论文题目: 聚合物共混物熔体在超声作用下的物理化学反应以及在注射过程中的结构演变
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 李姜
导师: 郭少云
关键词: 超声波,挤出加工,注射成型,聚合物熔体,共混物,纳米复合材料,降解,相容性,流变学
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 目前,国际上已不再将高分子材料加工视为单纯的物理成型过程,而是把它看作控制制品结构和性能的中心环节。开发新型的加工方法,以及研究加工过程中聚合物结构与性能的调控一直是高分子科学研究的热点。超声挤出技术是最近发展起来的用于改善聚合物可加工性的加工成型新方法,具有高效环保的特点。它将超声发生装置与普通的挤出机有机地结合起来,利用超声波高频低幅的振动来控制聚合物的结构,从而优化高分子材料的性能。在此基础上,本论文系统研究了超声挤出过程中共混物的原位增容作用,纳米复合材料的超声分散作用及其对宏观性能的影响,以及聚合物在超声作用下的降解和降粘,并提出了相应的机理。探讨了聚合物注射件的结构和性能在沿熔体流动方向上的变化规律。主要研究成果如下: (1) 利用自行研制的静态超声降解装置研究了聚酰胺6(PA6),三元乙丙橡胶(EPDM)和聚苯乙烯(PS)熔体在超声辐照下的降解动力学。凝胶色谱或特性粘数测试结果表明,聚合物熔体的降解过程分为三个阶段。EPDM和PS的超声降解仅包括分子链的断裂,且断裂位置位于碳-碳键,分子量随超声作用时间的增加先快速下降,然后缓慢下降,最后达到极限值。而对于PA6,由于其存在可反应的端基,超声降解包括断链和扩链两个竞争反应。PA6的断链位置位于酰胺键的C-N。在第一阶段,断链占优势,分子量变小;在第二阶段,扩链速率大于断链速率,分子量上升;进入第三阶段后,扩链和断链均停止,降解反应结束。聚合物熔体在超声作用下的断链方式有两种:(1)无规断裂方式,发生在降解反应的初期,导致分子量分布变宽;(2)有规断裂,断裂发生在主链中部,导
论文目录:
简写索引
中文摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 注射成型制品的形态结构研究进展
1.1.1 单组分聚合物
1.1.2 多组分聚合物
1.1.3 剪切控制取向成型技术
1.2 超声波在高分子材料中应用研究进展
1.2.1 检测超声在高分子材料中的应用
1.2.1.1 原理和装置
1.2.1.2 具体应用
1.2.2 功率超声在高分子材料中的应用
1.2.2.1 超声加工
1.2.2.2 超声焊接
1.2.2.3 超声化学
1.3 本论文的研究思路和研究内容
1.3.1 研究的目的和思路
1.3.2 主要研究内容
1.3.2.1 聚合物熔体在超声作用下的降解
1.3.2.2 共混物在超声挤出过程中的就地增容
1.3.2.3 超声辐照对聚合物线性粘弹性的影响
1.3.2.4 超声波对聚合物及其共混物挤出加工性能的影响
1.3.2.5 超声挤出制备聚合物纳米复合材料
1.3.2.6 聚合物及其共混物在注射过程中的形态演变
1.4 本论文的创新点
参考文献
2 聚合物熔体在超声作用下的降解
2.1 引言
2.2 聚合物熔体超声降解模型的提出
2.3 实验部分
2.3.1 原料和试剂
2.3.2 高分子熔体的静态超声降解实验
2.3.3 测试和表征
2.4 结果与讨论
2.4.1 聚合物熔体的超声降解动力学和机理
2.4.1.1 加聚类聚合物
2.4.1.2 缩聚类聚合物
2.4.2 影响熔体超声降解的因素
2.4.2.1 离超声辐照源的距离
2.4.2.2 超声功率
2.4.2.3 熔体温度
2.5 小结
参考文献
3 PS/EPDM(80/20)共混物在超声挤出过程中的就地增容
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料和试剂
3.2.2 共混物的超声挤出实验
3.2.3 测试和表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 力学性能
3.3.2 形貌分析
3.3.3 分形
3.3.4 红外和紫外光谱
3.4 小结
参考文献
4 超声辐照对聚合物线性粘弹性的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料
4.2.2 超声挤出实验
4.2.3 测试和表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 EPDM体系
4.3.1.1 动态流变学行为
4.3.1.2 vGP 图
4.3.2 PS/EPDM(80/20)共混物
4.3.2.1 动态流变学行为
4.3.2.2 零剪切粘度
4.3.2.3 末端区效应
4.3.2.4 界面张力
4.3.3 HDPE/PA6共混物
4.3.3.1 动态流变学行为
4.3.3.2 末端区效应
4.3.3.3 界面张力
4.4 小结
参考文献
5 超声辐照对PS、EPDM及其共混物挤出加工性能的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料和试剂
5.2.2 超声挤出实验
5.2.3 测试和表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 口模压力
5.3.2 熔体表观粘度
5.3.3 超声挤出降粘机理探讨
5.3.4 挤出产量
5.3.5 出口膨胀
5.4 小结
参考文献
6 超声挤出制备聚合物纳米复合材料
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 原料
6.2.2 纳米复合材料的制备
6.2.3 测试和表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 结构分析
6.3.2 形貌分析
6.3.3 结晶性能
6.3.3.1 PA6/OMMT 纳米复合材料
6.3.3.2 HDPE/OMMT 纳米复合材料
6.3.4 热稳定性
6.3.5 力学性能
6.4 小结
参考文献
7 聚合物及其共混物在注射过程中的形态演变
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 原料
7.2.2 注射件的制备
7.2.3 测试和表征
7.3 结果与讨论
7.3.1 单组分体系
7.3.1.1 聚苯乙烯体系
7.3.1.2 高密度聚乙烯体系
7.3.2 HDPE/PA6体系
7.3.2.1 力学性能
7.3.2.2 形态与结构
7.3.3 其它双组分体系
7.3.3.1 PP/PA6体系
7.3.3.2 LDPE/PA6体系
7.4 小结
参考文献
8 结论
8.1 超声降解
8.2 超声挤出增容
8.3 超声挤出降粘
8.4 超声挤出制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料
8.5 聚合物注射件近端和远端的结构和性能的差异
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
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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