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聚合物制品的微观形态结构对其力学性能有重要影响,而压力、剪切及温度等成型工艺条件决定了其微观结构,因此关于工艺条件对聚合物制品微结构与性能的影响研究在学术界与工业界都是广为关注的研究热点。本文以PP及PP/POE共混材料为研究对象,以差示量热扫描(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)及偏光显微镜(POM)等表征方法研究了实际生产条件下不同注射成型工艺参数的制品微观结构变化。所涉及的微观结构包括结晶度分布、晶粒取向、分散相形态等。本文还研究了相应工艺条件下制品的力学性能变化,并将工艺条件、微观结构与宏观性能三者关联起来,深入分析了它们之间的影响关系与变化机理。最后本文研究了工艺对制品的收缩与翘曲的影响,并从微观结构的角度解释了收缩翘曲随工艺条件的变化规律。主要的研究工作与结论如下。(1)对于PP/POE共混材料制品,以SEM图片分析得到制品由表到芯不同层的POE含量,以DSC测得各层的熔融焓,通过扣除POE的含量,得到各层PP的结晶度分布。研究发现,保压压力增大制品各层的PP绝对结晶度反而降低。另一方面,压力作用也会使聚合物熔体的平衡熔点升高,其过冷程度增大,结晶速率增大。因此,保压压力对结晶动力学与最终制品的绝对结晶度有着不同的影响机理,压力增大后两者的变化趋势相反。当注射速率和熔体温度取为低水平时,充填结束时熔体温度较低,充填过程中剪切诱导形成的晶核前驱(precursor)难以重新熔化,导致试样各层的结晶度最高。(2)以WAXD研究了各种工艺条件下PP/POE共混制品的晶型分布与晶粒取向。研究发现试样的表层含有大量β-型PP结晶,而在其他层,很难观察到β晶形成的衍射峰,说明表层以外主要为α晶。而所有试样的剪切层的晶粒取向程度明显高于其他位置,这是因为剪切层形成了取向的shish-kebab结构。(3)以SEM研究了注射成型PP/POE制品的相形态分布以及工艺条件对相形态的影响。研究发现各种工艺条件下试样的最表层(约0.01mm)都不含有POE相,而表层以下POE含量迅速增加,到达一个平台后稳定下来。脆断试样的剪切层位置观察到两相过渡层有被拉起的明显唇边,说明了注射成型充填过程中的剪切作用对PP/POE两相的相容性有所改善,增加了两相之间的结合强度。(4)以POM研究了不同工艺条件下注射成型PP/POE试样表层的厚度变化。研究发现熔体温度升高,POM观察到的试样表层厚度减小,而注射速率为中等时有最大的表层厚度,保压压力对表层厚度没有明显影响。将POM结果与WAXD结果相结合,提出POM观察到约0.1mm厚的表层实际上含有大量β晶,因为β晶与a晶的旋光角度不同而在POM下显现为明暗的明显差别。(5)研究了不同的工艺条件下注射成型PP/POE试样的拉伸性能、冲击韧性,以及试样各层的动态力学性能。研究发现,低注射速率条件下试样有最优的拉伸性能与冲击韧性;低熔体温度条件下的试样虽然拉伸性能较好,但其冲击韧性反而降低。结合工艺对微结构影响的结果进行分析,其原因在于低注射速率条件下试样的结晶度上升,并有较小的流动残余应力。(6)研究了注射成型工艺对PP制品收缩与翘曲的影响。通过自己设计的简单而独特的测量方案,将一盒形PP制品的收缩、稳定翘曲变形、非稳翘曲变形区别开来,分别进行研究。研究发现工艺条件对制品的收缩、翘曲、屈曲有着不同的影响规律。结合工艺对制品微结构的影响,对这些规律的内在机理进行了研究分析。通过数值实验帮助确定非稳翘曲的原因是制品在残余应力作用下发生屈曲,并与实际的实验结果的对比,讨论了翘曲问题数值模拟方法的适用性。