取向等规聚丙烯退火过程中的再晶化

采用广角X射线衍射法研究取向等规聚丙烯材料在退火过程中结晶度和织构的变化规律,并用偏光显微镜观察材料中球晶的形貌变化.结果显示,在退火初期的10 min内,试样结晶度迅速增加,材料中的轧制织构组元含量有所增大,同时材料中球晶的形貌变得清晰可辨.通过对织构组元的定量分析发现,再晶化形成的新晶体拥有与残余晶体相同的晶体取向.退火过程中的再晶化是非晶部分沿残余晶体发生择优重排的过程,新晶体的大分子链方向与残余晶体的大分子链方向相同.     

凝固浴对离子液体/DMSO法纤维素纤维凝聚态结构的影响

采用自制的新型复合溶剂通过湿法纺丝成功地制备出纤维素纤维,探讨了凝固浴浓度及温度对纤维结构和性能的影响.研究结果表明:随着凝固浴浓度的增大,纤维的结晶度、取向度、晶区及非晶区取向因子均呈先增大后减小的趋势,纤维的断裂强度及初始模量呈现相同的趋势;而随着凝固浴温度的升高,纤维的结晶度、取向度、晶区及非晶区取向因子均呈减小的趋势,纤维的断裂强度及初始模量也呈现减小的趋势.当凝固浴浓度为15%、凝固浴温度为25℃时,得到的再生纤维素纤维性能较好,纤维素取向度较高、结晶比较完善,有利于减少凝固过程中纤维微孔及微缺陷的产生.     

根据两相声速模量理论测定纤维非晶区取向因素f_(am)的变化

一般的高聚物材料是一种包含有晶相和非晶相的两相体系。众所周知,用X线衍射法可以测定纤维的晶区取向因素f_c,但对于非晶区取向因素f_(am)却还缺乏一种直接和精确的测量方法。在 Moseley 声速取向理论的基础上,Samuels 进一步提出了两相声速模量理论,并推导出以下公式:此处,E_(or)——部分取向试样的实测声速模量;E_(t·c)~0,E_(t·am)~0——分别为试样的晶区和非晶区的特征横向杨氏模量;f_c,f_(am)——试样的晶区和非晶区取向因素;β——试样结晶度。从上式中可以看到,对一定的试样而言,E_(t·c)~0和E_(t·am)~0均为常数,因此只要测出试样的声速模量E_(or)、结晶度β和晶区取向因素f_c,则就可以计算非晶区取向因素f_(am)。我们用高速PET纤维(6000米/分)作为试样,在不同条件下进行紧张热定型处理,然后分别测定E_(or)、β和f_c,并进一步计算f_(am)。从实验结果可以得到三点结论:1.随着热定型温度的提高,试样的结晶度提高,但同时非晶区取向因素f_(am)随之下降.2.f_(am)随着热处理中对试样施加张力的增加而增加,且两者呈线性关系;3.f_(am)随张力而变化的曲线的斜率,在不同的温度下有所不同,温度增高,曲线的斜率也增大。     

Lyocell长丝热定型工艺对其结构性能的影响

针对Lyocell长丝热定型工艺尚不明确的问题,采用干喷湿纺技术制备Lyocell水洗丝,研究热定型张力、温度和时间等工艺参数对Lyocell长丝力学性能和尺寸稳定性的影响,并结合广角X射线衍射、小角X射线散射以及双折射率等测试分析了不同条件下长丝结晶、取向以及微孔等结构的变化规律,阐明了热定型条件下长丝结构与性能的关系。结果表明：温度为110～130℃时,3 min的热定型可保证长丝中水分的去除,在热定型过程中长丝的晶区结构基本不变,微孔尺寸的减小以及非晶区纤维素分子链段的收缩,提高了长丝的致密化程度并降低了取向程度;施加0.5～2.3 cN/dtex的张力,长丝的断裂强度、初始模量不易发生弱化,且干热收缩率低于0.7%。施加适当张力的热定型有效抑制了非晶区链段的解取向,保持了纤维高结晶、高取向的结构特点,从而保证了Lyocell长丝的力学性能和尺寸稳定性。     

高温动态拉伸下NG TiAl弹塑性行为的数值模拟

基于率相关的晶体塑性理论,发展了更为合理的同时考虑位错滑移和形变孪晶作用、并计及温度影响的TiAl单晶本构模型.在此基础上,建立了能够反映晶粒随机取向的多晶有限元模型,对不同温度(室温～840℃)不同拉伸应变率(0.001～1 350/s)下NG TiAl的弹塑性力学行为进行了模拟.结果显示,模拟得到的应力应变曲线与试验结果基本一致,能够比较好地模拟NG TiAl在不同温度和应变率下的材料响应.还考察了形变孪晶对塑性变形的影响,结果表明孪晶为NG TiAl重要的变形方式之一;动态条件下孪晶的体积分数增大,从而提高了NG TiAl的塑性变形;而温度对孪晶体积分数演化的影响不明显.     

等规聚丙烯材料中β晶型相变动力学初探

采用广角X射线衍射法测量了退火及轧制过程中等规聚丙烯材料中结晶度和β相含量的变化规律，分析了β晶型的相变动力学过程。结果显示，在等温退火和轧制过程中，β晶型都是最不稳定的相。当退火温度超过临界温度时，β相才能完全转化为α相。150℃等温退火时，发生的是β相的熔化和α相的再结晶过程，β相与保温时间的关系符合Avrαmi函数。轧制过程中，β相分别转化为α相和非晶相，两种转化均使β相含量随轧制真应变的增加呈线性减少。     

聚丙烯拉伸丝结构和加弹丝变形效果的关系

本文研究了聚丙烯拉伸丝结构与高弹丝卷曲弹性的关系,发现拉伸丝的取向、结晶度以及结晶型式均与高弹丝的卷曲性能有关,其中尤以晶型更为重要。较低的结晶度、适中的取向和不稳定的酝晶结构是提高卷曲弹性的必要条件。同时,还对加弹前后的纤维结构和性能作了分析比较。     

芳纶非晶区取向研究

本文首次报道了芳香聚酰胺纤维(PPTA)非晶区取向度的定量研究结果。利用流变仪纺制了一系列芳纶的无规取向样品,并测试了结晶度与声速值,利用声速值与结晶度的线性关系,得到PPTA纤维的晶区和非晶区的特征模量分别为17.33GPa及2.483GPa。若取人们公认的PPTA纤维的密度(1.44g/cm~2)作为比较基准,则对应的无规取向声速值C_u为2.34km/s,从而可计算声速取向值。利用X光测得纤维的晶区取向度,结合声速法,可以计算芳纶的非晶区取向因子。对大量的芳纶纤维进行测试分析,发现芳纶具有很高的非晶区取向度,且几乎等于晶区取向,是柔性链纤维的两倍。与柔性链纤维不同的是非晶区取向不再是影响纤维强度的主要因素,但在一定程度上决定了纤维模量。影响芳纶纤维强度因素不仅有非晶区取向度,而且与纤维缺陷及分子量大小有关。随纤维模量的增加,芳纶应力-应变曲线上的弯头角消失。我们认为弯头角的消失与非晶区取向增大有关,与结晶度的关系较小。     

SAXS在β晶聚丙烯拉伸丝微孔结构研究中的应用

本文应用小角 X 射线散射技术(SAXS)并配合压汞法和密度梯度法对β晶相聚丙烯拉伸丝的微孔结构以及影响微孔结构的有关工艺因素进行了系统研究。结果表明,SAXS 方法测得的β晶聚丙烯拉伸丝中微孔平均孔径纵向为12～20nm,横向为5.5～9nm,其大小及分布与β晶成核剂的种类、初生纤维中β晶含量、拉伸倍数、拉伸温度、热定型温度和热定型方式等密切相关。经热定型后拉伸丝中的微孔得到不同程度的修补,尤其高温松弛热定型的修补最为显著。     

无导向剂法合成高结晶度NaY分子筛

以工业级水玻璃和铝酸钠为原料,采用水热法,在无导向剂的条件下通过硅铝胶自导向合成相对结晶度高的Na Y分子筛,并采用XRD等手段对合成产物进行了结构和性质表征.考察了原料配比、陈化时间、陈化温度、晶化时间、晶化温度等合成条件对Na Y分子筛相对结晶度的影响.结果表明:在凝胶物质的量的比为7 Na2O∶Al2O3∶10 Si O2∶180H2O、陈化时间3 h、陈化温度40℃、晶化温度100℃和晶化时间14 h的优化条件下,合成了相对结晶度为161.1%的Na Y分子筛.     

聚甲醛对聚丙烯的形态和力学性能的影响

聚丙烯是具有球晶结构的高聚物,其性质不仅与结晶度有关,而且受到球晶大小和形态的影响。聚丙烯的球晶结构是以晶核为中心,径向地呈辐射状按规则分枝的机理生成的。球晶发展得愈完善,球晶愈大,结晶应力也愈大,形成裂缝甚至空洞就愈严重,材料的力学性     

聚丙烯盆底补片的热定型工艺与性能

选用直径为0.1mm的医用聚丙烯单丝,由经编编织制备了盆底补片,探讨了热定型温度和时间对盆底补片的基本参数(厚度、面密度、孔隙率)和力学性能(顶破强力、拉伸断裂强力、缝线拉脱强力和弯曲刚度)的影响规律.试验结果表明:在热定型张力一定的情况下,热定型温度和时间对盆底补片的基本参数影响较小,热定型温度对盆底补片的力学性能影响较大;在相同热定型时间条件下,随着热定型温度的升高,盆底补片的断裂强力、顶破强力、拉脱强力下降,但横向刚柔性好;该盆底补片的热定型优选工艺参数为温度130℃、时间15min.     

含涤纶织物热定型工艺及机理的探讨(上)

本文对涤纶长丝和涤/棉混纺织物热定型的机理和工艺改进进行了研究。在实验中采用了九种近代和常规的测试仪器和方法,如 X-射线衍射仪、红外光谱仪、DTA 等测定了定型前后涤纶超分子结构和织物性能如尺寸热稳定性、回复角等的变化。涤纶长丝定型程度可用它在苯酚中的临界溶解时间(CDT)作检验。本实验中还建立了涤/棉混纺织物中涤纶短纤维 CDT 值的测定方法,并获得了关于结晶度(d_c)、晶粒尺寸(s)、CDT 值,织物干热收缩(c)与热定型温度(T)之间的良好关系。在晶粒尺寸和 CDT 值与定型温度的关系曲线中分别在194℃和196℃有一个转折点。CDT 值的对数与结晶度、晶粒尺寸或织物尺寸热稳定性的对数之间的关系可用下列方程表示:1gCDT=10.34×10~(-3)T-13.33×10~(-3)1gCDT=59.08×10~(-3)d_c-1.3401gS=0.4391 1gCDT+0.88031gC=2.5899-1.18851gCDT(定长,经)1gC=3.202-1.882 1gCDT(松弛,经)涤纶超分子结构变化的活化能和碰撞频率为1.806×10~4卡和5.355×10~(?)秒~(-1)。上述事实表明涤纶的 CDT 值能在一定程度上反映涤纶纤维的结晶度、晶粒尺寸和完整性,因此,它是一种判断热定型效果的简便而有效的方法。为了提高含涤纶织物的尺寸热稳定性,定型温度应接近或稍低于织物受热史中的最高温度或比使用温度高20°—30℃,由于涤/棉混纺织物的尺寸热稳定性较好,所以定型温度可稍低于涤纶长丝织物。在定型过程中,除非温度超过220℃,无定形取向度不发生降低。定型后涤纶织物的染色性能与纤维的结晶度和空隙度有关。对定型时的张力和时间对定型效果影响也进行了讨论。     

等径弯曲通道变形制备超细晶铝合金的组织性能

用等径弯曲通道变形(ECAP)的方法制备出超细晶铝合金材料,并研究了在不同道次条件下其显微组织的演化过程.研究表明,随着强烈塑性变形的增加,显微组织中开始形成大量晶粒尺寸小于1μm的位错胞组织,当其晶界取向差增大时,亚晶粒变为越来越细的板条状组织.当经过8道次ECAP变形后,晶粒尺寸由变形前的约50μm细化为约0.2μm.该超细晶铝合金材料在150℃的退火条件下,其晶粒尺寸稳定在0.2～0.3μm的范围内.在温度为500℃、应变速率为10-3s-1的拉伸实验中,该超细晶铝合金材料的最大延伸率高达370%,呈现出良好的超塑性.     

加成核剂等规聚丙烯晶生成条件研究

本文选用一种易使等规聚丙烯(IPP)生成β晶的成核剂,利用DSC和X射线衍射法研究了熔体温度,冷却速率和成核剂含量对生成的β晶含量的影响,找出生成β晶的合适条件,所得β晶含量可达81％。     

左旋聚乳酸纳米纤维膜的热处理研究

研究了热牵伸和热定型处理对静电纺丝左旋聚乳酸平行纳米纤维膜力学性能和微观结构的影响。拉伸试验表明,在100 ℃热空气条件下,沿纤维排列方向上牵伸300%、热定型10 min的纤维膜力学性能最佳,其抗拉强度和模量分别达到103 MPa和1.83 GPa。扫描及透射电子显微镜观察显示,经热牵伸后,纤维的直径随牵伸率的增加而减小,其致密及平行程度相应提高,纤维内部转变为垂直于纤维轴且平行排列的片晶结构。差示扫描量热分析结果表明,纤维膜的结晶度随牵伸率的增加而增大,随热定型时间先增加后减小。广角X射线衍射和小角X射线散射分析可知,纤维膜经热处理后的结晶为α型,其微晶尺寸及晶面间距均随牵伸率的增加而减小,随热定型时间先增加后减小,而纤维内部的针状微缺陷随着牵伸率的增加而变得更加狭长有序,使得纤维膜的力学性能得以提高。     

6061铝合金等温挤压工艺参数优化及粗晶环机理研究

借助THERMORESTOR-W热模拟实验机对6061铝合金反向挤压制品试样进行单轴压缩试验、采用金相组织观察分析及DEFORM商业有限元软件等手段,优化6061铝合金等温挤压工艺参数并对粗晶环产生机理进行了初步的研究。结果发现,在挤压速度10mm/s,挤压温度和模具预热温度400℃及出料口温度为453℃条件下,制品横截面温度梯度差较小,基本实现等温挤压;通过对反向挤压制品的金相观察及有限元模拟,发现粗晶区晶粒的长大主要是微应变诱导晶粒的再结晶长大。     

热熔粘合聚丙烯熔喷非织造布的结构与性能

本文采用了广角X光衍射、差示扫描量热法、扫描电子显微镜技术,对热熔粘合聚丙烯熔喷非织造布的结构和形态进行研究。讨论了粘合温度对非织造布的几何尺寸和机械性能的影响。结果表明,球晶是熔喷聚丙烯纤维的主要结构形式。在不同的热粘合条件下,球晶的结晶变体中可以出现α晶,或是拟六方酝晶,以及两者的混合形式。粘合温度对纤维的结晶度和晶粒尺寸,及非织造布的热收缩和厚度具有较大的影响。热粘合温度在软化点出现非织造布强度峰值。     

抗静电聚丙烯纤维的试制研究

作者采用国产添加型抗静电剂,研究了抗静电聚丙烯的最佳配方和流变性能、纺丝与拉伸工艺,制得纤维的力学性质和电性质。研究结果表明:1.添加0.5%的抗静电剂,所纺制的抗静电等规聚丙烯纤维的表面电阻可降到10~7—10~8Ω,耐水洗性好;少量的抗静电剂的添加对其力学性质没有明显的影响;2.抗静电的等规聚丙烯熔体的流动特性比等规聚丙烯好,其粘流活化能也比等规聚丙烯低;3.抗静电聚丙烯纤维的纺丝和拉伸的温度都要比聚丙烯纤维低约5—10℃。     

电纺等规聚丙烯纤维诱导同质基体结晶

利用静电纺丝技术得到较细的等规聚丙烯(iPP)纤维,然后将电纺纤维引入到处于过冷态的iPP基体中制备了均质复合体系.重点研究了电纺iPP纤维诱导成核能力.由于纤维和基体同质,所以它们具有完美的晶格匹配及良好的表面润湿性,使电纺iPP纤维有很强的诱导成核能力,且在160℃引入纤维时,界面主要形成α横晶.通过将所制得的复合体系在160℃松弛一段的时间,α横晶再次出现,表明横晶的形成与纤维引入时产生的剪切作用无关.将复合体系熔融再结晶时观察到有"记忆效应"产生,即在原生成横晶的部分区域仍生成横晶,其晶型与最初形成的横晶一致.