本课题对原有振动注射实验装置进行改造,研究了在注塑成型过程中,通过振动场和温度场的联合作用,诱导全同立构聚丙烯生成大量β晶。并在此基础上研究了在不同成型工艺条件下成型试样的物理力学性能和凝聚态结构,通过优化成型工艺条件,使材料在达到自增强的同时实现了自增韧。研究结果表明,在一定的加工条件下,通过振动场和温度场的耦合,可以诱导聚丙烯试样生成大量β晶、实现了材料同时自增韧和自增强,如拉伸强度可以从静态试样的31.9MPa提高到46.7MPa,损耗模量从180MPa提高到330MPa。由于振动场产生的周期性剪切作用,试样由典型的皮-芯结构转变为多层次结构,各层的厚度及取向度都发生了明显的变化。首次在振动试样所特有的振动层发现了单核及多核柱晶、环带晶等特殊晶型,丰富了聚丙烯的结晶及加工理论。在对PP/MWCNT复合材料的振动注射研究中发现振动试样的导电性呈数量级增加,导电机理从隧道效应变为欧姆导电,试样内部形成了完善的导电通道。在项目的资助下,在包括Carbon、Polymer在内的国内外期刊上共发表学术论文28篇,其中SCI收录14篇;申请发明专利2项。
英文主题词Vibration field;β-form; Self-reinforcement; Self-toughness; Temperature gradient