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《武汉工程大学》 2016年
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成核剂改性GF/PA66的结晶行为及其挤出成型工艺研究

李建敏  
【摘要】:GF/PA66复合材料具有高强度、高模量、耐高温等特点,是替代金属的重要复合材料之一,在汽车、电器工业轻量化方面具有广泛的应用前景。尤其是玻纤增强PA66成型的异型材、棒材、管材、板材、片材、薄膜、单丝等挤出制品在汽车和民用工业中的隔热、密封等方面有重要应用。然而GF/PA66加工温度范围窄,挤出成型性能差,先挤出后定型的传统挤出无法成型出高质量的挤出制品。实际上,添加成核剂能够有效地改善聚合物熔体的熔融结晶行为,从而在无需定型模具的情况下,采用直挤成型即可实现熔体在挤出口模的同时迅速冷却定型,以获得精准的口模截面形状和尺寸精度的型材制品。因此,深入研究成核剂改性GF/PA66熔体流动和结晶行为的规律,探讨挤出流动性能和结晶行为与挤出定型之间的相关机理,建立直挤成型工艺理论,对完善挤出成型技术,提高挤出制品的质量具有重要的意义。本文将重点围绕熔体结晶行为、成型工艺影响挤出流动和流动平衡性的规律,采用流变理论、有限元数值模拟和实验研究相结合的方法,进行系统深入的研究。首先,采用无机成核剂钠基蒙脱土(MMT)和有机成核剂聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)改性GF/PA66,通过熔融共混制备MMT/GF/PA66和PET/GF/PA66复合材料。采用差示扫描量热法研究成核剂的类型和含量对GF/PA66熔融结晶行为的影响规律。结果表明,MMT和PET起到明显的异相成核作用,提高PA66熔体结晶温度的同时,显著提高了GF/PA66的结晶速率。在上述实验的基础上应用Jeziorny法修改的Avrami方程深入探讨了成核剂影响GF/PA66非等温条件下的结晶动力学机理,MMT和PET的加入改变了聚合物的成核机理和生长方式。其次,应用挤出流变实验研究了MMT/GF/PA66和PET/GF/PA66复合材料的流变行为和物性参数,进一步应用有限元数值模拟技术,研究了熔体在挤出过程中的流动行为和流动平衡性能,获得了挤出工艺参数影响熔体流动和流动平衡性的规律。模拟结果表明,降低熔体温度或减小挤出体积流量,熔体挤出流动更加稳定,流动平衡性表现更为优异。在上述研究成果的基础上,采用挤出成型实验进一步研究了熔体流动性能、熔体结晶行为影响挤出成型的规律。首次提出了直挤成型工艺,用于粘度和温度非线性结晶聚合物成型连续型材的挤出工艺。实验结果表明,提高结晶起始温度以及加快熔体的结晶速率,利于提高直挤成型型材的定型能力。综上所述,采用成核剂改性GF/PA66的熔融结晶行为,应用挤出过程中通过快速结晶以实现挤出定型的直挤成型能够有效地提高材料的成型性能,改善挤出成型质量。
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB332

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗立善;杨艳蓬;唐志才;黄安民;邓如生;;挤出工艺对PA6/PA66复合材料性能的影响[J];工程塑料应用;2015年09期
2 范晓庆;陈枫;杨晋涛;范萍;费正东;张卫华;徐淑芬;钟明强;;聚酰胺46/氧化石墨烯纳米复合材料结晶性能和热性能[J];高分子材料科学与工程;2015年02期
3 莫志深;;一种研究聚合物非等温结晶动力学的方法[J];高分子学报;2008年07期
4 张翔;李玉宝;左奕;吕国玉;;加工工艺对n-HA/PA66复合材料结晶行为和力学性能的影响[J];复合材料学报;2007年03期
5 卢会敏;徐翔民;李亚东;李小红;张治军;;可分散性纳米SiO_2对尼龙66结晶行为的影响[J];应用化学;2006年10期
6 李宏鹏;何素芹;曹应民;郑富亚;张振江;朱诚身;;滑石粉的成核作用对尼龙66的力学性能及非等温结晶行为的影响[J];塑料科技;2006年04期
7 何素芹,陈红,吕励耘,朱诚身,郜娅;成核剂对尼龙66结晶及力学性能的影响研究[J];塑料;2005年03期
8 刘斌,江开勇,郑清娟,王敏杰;基于流动平衡的塑料挤出模优化设计[J];中国塑料;2005年02期
9 何素芹,窦红静,朱诚身,赵丽平;间规聚苯乙烯的非等温结晶动力学[J];高分子材料科学与工程;2004年06期
10 杨宁,贵大勇,田军;蒙脱土插层尼龙66及其合金力学性能研究[J];塑料;2004年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴田田;王学利;俞建勇;黄莉茜;高宇;张若楠;胡红梅;李乃强;;生物基尼龙56的非等温结晶性能研究[J];纺织导报;2017年05期
2 刘奇;杨凤;方庆红;;杜仲橡胶与合成反式1,4-聚异戊二烯非等温结晶性能对比[J];橡胶工业;2017年04期
3 傅志红;刘卫;易琪;张磊;臧公正;;微通道塑料薄膜挤出机头流道优化及整体设计[J];塑料;2017年02期
4 段攀峰;刘先龙;白琪俊;伍玉娇;;聚丙烯及其复合材料的非等温结晶动力学研究[J];上海塑料;2017年01期
5 王忠强;胡国胜;张静婷;徐久升;邵正杰;;熔融聚合耐高温聚酰胺的非等温结晶动力学研究[J];材料导报;2017年06期
6 于翔;赵珂;王娜;朱少昌;王延伟;徐茜;;光致发光PA 66/EuZ复合纤维膜的制备[J];合成树脂及塑料;2017年02期
7 黄勇;刘俊红;张爱民;;PBS-PTMO嵌段共聚物的合成及其结晶动力学[J];合成树脂及塑料;2017年01期
8 王思齐;马海燕;陆烨邦;赵化祎;;冷却速率对聚合物熔纺纤维结构及性能的影响[J];纺织导报;2017年01期
9 杨静泽;李贵阳;范龙;;聚乙二醇对聚丙烯复合材料非等温结晶动力学的影响[J];塑料科技;2017年01期
10 吴文迪;张振;吴广峰;张会轩;;木粉对聚乳酸/木粉复合材料非等温冷结晶的影响[J];合成树脂及塑料;2016年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘燕子;邓如生;陈如意;黄安民;;增强增韧PA6复合材料共混工艺与结构性能的研究[J];工程塑料应用;2009年10期
2 张翔,李玉宝,宋之敏,左奕,吕国玉,牟元华;PA66/HA复合生物材料的力学性能研究[J];中国塑料;2005年06期
3 张翔,李玉宝,吕国玉,左奕,牟元华,吴兰;n-HA/PA66复合材料中两相间作用机理研究[J];功能材料;2005年06期
4 艾舒琪,马敬红,梁伯润;成核剂对尼龙66等温结晶行为的影响[J];聚酯工业;2004年02期
5 张凌,顾有伟,胡艳芳;聚甲醛成核剂对其结构和性能的影响研究[J];塑料;2004年02期
6 何素芹,吕励耘,朱诚身,程丽君,李晓辉,李鹏洲;成核剂对尼龙66熔融与结晶的影响[J];塑料工业;2004年02期
7 陈俊,刘正英,黄锐,殷茜,唐翌;PET改性研究进展[J];中国塑料;2003年06期
8 刘斌,王敏杰,刘耀中,宋满仓;基于数值分析的塑料挤出模优化设计方法研究[J];机械工程学报;2003年05期
9 范文春,钱欣,邬润德;β晶型成核剂增韧改性聚丙烯研究[J];塑料;2003年02期
10 朱诚身,吕励耘,何素芹,王留阳,康鑫,郭建国;蒙脱土对尼龙66熔融与结晶行为的影响[J];应用化学;2002年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王成望,邓庆仪,黄少慧;聚合物成核剂研究的近期进展[J];广州化工;1999年03期
2 王克智,李训刚,代燕琴;成核剂与聚烯烃的结晶改性[J];中国塑料;2001年11期
3 张晓丽,李海英;塑料制品的添加剂——成核剂的分类及研究[J];当代化工;2002年04期
4 高峡,刘瑞刚,金曼娜,卜海山;羧酸盐类成核剂在聚2,6-萘二甲酸乙二酯中的化学成核[J];高分子学报;2002年06期
5 王德禧,郑德,陈宇;新型、高效稀土β晶型成核剂的应用研究进展[J];塑料;2004年04期
6 郭峰;傅勇;徐振明;杨苏平;;成核剂改性聚丙烯的研究[J];现代塑料加工应用;2006年04期
7 费正东;孙莉;徐立新;钟明强;;成核剂改性PP的性能[J];合成树脂及塑料;2007年02期
8 王东亮;郭绍辉;冯嘉春;郑德;钱玉英;;α、β成核剂复配对聚丙烯性能的影响[J];中国塑料;2007年12期
9 张超灿;徐光;吴力立;张藕生;;β成核剂对抗冲聚丙烯共聚物的结晶和力学性能研究[J];塑料助剂;2008年03期
10 白雪;史建公;张敏宏;赵桂良;石勤智;刘志坚;杨万泰;赵丽梅;;聚乙烯成核剂研究及应用进展[J];中外能源;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李幼辰;郭卫红;;稀土β成核剂对于PPR/POE/nano-CaCO_3复合体系性能的影响[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题N:高分子加工与成型[C];2013年
2 池圣贤;乐道进;徐祥兵;龙林林;;成核剂在聚丙烯改性中的协同效应[A];湖北省化学化工学会2006年年会暨循环经济专家论坛论文集[C];2006年
3 董穆;刘念;郭朝霞;于建;;取代芳酰胺型β成核剂聚集形态及其对聚丙烯非等温结晶行为的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
4 张丽英;张浩;邹浩;张薇;张师军;;复合成核剂对抗冲共聚聚丙烯性能影响的探讨[A];中国化工学会2008年石油化工学术年会暨北京化工研究院建院50周年学术报告会论文集[C];2008年
5 鲁圣军;于杰;蒋冠森;张天水;张敏敏;;纳米SiO_2及硅溶胶成核剂对透明聚丙烯结构与性能的影响[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
6 丁会利;张洁;李景宜;;稀土β成核剂对聚丙烯结晶形貌的影响研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 李娟;于杰;何文涛;向宇姝;秦舒浩;;以硅溶胶为载体的杂化成核剂对聚丙烯结晶行为及性能的影响[A];第十五届中国科协年会第17分会场:复合材料与节能减排研讨会论文集[C];2013年
8 赵秀丽;王建华;余凤湄;刘天利;王宪忠;;成核剂对聚乳酸结晶行为研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
9 宋波;王勇;白红伟;施靖;;成核剂在不同聚丙烯基体中的诱导结晶作用研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
10 章自寿;郑军军;陈春燕;王春广;麦堪成;;熔融温度对负载型β-成核剂成核PP的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 毕家立;成核剂开发独领风骚[N];中国化工报;2002年
2 王乐意;国产成核剂挤压进口产品 [N];中国化工报;2002年
3 胡爱民;殷宪国;成核剂加快发展正当其时[N];中国化工报;2003年
4 特约记者  张晓君 通讯员  田月;吉化集团聚丙烯透明成核剂技术通过验收[N];中国石油报;2006年
5 洪雨;烟台建成山梨醇类成核剂基地[N];中国化工报;2004年
6 关世太 黄启坤;我国聚烯烃成核剂产业亟待发展[N];中国化工报;2003年
7 ;新型聚丙烯用成核剂通过鉴定[N];中国化工报;2003年
8 ;新型聚丙烯用成核剂通过鉴定[N];今日信息报;2003年
9 王德禧;成核剂改性拓展聚丙烯应用领域[N];中国化工报;2004年
10 王永军 李丽;国产新型PP成核剂应用成功[N];中国化工报;2013年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 孙静;侧链液晶高分子类β晶成核剂的合成及其诱导等规聚丙烯结晶行为的研究[D];东北大学;2014年
2 石尧麒;基于α/β复合成核剂成核聚丙烯结晶过程调控及成核机理的研究[D];华东理工大学;2012年
3 温亮;基于杯[8]芳烃与小分子构筑的自组装成核剂对聚乳酸结晶过程的调控研究[D];华东理工大学;2011年
4 郭敏;有机成核剂的复配及其在聚丙烯中超细化分散的研究[D];北京理工大学;2014年
5 姜昌泉;基于碳五馏分的羧酸金属盐类聚丙烯成核剂的制备及成核效应研究[D];华东理工大学;2013年
6 宋平;聚乳酸结晶和熔融行为及成核剂调控结晶研究[D];大连理工大学;2014年
7 王铁柱;生物可降解聚3-羟基丁酸酯的改性研究[D];天津大学;2005年
8 蔡智;高效分离裂解碳五环戊二烯制取聚丙烯成核剂技术研究[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙彩迪;成核剂改性聚丙烯及加工工艺的影响研究[D];宁夏大学;2015年
2 林婷惠;成核剂对PBT的结晶行为及结晶动力学的影响研究[D];福建师范大学;2015年
3 廖小青;CaCO_3负载β晶型成核剂对PP管材性能的影响[D];重庆理工大学;2015年
4 郝妮媛;基于α和β成核剂诱导聚乳酸结晶过程的研究[D];江苏科技大学;2015年
5 王鹄;同向双螺杆构型对聚丙烯发泡影响的研究[D];北京化工大学;2015年
6 黄金;酚类衍生物的合成及其磷酸化研究[D];贵州大学;2015年
7 刘爱平;成核剂和退火对聚乳酸结晶及耐热性能的影响[D];湘潭大学;2015年
8 吴冉;新结构聚丙烯成核剂的制备研究[D];太原理工大学;2013年
9 顾伟;聚丙烯的透明性和耐老化性研究[D];天津科技大学;2013年
10 王建琴;抗氧剂和成核剂对聚丁烯-1结晶行为的影响[D];青岛科技大学;2015年
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