高频电场与正应力场协同作用下聚合物的热响应特性

目前高分子材料成型方法都采用高温塑化、低温成型的成型机理进行加工.这一过程消耗了大量的能量,并造成聚合物及其添加剂的热降解,降低了塑料的性能和可回收性.因此,文中在聚合物热压成型加工中引入高频电场,使物料在正应力和高频电场协同作用下实现低温塑化,研究物料在高频电场中发生热响应的压力、温度依赖性,以及在临界塑化温度点下制备的聚合物片材的力学性能,建立合理的温升模型.研究表明:材料极性越强,其介电损耗越高,物料吸热能力越强;极性材料和非结晶性聚合物吸热量随成型压力的增大而增大,而非极性的结晶性聚合物吸热量存在最佳吸热压力点;均聚物具有最佳吸热温度点,而多相的共聚物吸热量随加工温度呈指数增长;施加高频电场试样的拉伸性能显著提升,证实了协同低温塑化行为的存在.     

聚合物加工成型技术创新研究进展

依据聚合物工业对加工过程节能降耗、废旧聚合物循环利用、可再生资源利用的重大需求,笔者在聚合物振动剪切形变加工成型方法和设备的基础上提出和研究了聚合物体积拉伸形变加工成型方法和技术,着重讨论了拉伸形变支配的叶片挤压系统的塑化输运过程、技术特征及混合特性.研究结果表明:这种新技术及其设备与传统螺杆塑化输运技术及其设备相比较,具有加工热机械历程缩短、加工能耗降低、混合混炼效果好、物料适应性广、制品质量高等优异的技术特点,且在聚合物多相多组分复合材料、聚合物/生物质复合材料等物料体系的加工方面具有显著优势.     

成型加工过程中聚合物的连续自增强

提出了成型加工过程中聚合物连续自增强的概念.先介绍了传统加工过程中实现聚合物自增强的主要加工方法和设备,然后重点介绍了基于振动力场及拉伸力场的聚合物连续自增强加工方法和设备,阐述了聚合物在振动力场以及拉伸力场作用下连续自增强的机理、振动力场与拉伸力场对制品性能的影响.研究结果表明:振动力场和拉伸力场加工聚合物制品的自增强效果显著,制品力学性能与微观形态均明显改善;连续自增强技术具有物料适应广、适合实际生产加工等优点.     

不同流场特性下的PS/HDPE共混物性能

介绍了动态拉伸形变支配的叶片式混合装置的结构及工作原理,在该混合装置及商品化的以剪切形变为主的Brabender转子密炼机上进行PS/HDPE熔融共混实验,分析了转子轴转速和混合时间对共混物力学性能、流变性能及微观形貌的影响.结果表明:与Brabender转子密炼机类似,叶片式混合装置制得的PS/HDPE共混物的拉伸强度随混合时间的延长和转子轴转速的升高先增加之后基本保持不变;与Brabender转子密炼机相比,叶片式混合装置的转子轴转速对共混物分散相粒径的影响较小,且转速相同时达到相同的分散相粒径叶片式混合装置需要的混合时间较短;随转子轴转速升高和混合时间延长,利用转子密炼机共混所得共混物表观黏度基本保持不变,而叶片混合装置共混得到的共混物表观黏度降低.叶片混合装置比Brabender转子密炼机的混合效率高,混合效果更好.     

脉振模压成型对UHMWPE中空制件结构与性能的影响

为了提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中空制件的机械性能和耐磨性能，采用自主研制的中空制件成型模具，在模压成型过程中引入脉冲振动，使物料在脉冲压力下实现成型，并通过拉伸测试、砂浆磨耗测试、热分析测试、密度测试和2D-WAXD(二维广角X衍射仪)测试，研究脉冲振动对制件微观结构及宏观性能的影响，同时与静态成型条件下的中空制件对比。结果表明：在致密化阶段施加脉冲振动可有效提高制品的致密化程度；在冷却结晶阶段施加脉冲振动时，制品的取向度与结晶度均得到提高。脉振条件下成型制件的拉伸性能和耐磨性能均优于静态条件下成型的制件。