检索结果-内蒙古大学图书馆

应用化学 2025年第1期42卷 58-68页

作者：宋新月胡本旻孟帅石恒冲施德安王兆阳杨华伟栾世方中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026 湖北大学材料科学与工程学院高分子材料湖北省重点实验室武汉430062

以实验室合成的低缠结超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)及11种商用UHMWPE树脂为实验对象,系统探究了熔体缠结度(G_(N)^(t))对UHMWPE凝聚态结构的影响,并将之与冲击强度进行了关联。实验结果表明,缠结度增加,结晶度(X_(m))变化较小,结晶... 详细信息

以实验室合成的低缠结超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)及11种商用UHMWPE树脂为实验对象,系统探究了熔体缠结度(G_(N)^(t))对UHMWPE凝聚态结构的影响,并将之与冲击强度进行了关联。实验结果表明,缠结度增加,结晶度(X_(m))变化较小,结晶活化能(?E)先减小后增大;在凝聚态结构上,片晶长周期(l)随缠结度的变化表现出与结晶活化能类似的现象。在缠结度较高的区域,l与缠结度具有指数相关性,缠结度越高,片晶厚度越大;最后,将凝聚态结构与冲击强度进行关联,发现UHMWPE的缺口冲击强度与非晶区厚度表现出负线性相关性,线性拟合系数达0.94,即非晶区厚度越小,UHMWPE冲击强度越高。

关键词：超高相对分子质量聚乙烯分子链缠结长周期凝聚态结构冲击强度

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聚丁二酸丁二醇酯（PBS）纤维的凝聚态结构与性能

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东华大学学报(自然科学版) 2025年

作者：黄伟宽陈咏王亚宁徐杰林高晰悦刘津乌婧王华平东华大学材料科学与工程学院东华大学先进纤维材料全国重点试验室东华大学纺织科技创新中心

以熔融纺丝制备、经不同倍数热牵伸与热定型的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）纤维为对象，探究热定型工艺对PBS纤维凝聚态结构与性能的构效关系。采用二维广角X射线衍射（2D-WAXD）和小角X射线散射（2D-SAXS）技术系统分析纤维的晶体取向、片... 详细信息

以熔融纺丝制备、经不同倍数热牵伸与热定型的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）纤维为对象，探究热定型工艺对PBS纤维凝聚态结构与性能的构效关系。采用二维广角X射线衍射（2D-WAXD）和小角X射线散射（2D-SAXS）技术系统分析纤维的晶体取向、片层结晶等凝聚态结构，确定最优热定型温度区间，揭示热定型工艺形成的取向与片晶结构对纤维力学性能、热性能及应力松弛行为的影响。结果表明：PBS纤维热定型的张力作用可在热牵伸基础上进一步诱导PBS分子链沿纤维轴向取向，促进PBS牵伸纤维的二次诱导结晶并细化其晶粒尺寸。张力诱导过程主要通过(020)和(110)晶面中分子链的二次取向与结晶实现；张力的诱导作用通过增大片晶和非晶层的厚度，实现纤维长周期的增加并增大片层晶体直径，提高纤维结晶度和晶体完善程度。经热定型后PBS纤维的结晶度提高7.7%，断裂强度提高14.1%。此外，热定型抑制了应力松弛现象，同一伸长率下PBS纤维的应力松弛率是PET纤维的2/9。

关键词：聚丁二酸丁二醇酯凝聚态结构熔融纺丝取向与结晶热定型

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高模低缩型聚酯工业丝凝聚态结构与应用特性的关联机制

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东华大学学报（自然科学版） 2024年第3期50卷 32-38页

作者：卫婷陈瑞汤方明张烨张玥张玉梅东华大学纤维材料改性国家重点实验室上海201620 东华大学材料科学与工程学院上海201620 江苏恒力化纤股份有限公司江苏苏州215231

高模低缩(HMLS)型聚酯工业丝的凝聚态结构对其在特定应力和受热条件下应用特性的影响尚不明确。对3种HMLS聚酯工业丝的蠕变、应力松弛、热收缩等性能进行测试,通过广角X射线衍射等方法对其凝聚态结构进行研究,分析结晶度、晶区和非晶区... 详细信息

高模低缩(HMLS)型聚酯工业丝的凝聚态结构对其在特定应力和受热条件下应用特性的影响尚不明确。对3种HMLS聚酯工业丝的蠕变、应力松弛、热收缩等性能进行测试,通过广角X射线衍射等方法对其凝聚态结构进行研究,分析结晶度、晶区和非晶区取向以及晶粒尺寸等参数与HMLS聚酯工业丝应用特性的关联性。结果表明,结晶度和非晶区取向度的协同作用对HMLS聚酯工业丝的蠕变、应力松弛和热收缩性能有重要影响。HMLS2的高结晶度抑制了应力作用和热收缩过程中分子链的滑移,适中的非晶区取向度减少了分子链的收缩解取向。HMLS2在60%的平均断裂载荷作用下蠕变回复率高达83.98%,60 s的应力松弛率为14.65%,195℃热处理后强度损失仅为8%,抗蠕变和热稳定性均较好。

关键词：聚酯工业丝高模低缩凝聚态结构蠕变应力松弛热收缩

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新工科背景下高分子材料的凝聚态结构表征方法研究生课程建设探索与实践

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化工高等教育 2024年第4期41卷 91-95,149页

作者：叶龙李赛萌高梦圆马哲郑俊萍天津大学材料科学与工程学院天津300350

为了满足新工科建设对卓越工程创新人才培养的要求,高分子材料的凝聚态结构表征方法课程教学团队进行课程建设和教学改革。文章分析了高分子材料专业研究生创新能力培养过程中存在的问题,从教学内容和方法、课程思政及考核方式等方面介... 详细信息

为了满足新工科建设对卓越工程创新人才培养的要求,高分子材料的凝聚态结构表征方法课程教学团队进行课程建设和教学改革。文章分析了高分子材料专业研究生创新能力培养过程中存在的问题,从教学内容和方法、课程思政及考核方式等方面介绍了该课程的教学改革实践。教学改革有效激发了学生的学习兴趣,并取得了一些初步的成效。

关键词：新工科建设高分子材料凝聚态结构课程建设

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凝聚态结构对PLA/PPC共混物结构及水蒸气阻隔性的影响

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包装工程 2021年第23期42卷 15-24页

作者：王珊珊袁亮刘洁苟发强李志强王海军陕西科技大学轻工科学与工程学院西安710021 陕西科技大学轻化工程国家级实验教学示范中心西安710021

目的研究不同聚集态结构聚乳酸(PLA)/聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)的相容性、晶体学结构特征及其水蒸气阻隔性能的演化,拓宽其在包装领域的应用范围。方法采用共混法并配合不同的热处理工艺,获得了3种不同凝聚态结构(非晶态、α’晶型、α晶型... 详细信息

目的研究不同聚集态结构聚乳酸(PLA)/聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)的相容性、晶体学结构特征及其水蒸气阻隔性能的演化,拓宽其在包装领域的应用范围。方法采用共混法并配合不同的热处理工艺,获得了3种不同凝聚态结构(非晶态、α’晶型、α晶型)的PLA/PPC共混物,并通过FT-IR、DSC、OM、SEM、XRD、DSC、水蒸气透过率测试进行分析和表征。结果分析结果表明,虽然PLA与PPC之间有一定的相容性,但整体上表现为热力学不相容。当热处理温度由80℃升高到130℃时,结晶态共混物PLA/PPC的晶体结构将由α’转变为α晶型。水蒸气透过率测试结果表明,具有α晶型的结晶态共混物对水蒸气具有最优的阻隔性能。不同凝聚态结构共混物的水蒸气渗透系数为非晶态>α’晶型>α晶型。结论不同聚集态共混物具有不同的结构及水蒸气阻隔性,α晶型优良的水蒸气阻隔性能主要归因于大分子链排列规整度更高,链与链之间产生更强的范德华力,进而延长了水蒸气的扩散路径,通过控制PLA/PPC共混物的聚集态,调整其结构及性能是一种有效的方法。

关键词：共混物凝聚态结构晶体结构水蒸气阻隔性能

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高分子凝聚态结构的教学探讨——以高分子液晶为例

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广州化工 2023年第11期51卷 274-276页

作者：罗宝晶崔岩张青于静张红霞唐山师范学院河北唐山063000 河北省可降解聚合物重点实验室河北唐山063000

高分子链的结构决定了聚合物的基本性能特点,而凝聚态结构与材料的性能有着直接的关系。本文以高分子液晶为例,通过梳理和归纳知识点的内在逻辑关系,将复杂离散的知识点划分为清晰明确的层次,形成思维导图,帮助学生理解和记忆。在教学... 详细信息

高分子链的结构决定了聚合物的基本性能特点,而凝聚态结构与材料的性能有着直接的关系。本文以高分子液晶为例,通过梳理和归纳知识点的内在逻辑关系,将复杂离散的知识点划分为清晰明确的层次,形成思维导图,帮助学生理解和记忆。在教学过程中引导学生培养辩证思维和逻辑分析能力。帮助学生将课程内容内化为自己的知识体系,提高学习效率。

关键词：高分子液晶凝聚态结构教学方法思维导图

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宽应变速率范围内聚烯烃材料的凝聚态结构演化与物理机制

宽应变速率范围内聚烯烃材料的凝聚态结构演化与物理机制

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作者：冯盛尧中国科学技术大学

学位级别：博士

传统聚烯烃材料多是用于包装、管道和农业。而现如今,高性能聚烯烃产品（如功能性产品）也被广泛应用于汽车、航空、军工以及新能源等新型发展领域。新型聚烯烃产品在加工与服役过程中往往会涉及高速环境。因此,有关聚烯烃材料在此类苛... 详细信息

传统聚烯烃材料多是用于包装、管道和农业。而现如今,高性能聚烯烃产品（如功能性产品）也被广泛应用于汽车、航空、军工以及新能源等新型发展领域。新型聚烯烃产品在加工与服役过程中往往会涉及高速环境。因此,有关聚烯烃材料在此类苛刻条件下“微观结构-宏观性能”关系的研究,对于指导高分子产品的加工、优化产品性能具有重要意义。然而,此类非平衡条件涉及到的微观结构演化机制是学术界和工业界所面临的重大难题,这主要源于有效实验手段的缺失。目前已知关于高分子凝聚态结构演化的理论模型和实验证据仍旧局限于低速率的准静态加载过程,关于非平衡高速环境中的相关研究却鲜有报道。本论文工作中,结合自主研制的原位高速拉伸装置和高通量的同步辐射X射线散射技术研究了聚烯烃薄膜在宽应变速率范围下尤其是高速拉伸过程中的力学性能和结构演化以及二者之间的关系。通过对定量化数据的分析,深化了对非平衡高速拉伸条件下聚烯烃材料的形变和相变物理机制的理解。具体研究内容和结果如下:（1）升级改造本课题组已有的快速拉伸装置。优化了装置加速到高应变速率的时间,控制在10 ms内。增加了一组压力可控的主动压辊以解决打滑问题。利用热风枪和空压机进行高温控制,通过氮气和液氮进行低温控制。改造后的装置应变速率范围可从10-3到102s-1,横跨六个数量级。温度范围可达-60～300℃。可以很好地实现与同步辐射X射线的联用。利用此装置与同步辐射X射线、超快采集速率的探测器以及高速CCD相机联用,构建了微观结构的快速表征系统,时间分辨率可高达0.2 ms。（2）采用同步辐射宽角X射线衍射（WAXD）原位研究了线性低密度聚乙烯（LLDPE）薄膜在宽应变速率范围0.005～250s-1内拉伸形变过程中的结构演化。通过跟踪微观结构参数例如结晶度（χc）、晶粒特征尺寸（L110,L200）和晶胞参数（aO,bO）等在真应力（σtrue）-应变速率（ε）二维空间中的变化,讨论了相变机制。单斜晶和六方晶出现的临界点应力（σM-onset,σH-onset）可将真应力空间大致分为三个区域。在只含有正交晶的区域Ⅰ中,应力诱导的晶格畸变起主导作用。在区域Ⅱ中,由正交晶向单斜晶转变的马氏体相变发生,并且单斜晶承担主要的应力。在区域Ⅲ,应力诱导的熔融重结晶发生,六方晶出现。此外,还讨论了应变速率对应力诱导熔体结晶和晶格形变的影响。该研究拓展加深了对LLDPE薄膜在高速的加工与服役过程中结构演化的已有理解。（3）利用同步辐射宽角X射线衍射（WAXD）和自制的高速拉伸装置,作者揭示了聚1-丁烯（PB-1）晶体结构在宽应变速率范围内的演化过程。重点关注了仅由晶型Ⅱ晶体组成的PB-1在跨越六个数量级(0.005～100 s-1)的三个速率区域（A、B和C）内拉伸诱导相变的物理机制。在区域A(0.005s-1<ε<0.5 s-1)的准静态加载过程中,亚稳态晶型Ⅱ晶体逐渐转变为稳态晶型Ⅰ晶体。这种相转变是由于应力诱导的长链整体位置和构象的变化。中速率动态加载条件下,在区域B中(1 s-1<ε<10 s-1),除了晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变外,还有一些晶型Ⅱ晶体因为应力诱导,发生了熔融。在区域C中(ε>50 s-1),当外加应力达到阈值时,不仅晶型Ⅱ晶体熔融,晶型Ⅰ晶体也发生了熔融。PB-1的这种不常见的拉伸诱导相变的现象与高应变速率和伴随出现的热效应有关。当晶格受到快速输入的高能量时,长链整体难以响应,会出现因为链局部变化导致的构象缺陷。这些缺陷显著降低了晶体与无定形之间的相变能垒。对于构象缺陷含量多的晶体,拉伸不再诱导晶体-晶体相变,而是直接诱导晶体的熔融。（4）采用同步辐射超小角散射（USAXS）进行原位实验研究了高取向硬弹性体等规聚丙烯（iPP）薄膜在跨越五个数量级(0.005～10s-1)的两个应变速率区域（Ⅰ和Ⅱ）内单轴拉伸过程中的凝聚态结构演化。在区域Ⅰ(0.005 s-1<ε<0.1 s-1),在拉伸应力的作用下,存在于片晶之间的无定形出现了微相分离的现象,形成了含有多连接链（tie）少尾链（cilia）的区域,以及与之相反的含有多cilia链少tie链的区域。在区域Ⅱ(ε>5 s-1),在较快的拉伸应变速率下,上述微相分离转化为了孔洞。

关键词：聚烯烃晶体形变与相变同步辐射 X射线散射应变速率凝聚态结构物理机制

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HDI/PCL型聚氨酯中氢键对凝聚态结构及性能的影响

HDI/PCL型聚氨酯中氢键对凝聚态结构及性能的影响

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作者：李雪敏中国科学技术大学

学位级别：博士

聚氨酯材料综合性能优异、产品形式多样、成型工艺简单,因其能够满足市场多样化需求而受到广泛关注。其中,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)/聚己内酯(PCL)型聚氨酯由于高柔韧性、易降解、降解产物无毒以及良好的药物渗透性,在生物医用材料领域... 详细信息

聚氨酯材料综合性能优异、产品形式多样、成型工艺简单,因其能够满足市场多样化需求而受到广泛关注。其中,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)/聚己内酯(PCL)型聚氨酯由于高柔韧性、易降解、降解产物无毒以及良好的药物渗透性,在生物医用材料领域应用广泛。目前HDI/PCL型聚氨酯的研究较多注重于综合性能(力学、生物)的提升,实际上,聚氨酯的性能最终取决于其凝聚态结构,特别是其特有的分子结构中软段与硬段微相分离的相结构。氢键,作为聚氨酯材料中普遍存在的一种分子间相互作用方式,是聚氨酯微相分离结构的驱动力。因此,明晰聚氨酯材料中氢键-结构-性能之间的关系对聚氨酯产品的开发和应用意义重大。本论文以HDI/PCL型聚氨酯为研究体系,通过在分子结构中引入同分异构体扩链剂、多重氢键官能团、两性离子官能团等,由简单体系逐步过渡到复杂体系,系统地研究了不同HDI/PCL体系中氢键对聚氨酯结晶、微相结构及性能的影响,主要工作内容如下: (1)以HDI和PCL为聚氨酯硬软段,选择四种同分异构体小分子二醇作为扩链剂制备HDI/PCL聚氨酯,在保证软硬段摩尔比及质量分数相等的前提下,考察小分子扩链剂空间位阻与聚氨酯体系中氢键的关系。研究发现,氢键指数(HBI)随着扩链剂空间位阻的增加逐渐减小;硬段结晶含量以及其熔点与HBI呈正相关而软段结晶行为与HBI呈负相关。结晶行为的改变引起聚氨酯微相结构的变化,相结构随HBI减小从硬段结晶、无定形相转变为软段结晶和无定形相。通过本章内容我们在HDI/PCL聚氨酯体系中找到氢键对软硬段微相结构和结晶影响的规律。 (2)相比于普通氢键,多重氢键具有高亲和力和方向性,不仅能够广泛调节聚氨酯氢键含量,而且通常具有自修复性能,在传感器和生物医用等领域具有良好的应用前景。为此,我们继续以HDI和PCL为硬软段结构,引入多重氢键扩链剂(UPy)制备聚氨酯(PUUPy),探索氢键含量的变化对多重氢键聚氨酯软硬段的结晶、微相结构以及性能的影响,考察上一章纯粹聚氨酯体系中的规律在PUUPy体系中是否适用。结果显示,引入UPy显著增强氢键作用,HBI数值随UPy含量增加逐渐增大。聚氨酯软段结晶和硬段结晶分别随HBI的增加逐渐减小和增加,符合前章规律。PUUPy的相结构从两相结构(软段结晶、无定形相)过渡到三相结构(软段结晶、无定形相、硬段结晶),可调的氢键以及相结构赋予PUUPy良好的机械性能以及自修复效率。该工作不仅揭示了多重氢键对聚氨酯微相结构、结晶行为和性能的影响,而且为嵌段聚合物的结构设计提供了新思路。 (3)两性离子由于离子相互作用具有抗蛋白吸附、抗凝血、抗菌的优点,在医用聚合物的制备中应用广泛。为了进一步探索氢键对HDI/PCL型聚氨酯相结构的影响在更为复杂体系中是否适用,我们采用磺酸型两性离子扩链剂(SB-diol)制备HDI/PCL聚氨酯(SBZPU),系统地研究了在离子作用的影响下,氢键对聚氨酯结晶行为和微相结构的影响。研究发现,离子扩链剂能够破坏氢键作用,使HBI数值减小,并且形成离子聚集体,进一步改善SBZPU聚氨酯微相分离。离子作用和氢键变化具有协同作用,能够破坏硬段结晶但是促进软段结晶,调控聚氨酯的转变温度至接近人体温度(35℃)。本章不仅提出了氢键对HDI/PCL型两性离子聚氨酯相结构、结晶的影响,也为生物医用聚氨酯的开发提供了新的解决方案,同时证明即使在复杂的体系中,软段结晶和硬段结晶含量也随着HBI的增大分别减小和增加。

关键词：聚氨酯氢键凝聚态结构结晶微相分离

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全共轭聚噻吩类和聚硒吩类嵌段共聚物的凝聚态结构调控

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高分子学报 2020年第5期51卷 434-447页

作者：尹悦翟大龙陈舒雯尚鑫李立心彭娟聚合物分子工程国家重点实验室复旦大学高分子科学系上海200438

嵌段共聚物可发生微相分离形成丰富的介观尺度上的相结构,而共轭聚合物是一类具有特殊的力学、导电性能或光电功能的半刚性链高分子.全共轭嵌段共聚物因其兼具两者的特性而备受瞩目.本文着重介绍了近年来课题组在基于全共轭聚(3-烷基噻... 详细信息

嵌段共聚物可发生微相分离形成丰富的介观尺度上的相结构,而共轭聚合物是一类具有特殊的力学、导电性能或光电功能的半刚性链高分子.全共轭嵌段共聚物因其兼具两者的特性而备受瞩目.本文着重介绍了近年来课题组在基于全共轭聚(3-烷基噻吩)和聚(3-烷基硒吩)嵌段共聚物体系的研究进展,通过改变体系的分子结构包括主侧链结构、侧链的烷基长度及取代基团等以及对体系在溶液状态及薄膜状态进行后处理包括改变溶剂、热处理、溶剂蒸气处理等来调控体系的微相分离行为和结晶行为,实现对材料凝聚态结构的调控.在此基础上,以有机场效应晶体管和聚合物太阳能电池器件作为最终体现聚噻吩或聚硒吩类体系凝聚态结构与性能关系的平台,将获得的调控体系凝聚态结构的有效策略用于实现其半导体材料物理性能的提升.

关键词：嵌段共聚物共轭聚合物凝聚态结构微相分离光电性能

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超声注塑碳纤维增强聚丙烯凝聚态结构和力学性能研究

超声注塑碳纤维增强聚丙烯凝聚态结构和力学性能研究

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作者：赵雪利大连理工大学

学位级别：硕士

碳纤维增强复合材料因其优异性能已成为工程领域新型复合材料重点发展方向之一,得益于其强度高、密度小、耐疲劳、耐磨损腐蚀、热稳定性强、导电性强等优良特性,将轻量化和高性能完美结合,所以在航空航天、军工装备、船舶汽车、电子通... 详细信息

碳纤维增强复合材料因其优异性能已成为工程领域新型复合材料重点发展方向之一,得益于其强度高、密度小、耐疲劳、耐磨损腐蚀、热稳定性强、导电性强等优良特性,将轻量化和高性能完美结合,所以在航空航天、军工装备、船舶汽车、电子通讯、生物医疗等领域有着广泛应用前景。然而在碳纤维复合材料注塑成型过程中,复合材料凝聚态结构、结晶取向行为、纤维分布状态及纤维与基体界面强度等均对成型制件性能有重要影响。探明碳纤维增强复合材料凝聚态结构改变对宏观性能的影响规律,以及如何通过调节材料凝聚态结构来获得需要的成型性能和成型质量有巨大研究价值。为深入研究碳纤维复合材料成型过程性能强化的微观作用机理,提高碳纤维复合材料成型性能和使用寿命,增强材料高性能成型、超精密成型能力,实现成型性能的可控,本文将超声振动引入模具型腔,以质量分数分别为10%、15%、20%三种碳纤维增强聚丙烯(CFPP)复合材料为研究对象,探究了纤维含量、工艺条件、超声振动及其共同作用对复合材料凝聚态结构和宏观力学性能的影响。主要研究工作如下:首先,完成了超声辅助注塑成型实验系统的装配与调试,分别使用激光非接触式测量法和机械接触式测量法完成了对超声模具系统中超声振动特性的测试实验。发现在300 W、600 W、900 W三种实验功率下,振子端面振动波形均为类正弦周期性变化曲线,平均振幅分别为9.32μm、18.73μm和41.44μm。为方便后续对比分析,对三种纤维含量复合材料基准工艺参数统一拟定,并使用Moldflow软件完成了实验基准工艺参数成型可靠性的仿真验证。仿真结果显示在此基准工艺参数下三种复合材料成型情况较好,均能满足实验要求。为探究纤维含量、超声功率和成型工艺参数对CFPP制件凝聚态结构和力学性能的影响,制定了以纤维含量、超声功率和注塑工艺参数为三层级变量的单因素超声辅助注塑成型实验方案,并完成了实验制件的制备。其次,探究了纤维含量、超声功率、工艺参数及超声振动和工艺参数共同作用对制件凝聚态结构的影响。利用X射线衍射、扫描电镜等方法对成型制件结晶度、晶体类型、纤维分布、纤维取向及纤维与基体界面性能等进行观测。结果表明中低功率超声振动可有效提高CFPP制件结晶度,600 W功率对三种材料制件结晶度提升最明显,600W超声作用下10%CFPP制件结晶度最高可达52.94%,相较无超声作用制件结晶度提高了7.58%,300 W功率次之。超声振动对低模温环境下制件结晶度的提升和纤维的分布状态的改善明显;随着模温升高,增大超声功率会降低制件结晶度及纤维与基体结合强度。熔体温度对制件结晶度影响最大,熔体温度升高过程中施加超声作用不会改变结晶度降低的趋势,同时纤维取向情况随超声功率升高而变差。注射压力升高会提高纤维的取向度和分散情况,结晶度也会提高;施加超声振动可以放大注射压力对制件结晶度的提升效果,但超声功率过高会损伤制件内部结构。随着纤维含量升高CFPP制件结晶度呈明显的非匀速下降趋势,结晶度降幅逐渐变大,且纤维含量越高CFPP材料对超声振动耐受程度越高。当施加300 W超声振动作用于10%CFPP制件,以及600W超声振动作用于15%和20%CFPP制件时结晶度提升效果较好。最后,针对纤维含量、超声功率、注塑工艺参数以及超声和工艺参数共同作用对制件宏观性能的影响进行分析,并建立了CFPP制件微观凝聚态结构与宏观力学性能的对应关系。结果表明施加超声振动制件拉伸强度升高,600W超声作用制件拉伸强度提升明显,600W超声作用下三种材料制件平均拉伸强度分别提升了5.56%、5.58%和8.22%。模具温度升高,得益于结晶度升高,制件拉伸强度升高。模温较高时,随超声功率升高拉伸强度先升后降,最大值出现在模温60℃附近。熔体温度升高拉伸强度随结晶度较低而降低,中低功率超声振动可减缓降低的趋势。三种材料拉伸强度随注射压力升高而升高,注射压力较高时,随超声功率升高,拉伸强度降低。随着纤维含量的升高CFPP制件拉伸强度呈现非匀速升高趋势,且升高速率逐渐变大。在本实验范围内,纤维含量每增加5%,制件拉伸强度的提升幅度增加一倍。最后,制件的力学性能主要与制件内部纤维的分布状态以及基体与纤维的界面强度有关,同时结晶度的变化对制件拉伸强度有着重要影响。

关键词：碳纤维增强聚丙烯超声振动结晶度力学性能凝聚态结构

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