关于超高分子量聚丙烯超拉伸膜的结构性能的研究——Ⅱ.形态结构变化对力学性能的影响

用X-射线衍射、动态力学测定等手段研究了不同拉伸倍数的超高分子量聚丙烯薄膜的力学性能的变化.以X-射线衍射法并基于串联力学模型的假设得到的各样品的表观晶区模量E_c~(app)约为34-38GPa.样品模量E_b随拉伸倍数增加而逐渐增大,其变化趋势与非晶区取向因子的变化相类似,说明非晶区取向是左右样品模量的重要因素.室温下,69倍拉伸样品的模量为27GPa,约为表观结晶模量的3/4,且其值在-150-160℃的温度范围内没有急剧变化,说明超拉伸明显改善了材料的力学性能及热稳定性.在各拉伸样品中,考虑伸直链结晶生成的可能性,利用并串联力学模型对伸直链结晶的体积分数做了估算,并对X-射线衍射法所得表观结晶模量进行了修正,认为室温下聚丙烯的真正晶区模量约为47GPa.     

关于超高分子量聚丙烯超拉伸膜的结构性能的研究——Ⅰ.拉伸取向过程的表征

 用超高分子量聚丙烯的对二甲苯溶液中冷却析出的结晶沉积压制成的结晶垫,经热拉伸制备了不同拉伸倍数的薄膜.与用低分子量聚丙烯制备的结晶垫或熔融结晶物不同,超高分子量聚丙烯的结晶垫显示出极高的拉伸变形性能,因而制得了高达69倍的拉伸样品.WAXD照片表明在未拉伸的结晶垫中,微晶的c轴沿结晶垫法线方向择优取向,但仅经2-4倍的拉伸,微晶即发生破裂,且产生的较小的折叠链微晶已转向沿拉伸轴方向取向;晶区取向因子在拉伸过程中迅速增加并在较低拉伸倍数下即接近于理想取向.但非晶区取向因子在整个拉伸领域中增加缓慢.随拉伸倍数的增大,晶粒尺寸D₁₁₀及D₀₄₀逐渐减小;而长周期L逐渐增加.这表明在高倍拉伸样品中存在着折叠链被从片晶中拉出并部分形成伸直链结晶的转变.     

关于超高分子量聚丙烯超拉伸膜的结构性能的研究——Ⅰ.拉伸取向过程的表征

用超高分子量聚丙烯的对二甲苯溶液中冷却析出的结晶沉积压制成的结晶垫,经热拉伸制备了不同拉伸倍数的薄膜.与用低分子量聚丙烯制备的结晶垫或熔融结晶物不同,超高分子量聚丙烯的结晶垫显示出极高的拉伸变形性能,因而制得了高达69倍的拉伸样品.WAXD照片表明在未拉伸的结晶垫中,微晶的c轴沿结晶垫法线方向择优取向,但仅经2-4倍的拉伸,微晶即发生破裂,且产生的较小的折叠链微晶已转向沿拉伸轴方向取向;晶区取向因子在拉伸过程中迅速增加并在较低拉伸倍数下即接近于理想取向.但非晶区取向因子在整个拉伸领域中增加缓慢.随拉伸倍数的增大,晶粒尺寸D_(110)及D_(040)逐渐减小;而长周期L逐渐增加.这表明在高倍拉伸样品中存在着折叠链被从片晶中拉出并部分形成伸直链结晶的转变.     

聚苯硫醚纤维的抗张强度与工艺和结构的关系

以熔融纺丝法制备出不同结晶度的各向同性聚苯硫醚纤维作为样品,根据密度和声速测定值确定出PPS晶相和无定形相的本征横向声模量E0⊥,c(4.40 GPa)和E0⊥,am(1.99 GPa).利用密度梯度法测定出的结晶度Xc和X-衍射法测定的晶区取向因子fc,按照Samules模型计算出不同牵伸和定型工艺下制备的PPS纤维样品的非晶区取向因子(fam),在此基础上分析PPS纤维抗张强度与牵伸定型工艺参数、结构之间的关系.结果表明,PPS纤维的最佳牵伸温度及紧张热定型温度分别在90℃和190℃附近;提高PPS纤维的牵伸温度及紧张热定型温度可以增加纤维的结晶度,在一定范围内对纤维抗张强度的增加有促进作用;但较高的牵伸温度及紧张热定型温度不利于纤维非晶区取向的提高,造成PPS纤维抗张强度降低.牵伸倍数的增加可以有效提高PPS纤维的非晶区取向程度,抗张强度也随着增加.     

拉伸对β晶型聚丙烯结构的影响

用DSC法研究了不同拉伸条件对β晶型聚丙烯(β-PP)结构的影响,结合X-射线衍射法探讨了拉伸比,拉伸温度和拉伸速率等对β→α转变及其结晶结构的变化所起的作用。 结果表明提高拉伸温度和拉仲比有利于β→α转变及结晶度的提高。并讨论了拉伸过程中β→α转变机理及影响结晶结构的因素。     

牵伸作用对尼龙6纤维晶型结构及力学性能的影响

利用广角X射线衍射仪(WAXD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、示差扫描量热仪(DSC)、声速取向测量仪、扫描电镜(SEM)以及纱线强伸度仪研究了不同牵伸倍数尼龙6复丝的晶型结构、熔融行为、取向度、表面形貌以及力学性能.结果表明,随着牵伸倍数的增加,伴随着γ晶型片晶的生长以及非晶区链段重排诱导α晶型的生成,尼龙6复丝的结晶度不断的提高,在牵伸倍数达到3倍时,样品中出现了α晶型的特征衍射峰,导致了其熔融温度的提高以及多重熔融峰的出现.同时,牵伸作用也增加了分子链沿纤维轴向的取向程度,消除了纤维表面的残余应力,改善了纤维的表面缺陷.在这些因素的共同作用下,尼龙6复丝的力学性能得到了一定程度的提高,当牵伸倍数为3倍时,拉伸强度与拉伸模量分别达到了5.0 c N/dtex和28.9 c N/dtex,与较低牵伸倍数相比较均有所提高.     

乙烯共聚单体对双轴拉伸聚丙烯薄膜用树脂的结晶及拉伸性能的影响

采用热分析、光学显微镜、拉伸测试与广角X-射线衍射等方法研究了双轴拉伸聚丙烯薄膜用均聚聚丙烯(h-BOPP)与含有少量乙烯单体的共聚聚丙烯(c-BOPP)材料的熔融、结晶特性和拉伸性能.研究发现,与均聚样品相比,共聚样品的等规度低,结晶速率慢,在相同的结晶温度条件下,其半结晶时间较长.退火处理后,结晶完善程度增加,均聚和共聚样品的断裂伸长率均比其未退火处理的低.但共聚样品的结晶速率慢,经过退火处理后其结晶完善性稍低于均聚样品,所以其断裂伸长率略大于均聚样品.经过拉伸形变后,样品的结晶结构被部分破坏,取向的非晶的分子链在后续的升温过程中很容易重构为更加完善的结晶结构,由于分子链结构的差异,均聚样品的结晶重构能力更强.阐释了由于链结构的不同导致的BOPP拉伸性能和结晶性能差异的机理.     

流变光学方法研究结晶高聚物的形变机理(摘要)

用光学方法研究结晶高聚物的形变和流动过程称为流变光学(Rheo-opties)。通常研究结构用的光学方法与动态力学试验装置相结合,还可观察其动态形变过程中相应的结构变化。 X射线衍射法可以测定高聚物形变过程中晶粒的取向。我们发现:聚乙烯随拉伸程度的增长昌区的取向程度也增加,但晶区的取向滞后于非晶区的取向且随晶区取向的增加其非晶区的取向逐渐松弛。因此,     

硅灰石填充聚丙烯复合材料性能的研究

本文研究了硅灰石填充聚丙烯(含乙烯22％)复合材料的热学、广角X-射线衍射和动态力学性质。复合材料中β晶含量随硅灰石含量增高而增加。试样的熔融及结晶行为表明,所有硅灰石填充试样均含有α和β两种晶型,4个结晶熔融转变;而未填充试样只有a晶型,2个结晶熔化转变。在DSC曲线上,β晶在升温过程中转变成α晶型。硅灰石填料对聚丙烯动态力学性能的影响表明,硅灰石起到了增强剂和β晶成核剂的双重作用,填料硅灰石已进入聚丙烯的结晶相。     

由N—催化剂催化聚合的聚丙烯结晶行为研究

用小角X-射线散射法(SAXS),广角X-射线衍射法(WXAD)和差示扫描量热法(DSC)对由N-催化剂催化聚合的聚丙烯结晶行为进行探讨。发现这种聚丙烯结晶中有β晶型存在,且其含量随结晶时间增加而增加随结晶温度升高而降低;β晶含量增加,聚合物的长周期也会增加,β晶对长周期的影响比α晶更大。乙烯共聚改性后的聚丙烯因分子链规整性下降而阻止了β晶的形成。在熔融状态下结晶时,β晶的形成要求聚丙烯的分子链具有更高的规整性。这些实验结果均从分子链段结晶机理得到了解释。     

脂肪族水性聚氨酯的力学性能研究

考察了软段的种类、分子量大小、混合软段的组成对产物力学性能的影响作用。同时还研究了二羟甲基丙酸(DMPA)用量以及中和剂的影响作用．实验结果表明。软段结构对脂肪族水性聚氨酯成膜的力学性能影响很大，聚酯型产物具有较高的模量和拉伸强度。聚醚型产物则具有较高的伸长率．混合软段对产物力学性能的影响较为复杂，随着软段中聚醚含量的升高，产物的硬度和模量均大幅度下降，但拉伸强度和伸长率的变化并不是一个线性关系．产物的模量随软段分子量的提高而降低，但伸长率和拉伸强度却有所提高．当DMPA用量较高时。产物的模量和拉伸强度均较高：当DMPA用量较低时，产物则具有较高的伸长率．中和剂的种类对产物力学性能的影响明显，当以NaOH为中和剂时，产物具有较高的硬度、模量、拉伸强度：以三乙胺为中和剂时，产物具有较高的伸长率．     

机械振动对聚丙烯结晶作用的影响

对热塑性高分子作熔体加工时,在此过程中同时再叠加机械振动,设计制造的加工机器一方面具有卓越的技术经济指标,另一方面制品的物理性能也得到了提高[1,2].此类研究的重点多集中在动态成型过程中聚合物的流变行为或者成型后制品的力学性能方面[3,4],对聚合物本身在此外加交变力     

脂肪族水性聚氨酯的动态力学行为研究

合成了一系列脂肪族水性聚氨酯 .考察了软段的组成、软段分子量及DMPA用量对产物动态力学性能的影响作用 .实验结果表明 ,软段的化学结构对水性聚氨酯的相态结构影响很大 .聚醚型水性聚氨酯具有较低的软段玻璃化转变温度 (Tgs) .聚醚型产物的微相分离程度高于聚酯型产物 .当采用聚酯和聚醚二元醇为混合软段时 ,Tgs随软段中聚醚含量的提高而逐渐降低 .提高DMPA用量 ,软段玻璃化转变温度Tgs移向低温区 ,硬段玻璃化转变温度Tgh移向高温区 ,说明体系的微相分离程度加大 .当软段分子量较低时 ,产物为半相容结构 ,只有一个主转变峰 ,软段的玻璃化转变以肩峰的形式出现 ;当软段分子量较高时 ,产物的微相分离程度较高 ,可以分别观察到软段及硬段的玻璃化转变 .总之 ,通过改变软段的种类、组成和分子量以及DMPA用量 ,可以大幅度地改变水性聚氨酯的形态结构 .     

高分子力学阻尼材料的研究——Ⅰ.填料对氯化丁基橡胶的力学阻尼行为的影响

本文研究了填料对氯化丁基橡胶在玻璃化转变温度以上的温度范围里的力学阻尼行为的影响。在T_g-36℃的范围里,通过测定填料表面吸附的结合橡胶和填料的表面积,用填料-橡胶界面积函数和单位重量橡胶在填料表面占据的表面积等参数,研究了填料-橡胶相互作用对氯化丁基橡胶的力学阻尼行为的影响;用界面积函数和填充胶中填料的体积份数之积研究填料-填料相互摩擦对它的力学阻尼行为的影响。发现在填料浓度低时,氯化丁基橡胶的力学阻尼行为主要受填料-橡胶相互作用的影响,高浓度时,填料-填料相互摩擦显著地改善了它的力学阻尼行为。     

乙烯基酯树脂的微观结构及其力学性能研究

树脂的微观结构决定其力学性能 ,乙烯基酯树脂微观结构的一个重要特征就是凝胶粒子和两相结构的存在 .采用SEM、DSC研究了乙烯基酯树脂固化过程中凝胶粒子的形成过程及两相结构对固化放热的影响 ,结果表明 ,凝胶粒子在固化树脂中呈群状分布 ,每群凝胶粒子的最大尺寸为 2 0 μm左右 ,每群凝胶粒子由许多独立凝胶粒子组成 ;凝胶粒子的形成使树脂产生了两相结构 ,使树脂的恒温DSC残余放热呈双峰分布 ;树脂的固化条件影响其微观结构 .力学性能测试的结果表明树脂的固化条件影响其力学性能 ,低温固化树脂(80℃固化 )的后固化可以提高其拉伸强度和弯曲强度 ,对于高温固化树脂 (12 0℃固化 ) ,则出现相反的趋势 ,后固化降低了树脂的拉伸强度和弯曲强度 .     

三维壳聚糖材料中水的状态与其性能的关系

利用原位沉析法制备了具有层状结构的高强度三维壳聚糖(chitosan,CS)材料,由于CS分子结构中存在大量的亲水基团,容易吸附水分子.通过热分析(TGA,DSC)测试发现吸水后的CS材料中的水分是以3种不同的状态存在,结合水、中间态水和自由水.结合力学性能的方法分析不同状态的水对材料性能的影响.结果表明,结合水和CS以氢键紧密结合,有较好的热稳定性,对材料的力学性能有增强作用;CS棒材在环境中吸附的中间态水相当于一种增塑剂,随着水含量的增加,材料力学性能的下降符合Fermi经验公式;中间态水达到饱和之后,自由水开始出现,自由水和CS之间的作用力很弱,温度较低时会结晶成冰.自由水的渗透与中间态水比对材料的力学性能没有明显的影响.     

植入时间对超高分子量聚乙烯髋关节臼动态力学性能的影响

研究了γ辐照(2.5Mrad)消毒的超高分子量聚乙烯人造髋关节臼的动态力学性能随体内植入时间的关系。同时,比较了未经辐照的块状原料样品与未植入体内的髋关节臼样品二者之间的动态力学性能。结果表明,朱植入样品由于辐照形成交联网,其实数杨氏模量比原料样品高,γ峰向高温移动,而峰强下降。但随植入时间的增加,实数模量提高,并服从E_i≈E_0×exp(Dt~n)的关系式。并且,γ峰的内耗及虚数模量也都进一步增加。从体内的化学和力学作用,引起分子链的氧化断裂,密度或结晶度增加和网链分子破坏,在晶区与非晶区内部产生大量缺陷,解释了上述粘弹性变化的结果。     

合成反应的加料方式对多嵌段聚醚聚氨酯动态力学性能的影响

本文研究了在溶液聚合两步法制备多嵌段聚醚聚氨酯(SPEU)过程中,两种不同的加料方式对SPEU动态力学性能的影响。实验结果表明:在反应物组成、配比相同条件下,采用先将聚醚溶液滴加入到4,4′-二苯基于烷二异氰酸酯(MDI)的溶液中,俟反应完成后再滴加入扩链剂的加料方式制得的SPEU,比采用由MDI溶液先向聚醚溶液中滴加,再加入扩链剂所制得的SPEU有较高的微相分离程度。     

EFFECTS OF COMPATIBILIZERS ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF LOW DENSITY POLYETHYLENE/LIGNIN BLENDS

Low density polyethylene(LDPE)/lignin blends were prepared using melt blending.Two kinds of compatibilizers, ethylene-vinylacetate(EVA) which is softer than LDPE and polyethylene grafted with maleic anhydride(PE-g-MA) which is harder than LDPE were used to improve the interfacial adhesion.Scanning electron microscope(SEM) was used to investigate the dispersion of lignin in LDPE matrix.The results showed that both of the compatibilizers could improve the interaction between the low density polyethylene an...