚管材壁，這樣既浪費(fèi)材料，也使得管材的冷卻定型困難，成為工業(yè)化生產(chǎn)的一個(gè)瓶頸。國(guó)內(nèi)外學(xué)者就管材的增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，大多的研究都是采用單方向的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行的；增強(qiáng)技術(shù)僅停留在小尺寸口模管材的擠出或芯棒的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)施加周向應(yīng)力場(chǎng)，并且工藝上容易造成擠出的不穩(wěn)定，以及定型的困難，生產(chǎn)

2、效率與工業(yè)化相比相去極遠(yuǎn)。在前人工作基礎(chǔ)之上，我們自行設(shè)計(jì)了帶有周向剪切套筒和能產(chǎn)生軸向拉伸的復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)擠出口模，制備出雙向增強(qiáng)的聚烯烴管材。這種擠出裝置的突出優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，調(diào)整口模組合元件尺寸，生產(chǎn)出不同口徑的雙向增強(qiáng)管材，改傳統(tǒng)的芯棒旋轉(zhuǎn)為套筒旋轉(zhuǎn)。由于玻纖在外力場(chǎng)的作用下極易順著外力場(chǎng)的方向進(jìn)行有序排列，并且能夠使高分子誘導(dǎo)取向，因此利用此種剪切拉伸雙向復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)裝置對(duì)玻纖增強(qiáng)的聚合物管材的周向和軸向性能進(jìn)行研究也是

3、一件極其有意義的事情。 本文就玻纖增強(qiáng)聚烯烴管材在復(fù)合外場(chǎng)作用下，其增強(qiáng)機(jī)理、誘導(dǎo)取向、晶體結(jié)構(gòu)、熔融行為和形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了詳細(xì)的研究。通過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)的玻纖增強(qiáng)管材的周向強(qiáng)度，軸向強(qiáng)度都有了很大的提高，周向強(qiáng)度的提高幅度更大；通過(guò)各種現(xiàn)代分析方法發(fā)現(xiàn)玻纖在復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)下沿周向、軸向都有了很大程度上的取向，玻纖分散的更加均勻；在玻纖的誘導(dǎo)下，基體聚合物材料分子的取向度、結(jié)晶度也有了很大程度的提高，并且玻纖能夠固

4、化基體分子的取向結(jié)構(gòu)，使分子鏈的取向受溫度升高的影響大大降低，所以玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的雙向力學(xué)性能都有了很大的提高。一般玻璃纖維增強(qiáng)管材在常規(guī)擠出時(shí)當(dāng)添加的玻璃纖維體積含量小于臨界體積分?jǐn)?shù)(當(dāng)添加的玻纖的復(fù)合體系拉伸強(qiáng)度等于基體聚合物材料的拉伸強(qiáng)度時(shí)的玻纖體積分?jǐn)?shù))時(shí)，玻纖起不到增強(qiáng)的作用，反而會(huì)使復(fù)合材料的整體強(qiáng)度降低；但在復(fù)合應(yīng)力場(chǎng)下擠出時(shí)，當(dāng)添加的玻纖含量小于臨界體積分?jǐn)?shù)時(shí)，復(fù)合體系的拉伸強(qiáng)度不但沒(méi)有降低反而升高了；當(dāng)添加的玻纖含量