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辐射对聚烯烃材料结构和性能影响的研究

徐僖  
【摘要】:以聚乙烯为聚丙烯为主的聚烯烃是典型的半结晶材料,在常温和静态下无定形区链段的可运动性使材料具有较高的韧性,而在低温可高应变速率(冲击)下,由于吸收的冲击能量不能及时传递,材料将显示脆性。对现有聚烯烃材料进行改性,使其具有某些工程塑料的性能涉及的实质性问题是:提高常温或静态下聚烯烃的刚性而不损害其韧性;提高低温或高应变速率下的韧性而不损害其刚性。本文研究了紫外线、电子束、γ-射线和微波对聚烯烃材料结构的影响,通过调整剂量和剂量率控制聚烯烃材料在经受辐射过程中氧化、交联和降解反应,在其分子链上引入含氧基团(—COOH,—OOH,C=O,—OH等),以改善其与填充材料的相容性。然后与有关功能材料共混,利用微波的热效应和非热效应修补两相界面残余缺陷,研制了多种高强高韧并具有一定阻燃性的聚烯烃材料,为高分子材料高性能提高了新途径。实验结果要点如下: 1.与HDPE对照,e-HDPE/STC(70/30)拉伸和缺口冲击强度分别由26.7MPa,223J/m增至31. 6MPa,524J/m。γ-HDPE/STC(80/20)屈服和缺口冲击强度分别为28.5MPa,144J/m;HDPE/γ-HDPE/ STC(48/32/20)为27.8MPa,210J/m。(e-HDPE:经电子束辐照的高密度聚乙烯,γ-HDPE:经γ-射线辐照的高密度聚乙烯,STC:sericite-tridymite-cristobalite,绢英粉) 2.m-HDPE/压电陶瓷(100/20)断列伸长率从282%升到562%,m-HDPE/炭黑(100/10)从142%增至523%。(m-HDPE:经微波辐照的高密度聚乙烯) 3.与HDPE/CaCO_3(70/30)对照,HDPE/u-HDPE /CaCO_3(67/3/30)的屈服强度、断裂伸长率和缺口冲击强度分别由16.7MPa,98%和210J/m提升至25.2MPa,155%,430J/m。u-HDPE与PA6相容,PA6填充的u-HDPE有相当高的拉伸强度和杨氏模量,仅微溶于二甲苯、甲酸等溶剂中。(u-HDPE:经紫外线辐照的高密度聚乙烯)

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