聚合物共混物融合缝结构与性能及超声振动下融合缝形态演变及其机理的研究

摘要

本文研究了聚合物及其共混物融合缝强度降低机理，将超声振动引入模具型腔，利用超声振动提高聚合物融合缝强度，研究超声振动提高融合缝强度的机理，为提高融合缝强度开拓新的途径。　　研究了无定形聚合物聚苯乙烯(PS)、结晶聚合物聚丙烯(PP)融合缝强度降低机理。通过对PS融合缝不同深度形态结构及其力学性能分析发现。　　对于分散相在融合缝处以纤维状分布的共混体系，融合缝强度下降是由在融合缝附近以纤维状沿融合缝方向取向的分散相引起的应力集中所致。两相粘度比的变化也使融合缝的形态结构发生变化，当两相粘度比由大于1变至小于1时，分散相在融合缝处的形态结构由沿融合缝方向取向的纤维状变为球状结构，其融合缝强度也相应提高。　　加工参数对无定形聚合物PS融合缝强度的影响比其对应的共混物强度的影响大，也比对结晶聚合物PP、HDPE及其对应的共混物的影响大。各加工参数中，注射温度及模具温度的改变对融合缝强度的影响最大。　　施加超声振动可以提高PS融合缝强度，与在注射过程中施加超声相比，在充模后施加超声振动更有利于融合缝强度的提高，其融合缝强度比未施加超声振动样品提高了30％。研究超声振动对PS融合缝各层形态结构及力学性能的影响。　　对结晶共混物(PP/HDPE)施加超声振动后，研究施加超声振动后样品各层的结晶形态及力学性能变化发现，超声振动使表层融合缝强度下降，提高了中心层PP融合缝处的结晶度，使该层的微晶尺寸降低，提高了中心层融合缝强度。

目录

文摘

英文文摘

前言

1.1引言

1.2融合缝的形成机理及危害

1.3单组分聚合物融合缝形态结构及其力学性能研究现状及进展

1.3.1无定形聚合物融合缝形态结构及其力学性能研究现状及进展

1.3.2结晶聚合物融合缝形态结构及其力学性能研究现状及进展

1.4共混体系融合缝形态结构及其力学性能研究现状及进展

1.5高分子复合材料融合缝形态结构及力学性能

1.6提高融合缝强度的方法

1.6.1数值模拟法

1.6.2运用振动技术提高融合缝强度

1.6.3设计新型模具提高融合缝强度

1.7本文的研究目的、意义和创新点

第二章试验部分

2.1原料和试剂

2.2试验设备

2.3样品制备

2.4分析与表征

第三章单组分聚合物融合缝强度降低机理的研究

3.1无定形聚合物PS融合缝强度降低机理研究

3.1.1 PS融合缝断面形态结构

3.1.2 PS融合缝的力学性能

3.1.3 PS融合缝强度降低的机理

3.2结晶聚合物PP融合缝强度降低机理研究

3.2.1聚丙烯融合缝结晶形态的研究

3.2.2聚丙烯融合缝力学性能

2.3.3聚丙烯融合缝强度降低机理分析

3.3本章小结

第四章共混体系融合缝形态结构及力学性能

4.1分散相以纤维状分布于融合缝时共混体系融合缝形态结构及力学性能的研究

4.1.1分散相以纤维状分布于融合缝时共混体系融合缝形态结构

4.1.2相容剂对分散相以纤维状分布的融合缝形态结构及力学性能的影响

4.1.3两相粘度比的变化对分散相以纤维状分布的融合缝形态结构及力学性能的影响

4.2分散相以片状分布于融合缝时共混体系融合缝形态结构及力学性能的研究

4.2.1分散相以片状分布于融合缝时共混体系融合缝形态结构

4.2.2相容剂对分散相以片状分布的融合缝形态结构及力学性能的影响

4.2.3两相粘度比的变化对分散相以片状分布的融合缝形态结构及力学性能的影响

4.3分散相以球状分布于融合缝时共混体系融合缝形态结构及力学性能的研究

4.3.1分散相以球状分布于融合缝时共混体系融合缝形态结构

4.3.2相容剂对融合缝力学性能的影响

4.4结晶共混物融合缝形态结构及其对力学性能的影响

4.4.1 PP/HDPE(80/20)共混体系融合缝形态结构

4.4.2 PP/HDPE(80/20)共混体系力学性能

4.5本章小结

第五章共混体系融合缝强度降低机理的研究

5.1分散相在融合缝处以纤维状分布时融合缝强度的降低机理

5.2分散相在融合缝处以片状分布时融合缝强度的降低机理

5.3分散相在融合缝处以球状分布时融合缝强度的降低机理

5.3.1融合缝断面形态结构

5.3.2融合缝力学性能

5.3.3 PS/HDPE(90/10)共混体系体积膨胀率

5.3.4分散相在融合缝处以球状分布时融合缝强度降低机理

5.4结晶共混物融合缝强度降低机理的研究

5.4.1结晶共混物融合缝结晶形态

5.4.2结晶共混物融合缝力学性能

5.4.3结晶共混物融合缝强度降低机理

5.5本章小结

第六章加工参数对聚合物融合缝力学性能的影响

6.1加工参数对单组分聚合物融合缝力学性能的影响

6.1.1加工参数对无定形聚合物融合缝强度的影响

6.1.2加工参数对结晶聚合物融合缝强度的影响

6.2加工参数对分散相在融合缝处以纤维状分布时共混体系融合缝强度的影响

6.3加工参数对分散相在融合缝处以片状分布时共混体系融合缝强度的影响

6.4加工参数对分散相在融合缝处以球状分布时共混体系融合缝强度的影响

6.5加工参数对结晶共混物融合缝强度的影响

6.6退火对PS及其共混体系力学性能的影响

6.7本章小结

第七章超声振动对单组分聚合物融合缝力学性能的影响及作用机理的研究

7.1超声振动参数的确定及施加方式

7.2超声振动对单组分无定形体系融合缝力学性能的影响及作用机理的研究

7.2.1超声振动对单组分无定形聚合物融合缝力学性能的影响

7.2.2超声振动提高单组分无定形聚合物融合缝强度机理的研究

7.3超声振动对单组分结晶聚合物融合缝力学性能的影响及作用机理的研究

7.3.1超声振动对单组分结晶聚合物融合缝力学性能的影响

7.3.2超声振动影响单组分结晶聚合物融合缝强度机理的研究

7.4本章小结

第八章超声振动对共混体系融合缝力学性能的影响及作用机理的研究

8.1超声振动对分散相在融合缝处以纤维状分布的共混体系融合缝力学性能的影响及作用机理的研究

8.1.1超声振动对分散相在融合缝处以纤维状分布的共混体系融合缝力学性能的影响

8.1.2超声振动提高分散相在融合缝处以纤维状分布的共混体系融合缝强度机理的研究

8.2超声振动对分散相在融合缝处以片状分布的共混体系融合缝力学性能的影响及作用机理的研究

8.3超声振动对分散相在融合缝处以球状分布的共混体系融合缝力学性能的影响及作用机理的研究

8.3.1超声振动对分散相在融合缝处以球状分布的共混体系融合缝力学性能的影响

8.3.2超声振动提高分散相在融合缝处以球状分布的共混体系融合缝强度机理的研究

8.4超声振动对结晶共混物融合缝力学性能的影响及作用机理的研究

8.4.1超声振动对结晶共混物融合缝力学性能的影响

8.4.2超声振动影响结晶共混物融合缝强度机理的研究

8.5本章小结

第九章结论

参考文献

攻读博士学位期间发表和待发表的论文、申请专利及承担研究项目

致谢

声明