m-HDPE/高岭土复合材料的流变性能研究

m-HDPE/高岭土复合材料的流变性能研究

一、m-HDPE/Kaolin复合材料流变性质研究(论文文献综述)

岂林霞[1](2018)在《交联聚乙烯回收粉料填充高密度聚乙烯加工性能研究》文中研究指明交联聚乙烯(XLPE)综合性能良好,应用广泛,但由于其难熔难溶,回收困难。采用科学有效的方法对XLPE进行回收对资源再生和环境保护具有重要意义。本论文主要采用粉末化填料回收方法对交联聚乙烯进行回收,分析了 XLPE粉碎过程机理,并基于热学和流变学对交联聚乙烯回收料(RXLPE)填充材料的性能进行分析,同时采用注塑成型、滚塑成型和发泡成型方式实现XLPE回收利用。主要工作和结论如下:(1)建立了机械粉碎-磨粉制备交联聚乙烯回收粉体的工艺方法,探索了粉体粒径对其模压件力学性能、热学性能和掺杂HDPE挤出物表面的影响。交联聚乙烯回收粉体再生过程分为切片、粉碎、磨粉等阶段,该过程中交联聚乙烯受到机械力化学作用,交联度降低,凝胶含量下降;回收粉体粒径减小,模压制品的结晶度增加,制品冲击强度下降;RXLPE中加入HDPE可改善其挤出外观,针对本文所用回收料最大填充量为50%。(2)利用差示扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪、毛细管流变仪对RXLPE/HDPE复合材料性能研究,并对注塑成型制品结晶和力学性能进行分析。DSC结果表明RXLPE加入HDPE中有明显的异相成核作用;旋转流变仪频率扫描中体系黏度随其含量增加而升高,体系流动性变差;回收料的增加使得混合物黏弹性的线性范围减小;毛细管流变测试中,RXLPE加入HDPE后的零切粘度增加,粘流活化能减小;随着回收料含量增加,注塑成型制品冲击强度比压片制品的高;相同回收料R1006填入不同HDPE基体的制品冲击强度随着回收料含量的增加而增加。(3)比较了两种混料方式对RXLPE/XLPE复合材料制品性能的影响,采用DSC和旋转流变仪对其结晶和流变性能的进行研究,并对20:80RXLPE/XLPE进行滚塑中试实验。结果表明RXLPE与XLPE 一次挤出由于RXLPE吸收部分交联剂不参与交联反应而导致凝胶含量下降,二次挤出则会减少其吸收而有较高凝胶含量,制备制品性能良好;DSC结果表明RXLPE加入XLPE降低结晶垂直自由能,加快了结晶速率;旋转流变仪分析交联过程发现RXLPE的加入使得交联反应速率减慢,阻碍交联网络的形成;回收料填充后仍可滚塑成型,但制品性能较差。(4)应用熔体拉伸流变仪分析了 RXLPE/HDPE材料的拉伸流变性能,并对材料的发泡性能进行了研究。发现RXLPE加入HDPE中提高了HDPE的熔体强度和拉伸黏度及其“应变硬化”效应,改善了 HDPE发泡性能;加入发泡助剂ZnO和ZnSt2使发泡剂分解温度从2050C降低到160℃;30:70 RXLPE/HDPE发泡倍率最高,约为6倍;增大RXLPE用量可无压发泡制备泡孔粒径小的制品;RXLPE/HDPE复合物同HDPE发泡体一样,受压显示典型的三区域特性,30:70RXLPE/HDPE中添加无机发泡助剂显着改善中变形塌陷平台区和高受压密实化区性能,但降低小应变刚性。本文系统研究了废弃交联聚乙烯回收料和复合材料性能及其再生应用方法,实现了交联聚乙烯的回收再利用,为工程化应用奠定了基础。

万辰[2](2017)在《超临界CO2环境下聚乙烯的流变特性及其影响发泡行为的作用机制》文中提出轻量化材料是我国新材料发展重点领域,高性能聚合物发泡材料是最具代表性的轻量化材料。超临界CO2发泡聚合物是绿色安全制造技术,研究聚合物/CO2溶液流变性质与泡孔形貌之间关系对于发展聚合物熔融发泡关键共性技术具有重要的理论和应用价值。本文以聚乙烯(PE)为典型研究对象,首先建立了超临界CO2环境下聚合物流变性质表征方法,然后基于流变特性进行了系列研究,包括:原位考察了聚合物/CO2溶液的非等温与等温结晶行为,确定结晶程度对降压发泡行为的影响;利用结晶提升熔体强度可以改善聚合物发泡行为,以及泡孔生长细胞模型和Considere泡孔生长稳定性判定标准,实验和模拟计算相结合分析影响共混物LLDPE/LDPE发泡过程的关键因素;鉴别聚乙烯共混物的相容性及其对挤出发泡行为的影响。超临界CO2气氛下的流变性质影响因素实际是静压力和CO2溶解量两方面的共同作用,首先利用不同高压介质建立了高压环境下聚合物流变性质的表征方法。选取惰性气体He(在聚合物中几乎不溶解)作为高压施加介质,考察了静压力对聚合物流变行为的影响,发现随着静压力增加复数黏度逐渐增大,损耗因子变小;采用Barus方程对静压力平移因子进行拟合,发现线性结构的HDPE在10MPa以内的压力系数为34.4MGPa-1,而10MPa以上仅为4.2GPa-1,即存在明显的拐点;对于长支链结构的LDPE的压力系数为20.4GPa-1,并且随着温度的增加而增大,这主要是由于温度升高自由体积增大导致其对压力更加敏感。对不同温度和CO2饱和压力下的流变学性质进行了考察,区分静压力和CO2溶解量的影响,采用Fujita-Kishimoto(F-K)模型拟合了 CO2浓度对聚合物流变性质的影响;结合Arrehenius方程、Barus方程和F-K模型综合考虑了温度、静压力和CO2浓度影响因素,建立了综合平移因子模型,HDPE和LDPE平移因子的拟合值与实验值平均偏差分别为5.31%和 2.57%。其次,设计高压流变仪样品夹具使之适宜实施降压发泡过程,基于高压流变特性原位研究LDPE/CO2溶液的非等温与等温结晶动力学,以及其对泡孔结构的影响。高压DSC测得的起始结晶温度近似为:Tc,onst=101.4-0.718P(MPa),而利用高压流变测试发现即使CO2饱和压力高达28 MPa时,其相比常压条件也仅降低4℃。基于等温结晶过程发现其存在着三个差异比较明显的阶段:一是弹性模量基本保持不变,即结晶诱导期,此阶段结晶尚未开始;二是弹性模量增加较快,即结晶进行时,此阶段属于晶体成核和生长阶段;三是弹性模量稳定在一个较高的数值,此阶段结晶基本结束。在不同结晶时间下进行降压发泡,发现相对结晶度从0增加至25%(对应结晶度27%)时,发泡倍率由28增加至32,泡孔大小由155μm降低至135 μm,泡孔密度由3.7×106增加至4.7×106 cells/cm3。即形成的晶体一方面增强了熔体强度,另一方面增加了异相成核点。随着结晶时间继续增加,泡孔孔径进一步变小,倍率开始逐渐变低,并且过量的结晶会使得泡孔尺寸分布不均匀。再次,分别对LLDPE和LDPE含量为5%的共混物采用等温结晶提升熔体强度以期改善发泡效果,发现虽然通过等温结晶使得聚合物基体的复数黏度、弹性模量等都能得到不同程度的提升,但是仍然难以形成规整的泡孔结构,泡孔合并和破裂现象较为明显。基于泡孔生长细胞模型和Considere泡孔生长稳定性判定标准,采用数值计算方法分析泡孔生长情况,发现复数黏度增加会减缓泡孔生长速率,但是泡孔稳定生长时间几乎保持不变;增加松弛时间对泡孔生长速率没有明显影响,但是会大幅度增加泡孔生长稳定时间。即改善聚合物发泡效果应该在提高基体黏弹性的基础上着重于材料松弛时间的提高以增加泡孔生长稳定时间。模拟结果还发现Henry常数和扩散系数能够明显改变泡孔生长速率但是对泡孔生长稳定性无明显影响,而表面张力对泡孔生长过程影响甚微。最后,以LDPE/HDPE和LDPE/PP为考察对象,采用DSC和流变相结合的方法鉴别共混物的相容性,以及共混体系结构对挤出发泡过程的影响。发现在不同组分配比下LDPE/HDPE都有着较好的相容性,基于偏光显微镜分析发现PP黏度越高、含量越大,LDPE/PP共混体系趋向于形成共连续结构。通过共混物在未发泡挤出和发泡挤出条件下的胀大行为,可以判定LDPE与PP共混的成核效果要明显优于其与HDPE.共混,即不相容的界面作为成核能垒较低的区域有利于泡孔成核。但发泡结果显示相容性较好的LDPE/HDPE共混物始终能够得到较规整的泡孔结构,而LDPE/PP的复数黏度虽然高于LDPE/HDPE,却并不能得到理想的发泡结果。通过对共混物的溶解扩散行为分析发现共连续相结构的扩散系数要明显高于"海-岛"结构和相容聚合物,表明在共连续相结构的共混物内部可能存在着气体通道,使得气体逃逸现象较为严重,进而导致泡孔稀少,发泡倍率低。

刘庆升[3](2016)在《共注射成型及聚合物熔体流变行为的数值模拟研究》文中提出共注射成型(Co-Injection Molding),又称为夹芯注射成型(Sandwich Injection Molding),是为了满足特殊质量需求和减少材料成本发展起来的先进技术,在工业生产中有着广阔的应用前景。充填过程是共注射成型的重要阶段,在此过程中,模腔中气体、皮层熔体和芯层熔体间的动力学相互作用非常复杂。因此,共注射成型充填过程的数学建模成为亟待解决的科学工程难题。本文旨在建立共注射成型充填过程的三维数学模型,基于同位网格有限体积法对芯层熔体在皮层熔体中的穿透行为及聚合物熔体的流变行为进行模拟研究。主要工作有:(1)针对2.5维Hele-Shaw模型难以有效预测芯层熔体在皮层熔体中的穿透行为这一问题,建立了流场与界面耦合的三维牛顿-粘性-粘性多相流模型,为了数值模拟实施简便,气体/皮层熔体界面和皮层/芯层熔体界面的运动由同一个Level Set方程控制。对中心浇口和侧浇口矩形板顺序共注射成型充填过程的模拟,验证了该模型的有效性。(2)将上述建立的三维牛顿-粘性-粘性多相流模型与区域扩充法结合,模拟了实际问题中复杂外形制件的顺序共注射成型的充填过程,其中复杂外形制件的边界采用区域扩充法处理。对中心带嵌件型腔的顺序共注射成型充填过程的模拟,验证了区域扩充法与三维牛顿-粘性-粘性多相流模型结合非常有效;通过对牙刷手柄顺序共注射成型充填过程的成功模拟以及芯层熔体在皮层熔体中穿透行为的探讨,得到了与实验结果吻合的数值结果,进一步表明三维牛顿-粘性-粘性多相流模型能够模拟实际问题中较复杂制件的顺序共注射成型充填过程。(3)针对共注射成型充填过程模拟研究中往往忽略聚合物熔体弹性的问题,采用XPP本构方程描述聚合物熔体的应力-应变关系,建立了二维和三维的牛顿-粘弹性-粘弹性多相流模型。为了确定材料的本构方程参数,基于XPP本构方程推导了一个粘度模型;同时详细地推导了多相流模型中控制方程和本构方程的有限体积离散格式,给出了动量和界面应力的插值方法;实现了同时共注射成型充填过程中界面演化的动态模拟。由于同时共注射成型复杂的工艺过程及特殊的喷嘴设计,使得对其充填过程的模拟难以实施,至今尚未见到界面演化过程模拟结果的报道。本文基于牛顿-粘弹性-粘弹性多相流模型,通过对同时共注射成型充填过程的二维、三维模拟,不仅成功地预测了界面的演化过程,而且得到了流场中聚合物熔体的应力分布等信息。(4)为了揭示聚合物熔体的复杂流变行为,推导了有限伸展Rolie-Poly本构方程的粘度模型和有限体积离散格式,实现了聚苯乙烯熔体流动过程中分子取向、V-型现象等流变行为的数值模拟。给出了用应力椭圆描述分子构型的方法,生动地展示了分子微观构型(取向、拉伸)及其变化。同时,验证了快速流动中有限伸展Rolie-Poly本构方程对聚合物熔体流变行为的良好预测能力。

杨娥[4](2014)在《掺量对TLA混合沥青的高温性能影响和应用研究》文中研究表明钢箱梁桥面沥青铺装是当前土木工程材料应用的国际性难题和研究热点,它是桥梁建设的关键技术之一,一直受到国内外桥面铺装专家的高度重视和关注。目前,比较常用的桥面沥青铺装方案主要有双层SMA类、浇注式类、沥青玛蹄脂混合料(MA)类和环氧类,其中MA混合料因具有突出的防水性能、抗老化性能、抗疲劳性能以及与钢桥面板良好的随从性和施工性,在钢桥面铺装中被认为是一种理想的材料,并在国外被广泛的应用。如今这类混合料在英国、日本等国已经形成一套完整的铺装技术规范,近年来被引入国内,并在多个实体工程中得以应用,但从使用效果看,沥青玛蹄脂混合料虽然在防水性能、低温抗裂性能、抗疲劳性能和经济方面均优于其它桥面沥青铺装材料,但是MA混合料也存在着非常明显的缺陷,即高温稳定性不足,容易产生车辙等早期病害。由于MA混合料中TLA混合沥青为其提供了40%的抗高温车辙变形性能,因而为深入分析和合理设计MA混合料,就需对MA混合料的组成材料,特别是TLA混合沥青的高温性能进行全面研究。根据国外关于MA混合料的设计和研究,MA混合料中TLA的掺量通常是为30%左右,本文依托的港珠澳大桥钢桥面MA混合料铺装层的设计研究项目,在参考香港MA混合料的成功铺装经验采用掺量为70%TLA混合沥青,为从理论上验证分析掺量70%TLA混合沥青对MA混合料高温稳定性的影响作用,就需对TLA混合沥青的组成材料和制备、TLA掺量对混合沥青高温力学性能影响等方面进行系统研究,研究70%TLA混合沥青对MA混合料高温稳定性的影响变化,这对于MA混合料的桥面铺装工程应用具有重要的理论指导意义。本文系统的研究了基于沥青桥面铺装使用的TLA混合沥青高温流变性能,建立了流变模型,并探讨了掺量对TLA混合沥青高温性能的影响、TLA混合沥青的高温变形特点以及对MA混合料高温稳定性能的影响规律。主要研究内容如下:1、在深入研究传统TLA混合沥青的制备与评价基础上,针对港珠澳大桥15.6Km钢箱梁桥面铺装工程的规模性,借鉴香港已有的TLA混合沥青成功的工程应用,考虑到桥址地区交通荷载组成和高温多雨的气候环境特点,采用TLA:70#沥青=70:30制备TLA混合沥青,分析TLA混合沥青的性能指标与TLA掺量和沥青标号的关系。2、鉴于MA在江阴大桥工程应用中出现的高温稳定性不足的问题,需从微观方面全面分析掺量70%TLA混合沥青的高温性能,并基于DMA法研究了TLA混合沥青的SHRP高温性能指标复数模量、车辙因子、相位角与频率、温度和掺量的变化关系;并基于稳态流变试验分析TLA混合沥青的零剪切粘度指标的变化规律。3、研究了不同掺量的TLA混合沥青的时温等效原理,将不同掺量的TLA混合沥青在不同加载方式下的移位因子进行计算对比分析;并基于剪切模量CAM主曲线方程对TLA混合沥青的高温流变共曲线进行分析,探讨了TLA混合沥青的高温流变参数指标与TLA掺量的关系,为采用70%TLA混合沥青提供理论依据。4、基于不同温度、应力水平下的重复蠕变恢复试验,分析不同掺量的TLA混合沥青高温变形特点和影响因素,并基于流变模型重点分析了70%TLA混合沥青的高温变形流变参数的变化规律;对不同掺量的TLA混合沥青与SBS改性沥青的高温变形差异研究,选择合适掺量的TLA混合沥青与SBS改性沥青应用于同种级配的混合料,基于车辙试验对比了TLA混合沥青与聚合物SBS改性沥青之间的高温抗变形差异。5、基于70%TLA混合沥青在桥面面铺装层中的应用研究,分析了MA混合料的高温稳定性能,研究了TLA在MA混合料的高温稳定性中的作用,并就MA车辙试验的高温稳定性能进行室外加速加载试验的验证,分析动稳定度与加速加载试验的车辙变形、硬度、贯入度、贯入度增量和冲击韧性之间的相关性。本论文从依托的工程项目所需70%TLA混合沥青的高温性能研究出发,基于DMA法分析了掺量对TLA混合沥青的高温性能影响规律,重点研究70%TLA混合沥青的高温性能变化规律及高温变形特点,从理论和实际两方面验证港珠澳大桥桥面铺装中采用掺量70%TLA混合沥青对提高MA混合料高温稳定性的作用和必要性,为桥面铺装中70%TLA混合沥青的实际生产和应用提供了理论依据。

罗璇[5](2012)在《超高分子量聚乙烯/线性低密度聚乙烯共混体系动态流变学行为研究》文中指出研究聚合物的动态流变行为不仅可以在高分子合成中指导聚合,从而制得加工性能优良的聚合物,而且对评定聚合物的加工性能、分析加工过程、正确选择加工工艺条件、指导配方设计等方面均具有非常重要的作用。将超高分子量聚乙烯和其他聚烯烃与适量的填料进行共混,通过不同的混炼方法,如两步熔融法,改变投料顺序等,以获得具有特殊聚集态结构的复合材料,改善材料的综合性能,一直是研究的热点。但是刚性填料粒子对共混体系性能考察较多的是宏观的力学性能、结晶性能等,而阐述由于加工条件的改变导致熔体微观结构和相结构发生变化,从而引起体系动态流变行为出现差异的报道很少。本论文以UHMWPE/LLDPE和海泡石/UHMWPE/LLDPE复合体系为模型,主要从动态流变学角度说明相关问题,考察了动力学因素,如混炼温度、海泡石有无改性、UHMWPE和海泡石含量等方面对体系动态流变学行为和结晶行为的影响,并对引起这种动态流变行为的变化作出了一定的分析,希望为聚乙烯体系的实际生产加工提供一定的科学依据和理论指导。研究结果表明:在UHMWPE/LLDPE体系中,随着混炼温度的不断提高,应变扫描的储能模量升高,但线性黏弹性区间变短,低频末端向高模量方向漂移,高频区曲线基本叠加重合,没有出现黏弹转变点,体系内部应力由初始值衰减到接近零时所需的时间增加,体系初始结晶温度随着混炼温度的升高而逐渐增大,结晶度先升高后降低;增大UHMWPE的含量,线性黏弹性区间基本不变,低频末端向高模量方向漂移,而高频区曲线没有出现叠加,储能模量转变点提前,诱导结晶时间缩短,结晶度明显增高。对于海泡石/UHMWPE/LLDPE复合体系,改性后的海泡石其应变扫描储能模量比未改性的低,在低频区出现tanδ峰,储能模量转变点明显提前,诱导结晶时间缩短,结晶速度加快,结晶度升高;适当的混炼温度使频率扫描曲线在低频区出现tanδ峰,等温结晶诱导时间降低,结晶度稍微增大;海泡石含量升高,低频区模量上抬,当海泡石的含量在5%-20%时,曲线在低频区出现tanδ峰,当海泡石的含量达到25%时,低频区的储能模量上升明显,出现“第二平台”。说明了混炼温度、UHMWPE含量、填料的性质等的改变,对体系聚集态结构影响较大,使体系动态流变学行为发生了变化。

张伟[6](2011)在《高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯共混体系动态流变学行为研究》文中进行了进一步梳理聚合物动态流变学是研究聚合物结构与流变行为关系的有效方法,特别是对聚合物多相体系,其形态结构的演化过程可以通过动态流变学方法有效地考察。近年来,对聚烯烃(主要指聚乙烯)共混体系动态流变学,多集中在共混体系的热流变行为与相行为的关系研究上,对于加工过程中,体系相形态的转变及其与流变学行为关系缺少必要的研究。本文拟以高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯(HDPE/UHMWPE)共混体系为模型,重点讨论动力学因素,包括加工温度、剪切速率、填料含量等,对体系动态流变学行为的影响,并在此基础上对体系形态结构的演化作出推断。研究表明,在UHMWPE含量为10wt%的情况下,HDPE/UHMWPE体系,加工温度和剪切速率的改变使得体系动态流变学行为发生明显的变化,且剪切速率引起的变化更为显着。主要表现在:随着剪切速率的提高,体系应变扫描线性黏弹性区间缩小,储能模量提高。动态频率扫描中,低频区的储能模量和损耗模量均明显提高,高频区则相互重叠在一起,二者交点也向低频方向偏移;低频区间的tanδ逐渐向1靠近,表明体系储能模量与损耗模量在提高的过程中,储能模量的提高程度比损耗模量大;低频区复数黏度逐渐提高,表明体系分子流动性变差。此外,等温时间扫描结果表明,体系结晶诱导时间缩短,结晶过程加快,结晶最终模量发生改变。以上结果表明体系的弹性和黏性逐渐增强,但弹性增加的程度更大,体系流变行从liquid-like向solid-like行为转变。对于HDPE/UHMWPE体系,UHMWPE含量为4wt%时,加工参数的改变对体系动态流变学行为没有明显影响。但碳酸钙(CaCO3)的加入却引起体系动态流变学行为显着的改变,表现为:频率扫描过程储能模量和损耗模量随着剪切速率的增大在低频区逐渐提高,体系动态流变学行从liquid-like向solid-like行为转变,等温结晶过程加快,应力松弛时间缩短。这类特殊的流变行为与UHMWPE颗粒在加工过程中形态的转变有密切关系。

周骥[7](2010)在《聚合物共混和枝化反应以及挤出成型过程计算机模拟研究》文中指出聚合物(反应)加工包括原料输送、熔融、共混、化学反应(与加工成型融为一体)、解吸与脱挥、成型等环节,原料经历(反应)加工过程最终获得具有一定内部结构与外形的制品。而在聚合物(反应)加工过程中,物理共混、化学反应共混以及成型过程又是决定制品性能的关键环节。由于实验研究手段的局限性,对这些环节开展计算机模拟辅助研究有利于深入理解聚合物(反应)加工过程和揭示加工对材料结构乃至性能影响的本质问题。本文主要采用计算机模拟技术,研究了聚合物材料在密炼机中的三种输运过程:不相容双组分聚合物共混、均相聚合物反应共混、单一聚合物混合和三种重要的挤出成型工艺(纺丝、吹塑、共挤出)中聚合物熔体的流动行为。重点深入到聚合物复杂体系复杂流场中的输运过程,研究了实际加工条件下聚合物化学反应动力学机理、复杂多相体系输运规律,建立了在复杂化学与物理条件下聚合物反应加工过程的理论模型和模拟方法,分析并总结了挤出工艺参数对生产过程与制品性能的影响规律。关于不相容聚合物共混体系的模拟研究,前人主要集中在简单、均一流场下“微观局部”尺度上的共混研究,缺乏对于时空不均匀的动力学过程的研究,与实际加工过程偏离很远;本文对实际加工流场下的聚合物不相容共混体系开展模拟研究,兼顾分散与分布混合作用,考察混合进程、明确共混机理、总结了影响混合效果的因素。通过材料在转矩流变仪中的共混实验直接计算被混物料的粘度是科技工作者的强烈愿望,本文提出了一种较传统方法更准确的预测方法——通过模拟物料在转矩流变仪内的三维混合过程反向预测材料粘度。另一方面,在聚合物加工过程涉及化学反应的时候,缠结大分子化学反应机理和反应动力学往往有着区别于传统小分子反应的特点和规律,即外加流场作用会影响反应历程与动力学过程。前人对流场作用下的大分子反应动力学研究也主要局限在简单、均一流场条件(如旋转流变仪)下,且始终未获得流场对大分子反应动力学的定量影响关系。另外,实际聚合物反应加工过程中复杂体系复杂流场的特点也大大限制了聚合物反应加工模拟工作的开展。已有的模拟工作往往只限于稳态、简单流场,未考虑空间不均匀性,未引入长链聚合物的流变动力学行为的影响。本文研究了实际加工流场下的大分子反应动力学过程,确定了流场影响大分子反应动力力学常数的定量关系,建立了系统的聚合物反应加工理论模型,并开展了实际加工流场中聚合物反应加工过程的计算机模拟研究。熔融纺丝、中空吹塑和多层共挤出是聚合物挤出成型过程的三种重要工艺。关于异型纤维熔融纺制的实验与模拟研究表明:表面张力对异型纤维的形状改变具有重要影响。但在纺丝工艺中,纤维的表面张力是“动态”值而非“静态”值,目前还缺乏实验手段可以测定“动态”条件下的表面张力。确定纤维表面张力对研究非平衡态下的材料流变行为以及为熔融纺丝模拟工作提供理论依据都具有重要意义;本文采用计算机模拟的方法反向预测了纤维拉伸过程中的表面张力,并从模拟的角度建立了一套可制备最佳异型截面形状纤维的方法。另外,还对纺丝熔体在纺丝组件内的流动状态进行了模拟分析,以获得均匀直径纤维束为目标设计了最佳喷丝孔排布方式。建立了塑料瓶拉伸-吹塑连续成型过程的计算机模拟方法,并提出了一种利用计算机模拟技术辅助开发用于测定材料拉伸流变特性简便仪器的方法。以前关于复合薄膜多层共挤过程的模拟主要侧重于理论研究,很少涉及工艺参数对薄膜制品性能的影响;本文从工艺角度出发考察了影响薄膜性能的因素,并建立了加工条件变化导致制品性能改变的定量关系。本论文主要研究内容及结论如下:(1)采用有限体积法对密炼机中两种不相容聚合物体系——高密度聚乙烯/聚苯乙烯的共混过程进行了模拟研究,预测了密炼机内流场参数的分布与变化,揭示了聚乙烯/聚苯乙烯的混合机理与规律。将该模拟方法应用到一般的两相不相容共混体系,分析了两相粘度比、相界面和流场强度对混合进程的影响。提出了一种计算机模拟辅助技术仅通过转矩流变仪数据评估材料粘度特性的更准确方法,高密度聚乙烯和聚苯乙烯的共混实验证明了该方法的可靠性,编写了一个可反复调用有限元算法(模拟物料在密炼机中共混过程并计算扭矩)的程序用于反向预测材料粘度。(2)运用“流变动力学”方法,研究了实际加工流场下过氧化二异丙苯引发聚乙烯熔融枝化反应的动力学过程。基于枝化反应动力学和扭矩对体系粘度的依赖关系,定义了一个全新的反应转化率,该转化率较传统“流变学转化率”更准确。通过化学动力学模拟和密炼机型腔流场分析,首次通过实验确定了外加流场对大分子反应动力学影响的定量关系,并发现该结论与Fredrickson等人的理论表现出相似的预测趋势,证明Fredrickson等人理论模型有一定合理性。温度、分子扩散与宏观对流对反应动力学的影响被同时考虑,建立了实际聚合物反应加工过程的两维瞬态模拟方法。(3)对两类拉伸主导的成型工艺(熔融纺丝和中空吹塑)和多层共挤出工艺进行了模拟研究。首先,选取异型纤维作为研究对象,采用两维与三维计算机模拟联用的方法模拟温度和截面形状随纺丝线的演变,模拟中考虑温度对纤维表面张力的影响并引入表面张力系数,通过“反推法”——调节表面张力系数使得计算纤维截面形状接近实测纤维截面确定了不同纺丝条件下的纤维表面张力,研究表明纤维表面张力与纤维拉伸比有关。建立了通过虚拟“正交试验设计”评价异型纤维最佳纺丝工艺的方法,并发现异型纤维形状对纺丝变量的敏感程度顺序(由高到低)为:纺丝温度、拉伸速度、喂料量、冷却条件。从模拟角度考察了多孔材料对熔体在纺丝组件内的整流、均化作用,并设计了喷丝孔的最佳排布方式。其次,建立了塑料瓶拉伸-吹塑连续过程的计算机模拟方法,实验表明该模拟方法能较好地预测成型瓶子的厚度变化。基于“球泡”自由吹胀过程的动力学分析,提出了一种可简便评估材料双轴拉伸流变特性的方法,该方法表明:在吹气压力一定且忽略界面张力前提下,材料的拉伸流变特性仅与“球泡”吹胀时半径变化有关。最后,针对多层复合薄膜生产中关心的薄膜厚度均匀性问题,建立了单层材料在平行流道内以及聚合物七层共挤过程的有限元模拟方法,考察了单层材料在平行流道内分配后的流量不平衡现象以及多层材料复合时的流量不平衡叠加效应,定量分析了各层材料流量波动对共挤薄膜厚度的影响。本论文主要创新点归纳如下:1、考虑聚合物实际加工时加工流场随空间位置与时间改变的特点,对发生在密炼机中的不相容聚合物体系(聚乙烯/聚苯乙烯)的共混过程进行了模拟研究,克服了以往仅考察简单流动、均一流场和局限在“微观局部”尺度研究上的不足,实验结果表明该模拟方法有效可靠,有望从理论上指导共混材料的制备以及为混合器流场的设计提供有价值的理论依据。2、运用“流变动力学”方法,首次从实验角度测定了流场影响聚合物反应动力学的定量关系——流场强度与聚合物反应动力学常数间存在标度关系,同时为评价Fredrickson等人的理论提供强有力依据,该研究结果对于优化实际聚合物反应加工过程具有重要指导意义。定义了一个全新的反应转化率,该转化率较传统“流变学转化率”更接近“化学转化率”。建立了实际聚合物反应加工过程的两维“瞬态”模拟方法,温度、分子扩散与宏观对流对反应动力学的影响被同时考虑,实现了对由流场、反应、传质过程组成的复杂流变耦合系统的成功求解。该模拟方法能够更准确地描述实际聚合物反应加工过程,对深入理解聚合物反应加工、优化加工设备与工艺条件具有重要意义。3、考虑温度对异型纤维表面张力的影响,分别运用两维和三维模拟技术计算纤维沿纺程的温度变化和截面变形,采用“逆推法”(比较模拟的纤维截面与实验截面)成功预测了纤维表面张力,研究发现:除温度外,表面张力还与纤维的拉伸条件有关,且温度与拉伸条件对表面张力的作用可以分离。本文提出的两维与三维模拟方法联用、“逆推法”预测纤维表面张力和正交试验设计最佳纺丝工艺条件的一整套方法可被有效地应用于异型纤维成型过程的工艺优化。

赵贝[8](2009)在《茂金属催化线型低密度聚乙烯的奇异流变性质—现象、机理及对策》文中进行了进一步梳理本课题为国家自然科学基金资助项目,研究焦点主要集中在探求聚合物熔体(主要为聚烯烃熔体)高速挤出时发生的极其复杂的不稳定流动现象的规律、机理和对策。实验采用恒速型双筒毛细管流变仪等仪器,研究对象为DOW化学公司生产的INSITETM工艺开发的牌号为ELITE5100G和ELITE5500G两种茂金属催化的线型低密度聚乙烯(m-LLDPE)。研究结果表明,两种m-LLDPE熔体均为典型非牛顿流体,ELITE5500G黏流活化能较高,而ELITE5100G的入口压力降和挤出胀大比略大。随挤出速率提高,两种m-LLDPE的挤出物外观都经历了从有规畸变(鲨鱼皮畸变、黏-滑畸变)到无规畸变(挤出物整体扭曲、熔体破裂)的变化。在黏-滑畸变区,挤出压力出现振荡,流动曲线断裂。相同挤出温度下,ELITE 5500G的稳定挤出速率范围大,出现鲨鱼皮畸变的临界剪切速率(720s-1)高于ELITE5100G(174s-1)。压力振荡幅度大,流动曲线断裂后的斜率更小。尤为显着的是ELITE5500G在经历黏-滑转变后出现了第二光滑挤出区。第二光滑区对于高速、节能、安全生产具有重要的潜在意义。流动行为的差别与两种样品结构差异有关。不同的畸变现象源自不同的扰动源和扰动机理。较低剪切速率下的有规鲨鱼皮畸变的空间起源在口模出口处,与出口处流动状态的突变有关。黏-滑畸变主要是由于熔体在口模壁处界面状态突变,造成熔体发生整体“时黏时滑”引起的。高剪切速率下的整体无规破裂起源于口模入口区的扰动。ELITE5500G出现第二光滑区与其黏-滑畸变特征及分子链含长链结构较多有关。加入少量加工助剂(PPA)可明显改善m-LLDPE的流变行为。加入后,熔体剪切黏度明显下降,入口压力降和挤出胀大比减小,挤出压力降低。出现鲨鱼皮畸变的临界挤出速率明显推迟,压力振荡和黏-滑畸变现象减轻,第二光滑区变长。PPA含量足够大时,压力振荡消失,挤出物外观好转。表明PPA加入能显着改善熔体/口模壁的界面状态。但PPA对无规破裂没有明显的改善作用。加入少量碳纳米管(CNTs)可减小熔体的流变学弹性。减弱入口应力集中效应,使无规破裂区的挤出物整体畸变得到改善。同时还能减小熔体在毛细管内的应力集中效应,使鲨鱼皮畸变的肋脊高度减小,宽度增大。这与CNTs能诱导分子链取向以及具有内润滑作用有关。LDPE与ELITE5500G共混可明显改善挤出压力振荡现象,黏-滑畸变消失,但鲨鱼皮畸变更加严重。随LDPE含量增加,复合材料黏度降低,挤出胀大比和入口压力降增大,熔体弹性增大,应力集中效应向入口区迁移。m-LLDPE与LDPE共混相容性好,共混后不分相,产生共结晶现象。

黄旭,秦军,万大军,何敏,吴大可[9](2007)在《高岭土与包覆红磷复配阻燃聚丙烯》文中研究表明利用共混挤出法制备了PP/包覆红磷/高岭土复合材料,并对该材料的阻燃性能进行了探讨。其中氧指数、点燃氧指数与燃烧氧指数均表明,在高岭土与红磷的配比在1:1-1:2时,协同阻燃效果较好,同时热分析实验也表明,二者复配后,其热稳定性提高。

孙光[10](2006)在《纳米无机填料/聚乙二醇对聚乙烯性能的影响》文中研究指明本论文用颗粒纳米二氧化硅与PEG分别以质量比1:1,1.5:1,2:1制备了三种复合助剂BPA1,BPA2,BPA3;用不同极性的三种片层状有机蒙脱土与PEG复合(每种有机蒙脱土与PEG的质量比分别为1:1和2:1),制备了六种复合助剂TPA1,TPA2,TPA3,TPA4,TPA5,TPA6。用高压毛细管流变仪分别研究了纳米二氧化硅/PEG对HDPE加工流变性能的影响和有机蒙脱土/PEG对mLLDPE及LLDPE加工流变性能的影响;用WAXD研究了PEG对有机蒙脱土的插层结构,以及复合助剂TPA在mLLDPE中的剥离情况;通过动态粘弹性测试,研究了mLLDPE(LLDPE)/TPA复合材料的logη*~频率,G″~G′之间关系,分析了TPA与mLLDPE(LLDPE)之间的相互作用,用DSC分别分析了纳米二氧化硅/PEG对HDPE熔融和结晶性能的影响,以及有机蒙脱土/PEG对mLLDPE和LLDPE熔融和结晶性能的影响。 对HDPE/BPA复合体系的研究结果表明,纳米二氧化硅/PEG在500s-1剪切速率范围内明显改善了HDPE的熔体流动性。使HDPE拉伸强度,模量,断裂伸长率大幅度提高。纳米二氧化硅/PEG可以提高HDPE的总体结晶速率,HDPE晶粒尺寸分布更加均匀,使HDPE的熔限变窄,结晶更加完善。 对mLLDPE/TPA复合体系的研究结果表明,有机蒙脱土/PEG在整个剪切速率范围内显着改善了窄分子量分布的mLLDPE加工流动性。TPA对mLLDPE的加工流动性改善与TPA和mLLDPE之间相互作用有关,TPA与mLLDPE相容性越好,TPA的剥离分散程度越好,因而在PE熔体中越显着降低mLLDPE熔体的粘度。TPA在mLLDPE结晶过程中起到成核剂的作用,加速了mLLDPE总体结晶速率,使mLLDPE结晶温度提高。与纯mLLDPE相比,TPA/mLLDPE复合材料的熔点提高,熔限变窄,表明TPA/mLLDPE复合材料的晶片厚度增加,结晶更加完善,TPA/mLLDPE复合材料有更好的拉伸强度和模量。

二、m-HDPE/Kaolin复合材料流变性质研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、m-HDPE/Kaolin复合材料流变性质研究(论文提纲范文)

(1)交联聚乙烯回收粉料填充高密度聚乙烯加工性能研究(论文提纲范文)

学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 交联聚乙烯回收利用方法
        1.1.1 粉碎回收法
        1.1.2 其他回收方法
    1.2 交联聚乙烯改性研究进展
    1.3 高密度聚乙烯增韧改性研究进展
    1.4 高密度聚乙烯发泡成型研究进展
    1.5 课题研究的目标及意义
    1.6 课题研究的内容与方案
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究方案
    1.7 小结
第二章 交联聚乙烯机械粉碎过程及回收料性能研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 实验方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 交联聚乙烯机械粉碎过程
        2.2.2 机械粉碎XLPE过程中的机械力化学反应
        2.2.3 回收料热性能分析
        2.2.4 回收料力学性能分析
        2.2.5 回收料挤出外观改善
    2.3 小结
第三章 RXLPE/HDPE复合材料注塑成型
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 实验设备
        3.1.3 实验方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 RXLPE/HDPE材料热性能分析
        3.2.2 RXLPE/HDPE共混物结晶动力学
        3.2.3 RXLPE/HDPE材料动态流变特性
        3.2.4 RXLPE/HDPE材料线弹性特征
        3.2.5 RXLPE/HDPE材料加工流变性能
        3.2.6 成型方式对RXLPE/HDPE复合材料制品性能影响
        3.2.7 不同基体树脂对RXLPE/HDPE复合材料注塑制品性能影响
        3.2.8 不同交联度回收料对RXLPE/HDPE复合材料注塑制品性能影响
    3.3 小结
第四章 RXLPE/XLPE复合材料滚塑成型
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 实验设备
        4.1.3 实验方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 混料方式对RXLPE/XLPE复合材料制品冲击强度的影响
        4.2.2 RXLPE/XLPE复合材料热性能分析
        4.2.3 RXLPE/XLPE共混物结晶动力学
        4.2.4 不同粒径RXLPE对XLPE流变性能的影响
        4.2.5 回收料粒径对RXLPE/XLPE复合材料制品冲击强度的影响
        4.2.6 RXLPE/XLPE复合材料滚塑成型
    4.3 小结
第五章 RXLPE/HDPE复合材料发泡成型
    5.1 实验部分
        5.1.1 实验原料
        5.1.2 实验设备
        5.1.3 实验方法
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 加入RXLPE对HDPE熔体强度的影响
        5.2.2 加入RXLPE对HDPE拉伸黏度的影响
        5.2.3 RXLPE/HDPE复合物发泡过程的特点
        5.2.4 RXLPE/HDPE复合物无压发泡形态
        5.2.5 RXLPE/HDPE复合物发泡制品的性能
    5.3 小结
第六章 总结
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书

(2)超临界CO2环境下聚乙烯的流变特性及其影响发泡行为的作用机制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 本文主要研究内容
第2章 文献综述
    2.1 超临界CO_2发泡聚合物理论基础
        2.1.1 超临界CO_2发泡原理
        2.1.2 泡孔成核理论
        2.1.3 泡孔生长理论
        2.1.4 泡孔合并与破裂
        2.1.5 发泡材料制备方法
    2.2 超临界CO_2环境下聚合物的主要性质
        2.2.1 超临界CO_2在聚合物中的溶解扩散行为
        2.2.2 超临界CO_2诱导聚合物玻璃化转变温度和熔点的降低
        2.2.3 超临界CO_2环境下聚合物结晶行为
        2.2.4 超临界CO_2对聚合物界面张力的影响
    2.3 聚合物流变行为对发泡的影响
        2.3.1 聚合物在常压下流变行为
        2.3.2 聚合物在高压下流变行为
        2.3.3 流变标度模型
    2.4 多相聚合物发泡研究现状
        2.4.1 半结晶聚合物发泡
        2.4.2 聚合物共混发泡
        2.4.3 聚合物纳米复合材料发泡
        2.4.4 嵌段共聚物发泡
    2.5 本章小结
第3章 聚乙烯在超临界CO_2环境下的流变特性
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 超临界CO_2在聚合物中的溶解扩散
        3.1.3 高压流变测试
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 测试可行性分析
        3.2.2 常压条件下温度对黏度的影响
        3.2.3 静压力对聚合物流变性能的影响
        3.2.4 静压力和CO_2溶解共同作用对流变性能的影响
        3.2.5 CO_2溶解量对流变性质的影响
    3.3 本章小结
第4章 超临界CO_2环境下原位研究结晶行为对LDPE发泡的影响
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 结晶动力学表征
        4.1.3 发泡过程及结晶行为测定
        4.1.4 发泡样品表征
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 基于高压DSC研究LDPE在高压CO_2环境下非等温结晶动力学
        4.2.2 基于高压流变研究LDPE在高压CO_2环境下非等温结晶动力学
        4.2.3 基于高压流变研究LDPE在高压CO_2环境下等温结晶动力学
        4.2.4 不同结晶度下超临界CO_2发泡行为
    4.3 本章小结
第5章 LLDPE/LDPE共混物的发泡与泡孔生长过程模拟
    5.1 实验部分
        5.1.1 实验原料
        5.1.2 发泡样品表征
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 共混物的流变行为
        5.2.2 聚合物/CO_2体系的冷却固化行为
        5.2.3 共混物的发泡行为
        5.2.4 泡孔生长过程模拟
    5.3 本章小结
第6章 基于流变研究相容性对聚合物共混挤出发泡行为的影响
    6.1 实验部分
        6.1.1 实验原料
        6.1.2 材料的制备与表征
        6.1.3 发泡过程与样品表征
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 LDPE/HDPE共混物相容性考察
        6.2.2 LDPE/PP共混物的相容性
        6.2.3 LDPE/HDPE和LDPE/PP共混物挤出发泡
        6.2.4 共混物的流变性质对发泡影响
        6.2.5 CO_2在共混物中的溶解扩散行为
    6.3 本章小结
第7章 全文总结
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间主要研究成果

(3)共注射成型及聚合物熔体流变行为的数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 共注射成型技术介绍
    1.2 共注射成型研究现状
        1.2.1 界面追踪研究综述
        1.2.2 聚合物熔体的本构方程综述
        1.2.3 流动模型研究综述
        1.2.4 顺序共注射成型模拟综述
        1.2.5 同时共注射成型模拟综述
    1.3 相关数值方法的稳定性分析
        1.3.1 动量方程离散形式的稳定性分析
        1.3.2 输运方程离散形式的稳定性分析
    1.4 本文的主要研究内容与结构
第二章 有限体积法及Level Set方法概述
    2.1 有限体积法
        2.1.1 有限体积法的基本思想
        2.1.2 有限体积法的实施步骤及特点
    2.2 Level Set方法及其求解格式
        2.2.1 Level Set演化方程
        2.2.2 重新初始化方程
        2.2.3 方程的数值求解格式
    2.3 Level Set方法在两相流中的应用
    2.4 本章小结
第三章 聚合物熔体顺序共注射成型的建模与模拟
    3.1 引言
    3.2 牛顿-粘性-粘性多相流模型的建立
        3.2.1 Cross-WLF粘度模型
        3.2.2 自由界面的演化方程
        3.2.3 气体-皮层熔体-芯层熔体的控制方程
    3.3 牛顿-粘性-粘性多相流模型的离散与求解
        3.3.1 连续方程的离散
        3.3.2 动量方程的离散
        3.3.3 能量方程的离散
        3.3.4 基于同位网格的动量插值
    3.4 简单外形制件顺序共注充填过程的三维模拟
        3.4.1 中心浇口矩形板的顺序共注充填过程模拟
        3.4.2 侧浇口矩形板的顺序共注充填过程模拟
    3.5 复杂外形制件顺序共注充填过程的三维模拟
        3.5.1 区域扩充方法
        3.5.2 带嵌件制件的顺序共注充填过程模拟
        3.5.3 牙刷手柄的顺序共注充填过程模拟
    3.6 本章小结
第四章 聚合物熔体同时共注射成型的建模与模拟
    4.1 引言
    4.2 牛顿-粘弹性-粘弹性多相流模型的建立
        4.2.1 XPP本构方程
        4.2.2 基于XPP本构方程建立的粘度模型
        4.2.3 自由界面的演化方程
        4.2.4 气体-皮层熔体-芯层熔体的控制方程
    4.3 牛顿-粘弹性-粘弹性多相流模型的离散与求解
        4.3.1 控制方程和本构方程的离散
        4.3.2 基于同位网格的动量插值和界面应力插值
    4.4 XPP本构方程材料参数的确定
    4.5 中心浇口圆盘制件同时共注充填过程的二维模拟
        4.5.1 芯层/皮层熔体流率比对界面的影响
        4.5.2 芯层/皮层熔体粘度比对界面的影响
        4.5.3 初始注入皮层熔体的体积分数对界面的影响
    4.6 侧浇口长方体制件同时共注充填过程的三维模拟
    4.7 本章小结
第五章 聚合物熔体共注射成型中流变行为的数值模拟
    5.1 引言
    5.2 线型聚合物熔体的流动模型
        5.2.1 有限伸展Rolie-Poly本构方程
        5.2.2 基于Rolie-Poly本构方程建立的粘度模型
        5.2.3 熔体的控制方程
    5.3 流动模型的离散与求解
        5.3.1 控制方程和本构方程的离散
        5.3.2 界面应力插值
    5.4 收缩扩张型腔中熔体流变行为的二维模拟
        5.4.1 CCR参数对伸展率的影响
        5.4.2 流率对伸展率及第一法向应力差的影响
    5.5 十字叉型腔中熔体流变行为的二维模拟
        5.5.1 分子量对主应力差的影响
        5.5.2 流率对主应力差的影响
        5.5.3 Weissenberg数对主应力差的影响
    5.6 矩形型腔共注射充填过程中熔体流变行为的二维模拟
        5.6.1 基于Rolie-Poly本构方程的牛顿-粘弹性-粘弹性多相流模型
        5.6.2 Rolie-Poly本构方程材料参数的确定
        5.6.3 V-型现象和分子取向模拟
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 主要结论
    6.3 本文创新点
    6.4 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表论文情况
致谢

(4)掺量对TLA混合沥青的高温性能影响和应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外 TLA 混合沥青的研究现状
        1.2.1 国外对 TLA 混合沥青的工程应用研究现状
        1.2.2 国内对 TLA 混合沥青的工程应用研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 TLA 混合沥青的制备及配伍性研究
    2.1 TLA 混合沥青的材料性质研究
        2.1.1 沥青组分试验研究
        2.1.2 TLA 的灰分含量
        2.1.3 沥青材料的形态分析
    2.2 TLA 混合沥青的常规性能测试
        2.2.1 TLA 混合沥青的制备
        2.2.2 性能试验方法
        2.2.3 试验结果及分析
    2.3 TLA 与不同沥青的相容性分析
    2.4 本章小结
第三章 TLA 混合沥青的高温流变性能分析
    3.1 TLA 混合沥青高温性能的研究方法
        3.1.1 DMA 基础理论
        3.1.2 线粘弹性范围的确定方法
        3.1.3 试件的制备
        3.1.4 TLA 混合沥青线粘弹性范围的分析
        3.1.5 试验仪器及参数的设置
    3.2 基于动态流变试验的高温性能指标分析
        3.2.1 TLA 混合沥青的复数模量G
        3.2.2 TLA 混合沥青的相位角δ
        3.2.3 TLA 混合沥青的车辙因子G /sinδ
    3.3 基于稳态流变试验高温性能指标分析
        3.3.1 ZSV 的测试方法
        3.3.2 TLA 混合沥青的 ZSV 结果分析
        3.3.3 ZSV 模型拟合
    3.4 本章小结
第四章 TLA 混合沥青的高温流变主曲线分析
    4.1 主曲线的构建分析
        4.1.1 时间等效原理
        4.1.2 移位因子
        4.1.3 移位因子的确定与分析
    4.2 TLA 混合沥青的粘弹主曲线
    4.3 基于 CAM 模型的 TLA 模量主曲线分析
        4.3.1 CAM 模型
        4.3.2 TLA 混沥青的高温流变主曲线分析
    4.4 本章小结
第五章 TLA 混合沥青的高温变形分析
    5.1 动态重复蠕变试验
    5.2 数据拟合理论基础
    5.3 高温变形影响因素分析
        5.3.1 TLA 混合沥青的应变变化分析
        5.3.2 TLA 混合沥青的柔量变化分析
        5.3.3 数据拟合结果分析
    5.4 TLA 混合沥青与 SBS 改性沥青的高温抗变形性能比较分析
        5.4.1 试验方案
        5.4.2 沥青混合料车辙试验结果分析
    5.5 本章小结
第六章 MA 混合料的高温性能分析
    6.1 MA 混合料试验方案
        6.1.1 试验原材料
        6.1.2 车辙试验
        6.1.3 MA 混合料的级配
    6.2 TLA 对 MA 混合料的高温性能影响分析
        6.2.1 TLA 掺量对 MA 混合料高温性能的影响
        6.2.2 TLA 混合沥青中可溶沥青含量的影响
        6.2.3 TLA 混合沥青对 MA 高温稳定性重要性分析
    6.3 MA 混合料的高温性能影响因素分析
        6.3.1 荷载和温度对抗车辙性能的影响
        6.3.2 拌合时间对抗车辙性能的影响分析
        6.3.3 SMA 对 MA 的抗车辙性能影响
    6.4 MA 混合料的高温性能验证分析
        6.4.1 足尺加速加载试验
        6.4.2 试验方案
        6.4.3 加速加载车辙试验结果分析
    6.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(5)超高分子量聚乙烯/线性低密度聚乙烯共混体系动态流变学行为研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第1章 绪论
    1.1 流变学简介
    1.2 高聚物流变学简介
        1.2.1 线性黏弹性
        1.2.2 高聚物的线性黏弹性
        1.2.3 黏弹性参数
        1.2.4 牛顿流体与非牛顿流体
    1.3 高聚物流变学的研究内容
        1.3.1 结构流变学
        1.3.2 加工流变学
    1.4 高聚物流变学的研究意义
    1.5 高聚物流变学的测试工具与测试方法
        1.5.1 流变仪
        1.5.2 流变仪的分类
        1.5.3 静态实验法
        1.5.4 动态实验法
    1.6 聚合物多相体系的动态流变学理论
    1.7 高聚物共混体系的动态流变行为研究进展
        1.7.1 聚烯烃共混体系动态流变行为研究进展
        1.7.2 其它共混体系动态流变行为研究进展
    1.8 本论文研究的主要内容
第2章 UHMWPE/LLDPE 体系的动态流变学行为研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验设备及原料
        2.2.2 试样制备
        2.2.3 性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 UHMWPE 的形态
        2.3.2 动态应变扫描
        2.3.3 动态频率扫描
        2.3.4 应力松弛测试
        2.3.5 混炼温度对体系结晶行为的影响
        2.3.6 UHMWPE 含量对体系结晶行为的影响
    2.4 本章小结
第3章 海泡石/UHMWPE/LLDPE 体系的动态流变学行为研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及设备
        3.2.2 海泡石的改性
        3.2.3 试样制备
        3.2.4 试样测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 海泡石有无改性对复合材料动态流变行为的影响
        3.3.2 不同的混炼温度对复合材料动态流变行为的影响
        3.3.3 海泡石含量对复合材料动态流变行为的影响
        3.3.4 LUS、LUSx 复合体系的结晶行为探讨
    3.4 本章小结
第4章 全文总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表或待发表的论文

(6)高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯共混体系动态流变学行为研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 流变学概述
    1.2 聚合物熔体流动模式及其数学处理方法
        1.2.1 简单剪切流动
        1.2.2 小振幅振动剪切流动
        1.2.3 瞬态剪切流动
        1.2.4 拉伸流动
    1.3 动态流变学测试方法
        1.3.1 测量工具
        1.3.2 测试模式
    1.4 聚合物多相体系线性黏弹性
        1.4.1 线性黏弹性理论
        1.4.2 乳液模型
    1.5 聚乙烯多相体系动态流变学研究进展
    1.6 本论文研究主要内容
第2章 HDPE/UHMWPE 体系动态流变学行为研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及设备
        2.2.2 试样制备
        2.2.3 性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 应变扫描
        2.3.2 频率扫描
        2.3.3 应力松弛
        2.3.4 时间扫描
        2.3.5 形态结构演化分析
    2.4 本章小结
第3章 HDPE/UHMWPE/CaC0_3体系动态流变学行为研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及设备
        3.2.2 试样制备
        3.2.3 性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 频率扫描
        3.3.2 应力松弛
        3.3.3 时间扫描
        3.3.4 形态结构演化分析
    3.4 本章小结
第4章 全文总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文

(7)聚合物共混和枝化反应以及挤出成型过程计算机模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 挤出成型
    1.3 聚合物共混过程计算机模拟研究进展
    1.4 根据转矩流变仪数据直接确定材料稳态粘度特性的研究进展
    1.5 均相聚合物反应体系流变动力学研究进展
    1.6 挤出成型工艺的计算机模拟研究进展
        1.6.1 熔融纺丝工艺的计算机模拟研究进展
        1.6.2 吹塑成型过程的计算机模拟
        1.6.3 聚合物多层薄膜共挤出过程的计算机模拟
        1.6.4 统一的物理模型
        1.6.5 统一的控制方程系统
        1.6.6 计算机模拟方法
    1.7 本文的研究目标、内容及意义
第二章 混合器中聚合物共混过程模拟与粘度计算
    2.1 不相容聚合物体系共混过程的数值模拟研究
        2.1.1 实验部分
        2.1.2 数值模拟
        2.1.3 结果与讨论
        2.1.3.1 聚乙烯/聚苯乙烯共混过程
        2.1.3.2 两相界面对共混过程的影响
        2.1.3.3 粘度比对共混过程的影响
        2.1.3.4 流场强度对共混过程的影响
        2.1.4 小结
    2.2 通过转矩流变仪实验直接求取被混材料粘度
        2.2.1 预测方法
        2.2.2 正向验证方法可靠性
        2.2.2.1 实验部分
        2.2.2.2 数值模拟
        2.2.2.3 结果与讨论
        2.2.3 粘度预测
        2.2.4 小结
第三章 混合器中高密度聚乙烯枝化反应过程研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 混合器中高密度聚乙烯均相共混反应
        3.1.3 枝化产物分析与流变学表征
        3.1.4 数值模拟方法
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 DCP引发高密度聚乙烯熔融枝化反应动力学
        3.2.2 枝化反应转化率定义
        3.2.3 流场对反应速率常数的影响——流变动力学方程
    3.3 聚乙烯枝化反应加工过程理论模型建立
    3.4 聚乙烯反应共混过程的模拟
        3.4.1 反应物及产物浓度分布
        3.4.2 反应转化率对比
        3.4.3 大分子自由基和引发剂浓度变化
        3.4.4 模型预测零剪切粘度与实测值比较
        3.4.5 参数选择对反应加工模拟结果的影响
    3.5 本章小结
第四章 挤出成型过程计算机模拟研究
    4.1 异型纤维成型过程的表面张力测定及工艺设计
        4.1.1 表面张力对异型纤维成型过程的影响
        4.1.2 纺丝实验
        4.1.2.1 喷丝孔口模形状及异型因子定义
        4.1.2.2 纺丝材料流变学测试
        4.1.2.3 熔融纺丝实验
        4.1.3 数值模拟
        4.1.3.1 模拟方法
        4.1.3.2 纺丝熔体控制方程
        4.1.3.3 两维模拟
        4.1.3.4 三维模拟
        4.1.4 结果与讨论
        4.1.4.1 沿纺程温度分布
        4.1.4.2 “反推法”测定异型纤维表面张力
        4.1.4.3 正交纺丝实验设计
        4.1.4.4 正交试验设计结果验证
        4.1.5 小结
    4.2 纺丝组件内流动分析及喷丝孔排布设计
        4.2.1 纺丝组件内流动数学模型
        4.2.2 典型纺丝组件内流动分析
        4.2.3 含/无过滤网(层)对丝束直径均匀性的影响
        4.2.4 最佳喷丝孔排布设计
        4.2.5 小结
    4.3 吹塑成型过程的计算机模拟
        4.3.1 数学模型
        4.3.2 几何模型与有限元算法
        4.3.3 PTT本构模型参数拟合
        4.3.4 结果与讨论
        4.3.5 利用计算机模拟技术辅助开发用于测定材料瞬态拉伸流变性质的简便仪器 的方法探索
        4.3.5.1 球泡生长过程动力学分析
        4.3.5.2 球泡吹胀成型仿真模型
        4.3.5.3 结果与讨论
        4.3.6 小结
    4.4 多层共挤出工艺的计算机模拟
        4.4.1 多层共挤出过程简介
        4.4.2 吹塑材料流变性能测试与分析
        4.4.3 数学模型与控制方程
        4.4.4 结果与讨论
        4.4.4.1 平行叠加模头内的流动分布研究
        4.4.4.2 七层共挤出的模拟研究
        4.4.4.3 流量波动对七层共挤薄膜厚度分布的影响
        4.4.5 小结
第五章 全文总结
参考文献
致谢
攻读博士期间与研究课题相关论文
附录
上海交通大学博士学位论文答辩决议书

(8)茂金属催化线型低密度聚乙烯的奇异流变性质—现象、机理及对策(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 综述
    引言
    1.1 不稳定流动现象综述
        1.1.1 鲨鱼皮现象及其形成机理
        1.1.2 黏滑转变与压力振荡
        1.1.3 熔体破裂的第二光滑区现象
        1.1.4 流动分裂(挤出分裂)现象
        1.1.5 整体破裂
        1.1.6 强壁滑现象
        1.1.7 影响熔体挤出破裂行为的因素
    1.2 茂金属催化LLDPE 的综述
        1.2.1 茂金属催化剂和INSITE~(TM) 简介
        1.2.2 茂金属聚乙烯的分子结构
        1.2.3 茂金属聚乙烯的热性能与结晶行为
        1.2.4 茂金属聚乙烯的加工流变行为
    1.3 改善茂金属聚乙烯的加工性能的措施综述
        1.3.1 采用共混的方法改善茂金属聚乙烯的加工性能的理论基础
        1.3.2 添加加工助剂改善茂金属聚乙烯的加工性能的理论基础
    1.4 聚烯烃在加工农用薄膜中的应用
    1.5 课题的提出
第二章 实验内容
    2.1 实验原料
    2.2 所用仪器及工作原理
    2.3 实验条件
        2.3.1 基础料流变实验条件
        2.3.2 共混材料制备
        2.3.3 添加含氟弹性体
        2.3.4 添加复合加工助剂
        2.3.5 差示扫描量热仪(DSC)测试条件
第三章 两种M-LLDPE 流变性能的对比
    3.1 两种样品的DSC 和及偏光显微镜照片
    3.2 两种样品长支链(LCB)含量对比
    3.3 两种样品的黏弹性的对比
        3.3.1 黏性的对比
        3.3.2 入口压力降的对比
        3.3.3 挤出胀大比的对比
    3.4 两种样品的挤出压力振荡规律的对比
    3.5 两种样品的挤出流动曲线的对比
    3.6 两种样品的挤出物表观的对比
    3.7 两种样品的剪切应力的对比
    3.8 两种样品应力集中效应的对比
    3.9 本章小结
第四章 两种M-LLDPE 熔体挤出过程中不同畸变扰动机理探讨
    4.1 鲨鱼皮畸变的表现及机理
    4.2 黏-滑畸变的表现及机理
    4.3 第二光滑现象的表现及机理探讨
    4.4 熔体整体破裂现象的表现及机理
    4.5 本章小结
第五章 温度对两种M-LLDPE 挤出不稳定现象的改善
    5.1 温度对两种M-LLDPE 挤出物表观的影响
        5.1.1 对鲨鱼皮的影响
        5.1.2 对黏滑转变和第二光滑现象的影响
        5.1.3 对无规破裂的影响
    5.2 温度对M-LLDPE 黏性行为的影响
        5.2.1 黏-温依赖性讨论
        5.2.2 温度对黏-切依赖性的影响
    5.3 温度对压力振荡的改善
    5.4 温度对流动曲线的影响
    5.5 本章小结
第六章 共混改性对两种M-LLDPE 高速挤出流变性能的影响
    6.1 共混对复合材料熔体黏性的影响
    6.2 共混对复合材料熔体弹性的影响
        6.2.1 入口压力降
        6.2.2 挤出胀大现象
    6.3 共混对体系挤出压力稳定性的影响
    6.4 共混对体系应力集中效应的影响
    6.5 共混对流动曲线的影响
    6.6 相容性与结晶结构的讨论
    6.7 相容性与DSC 曲线的讨论
    6.8 共混对挤出外观的影响
        6.8.1 纯料的挤出外观
        6.8.2 共混对复合材表观的影响
    6.9 本章小结
第七章 微量含氟弹性体对两种M-LLDPE 的改善作用
    7.1 微量的含氟弹性体对M-LLDPE 黏性的影响
    7.2 微量的含氟弹性体对两种M-LLDPE 流变学弹性的影响
    7.3 微量的含氟弹性体对流动曲线的影响
    7.4 微量的含氟弹性体对剪切应力的影响
    7.5 微量的含氟弹性体对挤出压力的响影
    7.6 微量的含氟弹性体对挤出物表观的影响
        7.6.1 对鲨鱼皮畸变的改善
        7.6.2 对黏滑转变畸变的改善
        7.6.3 对第二光滑挤出现象的改善
        7.6.4 对无规破裂畸变的改善
    7.7 微量的含氟弹性体对应力集中效应的影响
    7.8 含氟弹性体与M-LLDPE 的相容性
    7.9 本章小结
第八章 碳纳米管/PPA 对M-LLDPE 挤出畸变改善作用
    8.1 碳纳米管对1#料非线性黏弹性的影响
    8.2 碳纳米管对1#料应力集中效应的影响
    8.3 碳纳米管对1#料剪切应力的影响
    8.4 碳纳米管对1#料熔体高速挤出畸变的影响
    8.5 碳纳米管与1#料的相容性探讨
    8.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文

(9)高岭土与包覆红磷复配阻燃聚丙烯(论文提纲范文)

0 前 言
1 实验部分
    1.1 实验原料
    1.2 试样制备
    1.3 性能检测
2 结果与讨论
    2.1 包覆红磷/高岭土/PP复合材料燃烧特性分析
    2.2 包覆红磷/高岭土/PP复合材料的力学性能特征
    2.3 包覆红磷/高岭土/PP复合材料的TGA曲线
    2.4 包覆红磷/高岭土/PP复合材料的FTIR曲线
3 结 论

(10)纳米无机填料/聚乙二醇对聚乙烯性能的影响(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 前言
    1.1 聚乙烯发展现状
        1.1.1 聚乙烯生产与需求
        1.1.2 我国聚乙烯工业现状
    1.2 开发高性能聚乙烯树脂的途径
        1.2.1 合成高性能聚乙烯树脂
        1.2.1.1 聚烯烃催化剂的发展
        1.2.1.2 聚乙烯生产工艺的发展
        1.2.2 通过加工改性实现高性能化
    1.3 聚乙烯纳米塑料的制备方法
        1.3.1 共混法
        1.3.2 插层复合法
    1.4 聚乙烯纳米复合材料加工流变性能研究概况
    1.5 本论文构思和主要研究内容
2. 纳米二氧化硅/PEG对高密度聚乙烯性能的影响
    2.1 实验部分
        2.1.1 主要原料
        2.1.2 样品制备
        2.1.2.1 复合加工助剂(BPA)制备
        2.1.2.2 HDPE/BPA试样制备
        2.1.3 分析与表征
        2.1.3.1 流变测试
        2.1.3.2 力学性能测试
        2.1.3.3 扫描电镜观察
        2.1.3.4 DSC热分析
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 纳米二氧化硅/PEG对高密度聚乙烯性能的影响
        2.2.1.1 纳米二氧化硅/PEG对高密度乙烯流变性能的影响
        2.2.1.2 纳米二氧化硅/PEG对高密度聚乙烯力学性能的影响
    2.3 小结
3. 有机蒙脱土/PEG对茂金属聚乙烯性能的影响
    3.1 实验部分
        3.1.1 材料
        3.1.2 茂金属聚乙烯/蒙脱土薄膜的制备
        3.1.2.1 有机蒙脱土/PEG助剂的制备
        3.1.2.2 茂金属聚乙烯薄膜的制备
        3.1.3 测试与表征
        3.1.3.1 高压毛细管流变实验
        3.1.3.2 动态粘弹性实验
        3.1.3.3 广角 X射线衍射实验
        3.1.3.4 DSC热性能分析
        3.1.3.5 力学性能测试
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 有机蒙脱土DK1,DK1N和DK4对茂金属聚乙烯性能的影响
        3.2.2 PEG/有机蒙脱土(DK1,DK1N,DK4)助剂的插层结构
        3.2.3 助剂对茂金属聚乙烯流变性能的影响
        3.2.4 助剂的剥离与茂金属聚乙烯流变性能之间的关系
        3.2.5 mLLDPE/TPA复合材料的动态粘弹性分析
        3.2.6 助剂对茂金属聚乙烯薄膜力学性能的影响
        3.2.7 助剂对茂金属聚乙烯熔体破裂和样品外观的改善
    3.3 小结
4. 有机蒙脱土/PEG对线性低密度聚乙烯性能的影响
    4.1 实验部分
        4.1.1 主要原料
        4.1.2 样品制备
        4.1.2.1 有机蒙脱土/PEG加工助剂(TPA)的制备
        4.1.2.2 线性低密度聚乙烯/TPA复合材料的制备
        4.1.3 分析与表征
        4.1.3.1 高压毛细管流变测试
        4.1.3.2 力学性能测试
        4.1.3.3 DSC热分析
        4.1.3.4 动态粘弹性实验
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 有机蒙脱土/PEG加工助剂(TPA)对线性低密度聚乙烯流变性能的影响
        4.2.2 TRA/mLLDPE复合材料的动态粘弹性分析
        4.2.3 有机蒙脱土/PEG加工助剂对线性低密度聚乙烯拉伸力学性能影响
    4.3 小结
5. 结论
6. 参考文献
致谢
附录
版权声明

四、m-HDPE/Kaolin复合材料流变性质研究(论文参考文献)

  • [1]交联聚乙烯回收粉料填充高密度聚乙烯加工性能研究[D]. 岂林霞. 北京化工大学, 2018(01)
  • [2]超临界CO2环境下聚乙烯的流变特性及其影响发泡行为的作用机制[D]. 万辰. 华东理工大学, 2017(07)
  • [3]共注射成型及聚合物熔体流变行为的数值模拟研究[D]. 刘庆升. 西北工业大学, 2016(05)
  • [4]掺量对TLA混合沥青的高温性能影响和应用研究[D]. 杨娥. 华南理工大学, 2014(12)
  • [5]超高分子量聚乙烯/线性低密度聚乙烯共混体系动态流变学行为研究[D]. 罗璇. 湘潭大学, 2012(01)
  • [6]高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯共混体系动态流变学行为研究[D]. 张伟. 湘潭大学, 2011(04)
  • [7]聚合物共混和枝化反应以及挤出成型过程计算机模拟研究[D]. 周骥. 上海交通大学, 2010(10)
  • [8]茂金属催化线型低密度聚乙烯的奇异流变性质—现象、机理及对策[D]. 赵贝. 青岛科技大学, 2009(S2)
  • [9]高岭土与包覆红磷复配阻燃聚丙烯[J]. 黄旭,秦军,万大军,何敏,吴大可. 贵州工业大学学报(自然科学版), 2007(03)
  • [10]纳米无机填料/聚乙二醇对聚乙烯性能的影响[D]. 孙光. 四川大学, 2006(03)

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m-HDPE/高岭土复合材料的流变性能研究
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