拉伸取向对聚乙烯及其共混物力学和老化性能的影响研究

《拉伸取向对聚乙烯及其共混物力学和老化性能的影响研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要拉伸取向聚乙烯已被广泛应用于土工合成材料、自增强材料等领域。聚乙烯在拉伸取向后拉伸强度、模量及冲击韧性大幅度提高，然而，取向度对拉伸聚乙烯及其共混物力学性能的影响研究报道较少，对拉伸聚乙烯及其共混物老化性能的影响尚未见报道。本文通过拉伸取向法与熔体共混法制备了取向聚乙烯(PE)和取向PE／乙烯．乙酸乙烯酯(EVA)共混物，研究了取向度对取向PE和取向PE／EVA共混物的力学、低温冲击性能的影响，并对两种材料进行热氧老化和紫外加速老化实验。采用动态机械热分析(DMA)和扫描电镜(SEM)研究了取向材料的力学松弛行为和增韧机理；用广角X．射线衍射(WAXD)分析了材料结

2、晶度的变化；用红外光谱(FTIR)$1SEM分析了取向材料老化前后化学结构的变化和冲击断面形貌的变化。单向取向PE力学性能测试结果显示，拉伸强度和冲击强度随着取向度的增加呈现出先降低后增加的趋势，断裂伸长率则不断下降，表明适当的取向度可以较明显地提高聚乙烯的力学强度，并且降低材料在使用过程中的变形率。低取向度对聚乙烯的低温冲击性能影响较小，而高取向度则可以明显地提高聚乙烯的低温冲击强度。WAXD结果显示拉伸取向使结晶衍射峰明显增强，结晶度也提高。DMA分析表明，拉伸取向后试样的储能模量明显增大，PE的玻璃化转变温度随取向度提高而上升；tanfi—T曲线图中有明显的Y和0

3、【松弛转变峰，取向结构可导致Y松弛峰强度减弱，宽度加大。SEM分析发现，与未取向PE相比，取向PE冲击断面不仅更加粗糙，并且产生较严重的拉丝，形成了复杂的网状结构对PE的冲击韧性有很好的提高。PE／EVA共混体系力学性能测试结果表示，EVA的加入量为10叭％时，共混体系的拉伸强度、冲击强度及断裂伸长率都取得最大值。取向PE／EVA共混体系力学性能测试结果显示，拉伸强度和冲击强度随着取向度的增加而增加，断裂伸长率不断下降。高取向度对共混体系的低温冲击性能有较明显提高。SEM分析发现取向后的共混体系断面呈现立体网状结构，并在裂纹损伤区内引起强烈的空洞化损伤，呈现明显的韧性断

4、裂面，这一微观损伤机制的变化会消耗更多的能量，从而提高共混材料的韧性。通过热氧老化和紫外加速老化实验对取向PE的老化性能进行了评价。结果表明，在老化过程中，与未取向PE相比，取向PE显示了更高的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度保留率，表明拉伸取向能赋予PE较好的抗热氧和抗紫外老化能力。FTIR结果表明，紫外老化后，与未取向PE相比，取向PE在1720cm一、3300cm-‘等附近出现的老化吸收峰很微弱，表明取向从很大程度上抑制了PE的紫外光老化，可能是由于单向拉伸后分子链在应力方向伸直，结晶度提高，可以阻挡外来氧的侵入，从而较好地改善聚乙烯的老化性能。SEM分析显示，PE

5、老化后拉丝都已消失，表面有很多空孔和凹坑，表明PE老化后变脆。取向PE老化后断面表面仍然有微小拉丝存在，并且有块状翘起，增加了材料表面粗糙度，表明取向材料老化后的韧性高于未取向聚乙烯材料。关键词：聚乙烯，乙烯．乙酸乙烯酯，拉伸取向，力学性能，老化性能IIABSTRACTStretchorientationpolymershavebeenwidelyusedingeotechnicalcompositematerialandself-reinforcedmaterial．StretchorientationCanimprovethetensilestrength，modu

6、lusandimpacttoughnessofpolyethylene(PE)，buttheseisfewresearchaboutorientationdegreeonmechanicalpropertyofPEandPE／EVAblends，andthesehadnoresearchabouttheagingpropertyofPEandPE／EVAblendsOrientationPEandorientationPE／ethylene-vinylacetate(EVA)blendswerepreparedbymeltblendingandorientation，a

7、ndthemechanicalproperties，lowtemperaturepropertiesandagingresistanceofthoseblendswereinvestigated，respectively．Dynamicmechanicalbehaviorandtougheningmechanismwerediscussedparticularlybydynamicmechanicalanalyzer(DMA)andelectronmicroscopy(SEM)．Wide-anglex-raydiffraction(W≯O