振动强化熔融塑化单螺杆挤出机挤出物的结构与性能研究

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1、摘要作为新型的合成材料，塑料具有诸多优良特性，因此得到了广泛的应用，是当今世界四大材料体系之一。任何聚合物材料都必须经过成型加工才能体现其各种优良特性。因此，寻求新的成型加工技术、成型工艺条件以获得聚合物制品的最佳力学性能是科学工作者们一直努力奋斗的目标。华南理工大学的瞿金平教授等发明的电磁动态塑化挤出机首次将振动力场引入聚合物挤出成型加工全过程，对聚合物的熔体输送和挤出过程特性产生了深刻影响。本论文是在华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心最新研制的电磁动态综合流变测试仪单螺杆挤出单元上模拟实际片材生产工艺条件完成的。通过

2、大量实验首次在较大振幅、振动频率区域下对挤出制品的聚集态结构和力学性能进行了系统的实验研究。在25℃和5℃条件下将HDPE(5000S)、PP(T30S)挤出机挤出再经压光机冷却定型后制得均匀、平整的片材试样。在实验过程中，仅改变振幅和振动频率而保持其它实验条件不变。为了研究其聚集态结构和力学性能，对各种实验条件下所得的试样制品了进行了DSC测试、x衍射测试、SEM测试、拉伸试验和冲击试验，其中对试样的拉伸和冲击试验时分别在平行于挤出方向(纵向)和垂直于挤出方向(横向)两个方向上进行取样。通过对所测的实验数据进行分析总结，发现了振动

3、力场对聚合物制品力学性能和微观结构的影响规律。在力学性能方面表现为在5"C冷却和25℃冷却条件下动态挤出时试样的纵横向力学性能基本上都比稳态时有明显的提高。随着振动强度的增强而增大，并且会出现极值，然后减小。但是，5℃冷却时试样的力学性能要比25℃冷却时差一些。同时还可以发现，振动对试样横向的影响比纵向大，这样使试样纵横向的力学性能趋于均一。在聚集态结构方面：不管是5℃冷却还是25。C冷却，振动力场的引入有助于提高试样的结晶度，使结晶更加完善，试样的熔点提高，提高了结晶区的有序性和规整性。振动场的引入可使HDPE(5000S)晶粒尺

4、寸增大，使PP(T30S)的晶粒尺寸减小。同样，5℃冷却时试样的结晶度、熔点、晶粒尺寸要比25℃冷却时差一些。在聚集态结构方面的改善，是试样的纵横向力学性能得以提高的根本原因。关键词：振动强化聚集态结构力学性能晶体形态华南理工大学硕士学位论文ABSTRACTAsanovelkindofcompositematerial，theplasticshavemanyeximiouscharacteristics．Therefore，itisappliedwidely,andisoneoffourmaterialsystems．Allthep

5、olymericmaterialmustbeprocessedinordertoincarnatethevariousexcellentproperties．Solookingforthenewtechniqueofthemachining，settingthetechnologicalconditionoftheprocesstogettheoptimalmechanicalpropertiesofthepolymericproductsalwaysisthetargetthatthescientistsaboutthepolym

6、errealizestrenuously．TheelectromagneticdynamicplasticatingextruderinventedbyQuJinpingprofessorandhisfellowsofSCUTinductsthevibrationtOtheentireextrudingprocessfirstly，andthiswillinfluencethemeltdeliveryandtheextrusionprocesspropertiesdeeply．Thisresearchisbasedonthesing

7、lescrewextruderoftheelectromagneticdynamicrheologicgeneralmeasuringinstrumentmadeinthenationalengineeringresearchcenterofnovelequipmentforpolymerprocessingofSCUTrecentlyandsimulatestheactualtechnologicalconditiontoproducethepanel．Theaggregationstructureandthemechanical

8、propertiesoftheproductproducedunderthelargeamplitudeandfrequencyweresystematicallyresearchedbyplentyofexperimentsfort