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《郑州大学》 2010年
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光氧老化和环境应力开裂对聚合物注塑制品协同作用研究

韩冬雪  
【摘要】: 光氧老化行为可以引起聚合物材料发生物理和化学变化,改变聚合物制品的性能;而环境应力开裂也是聚合物制品的一种主要失效行为。研究光氧老化和环境应力开裂二者对注塑制品的共同影响,探讨多环境协同作用下聚合物的失效行为及其机理,可为预测和改善聚合物注塑制品的服役性能提供实验依据和理论指导,具有重要的学术和工程价值。 论文针对聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)注塑拉伸试样和平板制品,通过人工加速老化、应力松弛、拉伸性能测试和化学探测法等手段,考察了紫外光氧老化前后聚合物在不同条件下的力学性能变化和开裂行为。对比分析了不同溶剂对制品环境应力开裂的影响,主要工作包括: 1.研究了光氧老化对PC注塑试样环境应力开裂行为的影响,考察了有无乙醇环境下PC试样的力学性能及开裂情况。研究表明:光氧老化效应可以使PC试样的拉伸性能有所提高,乙醇溶剂可以加速PC材料的失效;但与单一因素相比,光氧老化和乙醇二者的协同作用使得PC试样环境应力开裂效应更为明显,表现为在乙醇环境下,光氧老化后PC应力松弛速率更高,表面裂纹增多,这可能与PC光氧化后产物与乙醇更易相互作用从而加剧了应力开裂效应有关。应力松弛试验更适宜于评估光氧老化和环境应力开裂对PC试样的协同作用。 2.考察了光氧老化前后PC注塑平板制品在四氯化碳浸渍下的开裂行为。研究发现:与乙醇环境下PC拉伸和应力松弛结果相比,在四氯化碳浸渍下,PC平板制品的开裂行为和变化趋势有所不同,光氧老化后PC平板比老化前耐环境应力开裂性反而有所提高。注塑成型工艺对PC平板的环境应力开裂行为有一定的影响,随着保压压力和保压时间增大,开裂行为更容易发生;而随着熔体温度增加,制品耐环境应力开裂性增强。 3.研究了ABS和PC注塑试样在光氧老化和冷冻油环境下的力学性能及开裂情况。结果表明:ABS试样在紫外光辐射后,其材料内部成分丁二烯的双键会被破坏,从而导致试样变脆,拉伸性能降低,并且光氧老化和冷冻油二者对ABS制品的协同作用较单一因素更为明显。通过PC试样在乙醇和冷冻油溶剂中环境应力开裂行为的对比,发现在乙醇溶剂中PC试样的应力开裂行为明显,而在冷冻油环境的开裂情况相对较弱。这主要与不同溶剂与材料相互作用的敏感性不同有关。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ320.662

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