等規(guī)聚丙烯及其復(fù)合材料順序共注射制件的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、聚合物制件的性能不僅依賴于聚合物大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，而且很大程度上受到大分子聚集態(tài)的影響，結(jié)晶型聚合物大分子聚集態(tài)主要包括結(jié)晶，取向等，對于聚合物共混體系還包括相形態(tài)。聚合物制件中大分子聚集態(tài)主要是在加工過程中復(fù)雜的溫度場和外力場作用下原位形成的，因此研究聚合物在成型過程中在外場作用下大分子聚集態(tài)的形成、演化對發(fā)展高分子成型加工基礎(chǔ)理論，充分發(fā)揮傳統(tǒng)塑料的應(yīng)有性能具有重要的意義。對于傳統(tǒng)注射成型(Conventional injectio

2、n molding, CIM)，可供調(diào)節(jié)的工藝參數(shù)數(shù)量以及工藝參數(shù)可調(diào)節(jié)的范圍均有限，難以真正地在成型中實現(xiàn)預(yù)期的結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)注射成型相比，順序共注射成型(Sequential co-injection molding, SCIM)涉及更多的工藝參數(shù)，為調(diào)控聚合物制件的大分子聚集態(tài)提供了可能。本文利用順序共注射成型技術(shù)對等規(guī)聚丙烯及其復(fù)合體系進行成型，研究聚合物在成型過程中結(jié)晶形態(tài)、取向及相形態(tài)等微觀結(jié)構(gòu)的形成、演化及其對制件力學(xué)性能的

3、影響，主要研究結(jié)果如下：
　　(1)研究iPP SCIM樣條的結(jié)晶形態(tài)及力學(xué)性能。與CIM樣條相比，順序共注射成型樣條具有更為豐富的結(jié)晶形態(tài)，而且根據(jù)iPP的晶體形態(tài)，制件沿厚度方向可為剪切層、過渡層，柱晶層、芯層。晶體形態(tài)依次為串晶、變形的球晶、柱晶、球晶。由于SCIM制件內(nèi)較高的分子鏈取向和片晶取向，SCIM制件楊氏模量較CIM制件提高16.6％，拉伸強度提高7%，但SCIM制件的斷裂伸長率降低。
　　(2)研究了表層為

4、高過冷度熔體的 iPPSCIM圓棒的結(jié)晶形態(tài)及力學(xué)性能。通過設(shè)定合理延遲時間，使型腔內(nèi)表層熔體變成高過冷度熔體。芯層熔體充模流動對表層熔體施加剪切使得 SCIM制件的表芯材料之間的剪切區(qū)產(chǎn)生大量的串晶，且為α晶。另外，在α晶的(010)晶面上還附生出γ晶，γ片晶和α片晶之間的夾角為～40o。由于表芯材料之間的剪切層較厚，SCIM制件楊氏模量和拉伸強度分別提高60.7%和25.6%，然而，制件的斷裂伸長率仍降低。
　　(3)研究了i

5、PP/TMB4 SCIM圓棒的結(jié)晶形態(tài)及力學(xué)性能。對含有β自組裝成核劑TMB4的iPP復(fù)合體系進行SCIM，在制件垂直于流動方向的橫截面內(nèi)由表至芯β-iPP晶、α-iPP晶、β-iPP晶交替出現(xiàn)，呈現(xiàn)三明治結(jié)構(gòu)；在沿流動方向的截面內(nèi)分子鏈取向沿半徑方向分別垂直于流動方向、平行于流動方向、垂直于流動方向，形成類似膠合板結(jié)構(gòu)。拉伸時制件的楊氏模量、拉伸強度以及斷裂伸長率均提高。
　　(4)研究了iPP/PC SCIM制件的相形態(tài)分布及