模拉过程中等规聚丙烯塑性形变及空洞化行为的研究

批准号:
21704102
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
卢影
依托单位:
学科分类:
B0309.高分子物理与高分子物理化学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
乔永娜、吕冬、杨啸
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中文摘要
半结晶高分子材料的固态加工方式能影响材料的微观结构,进而影响材料的使用性能。探讨材料在加工过程中的微观结构变化,对改善材料在宏观上的使用性能非常重要。本项目拟采用广角、小角及超小角X射线散射技术在线研究等规聚丙烯在模拉过程中的微观结构演变行为。通过改变等规聚丙烯分子量、初始结晶条件及拉伸温度观察等规聚丙烯的形变行为,构建关于等规聚丙烯模拉过程中塑性形变和空洞化行为的多维依赖关系。揭示等规聚丙烯在模拉过程中的塑性形变机理,阐明小形变时的空洞化本质。并重点围绕等规聚丙烯大形变下的空洞化行为建立系统性模型及提出相关机理。同时,从微观上认识材料在宏观上的断裂行为,并为解决材料在加工过程中出现的一系列问题提供新思路。
英文摘要
The microstructure of semi-crystalline polymers can be influenced by the approaches of solid processing which affects the application of the material in end products. Obviously, exploring the development of material microstructures during processing is vital for improving material properties. The purpose of the present project is to study the microstructural evolution of isotactic polypropylene (iPP) during the die drawing process using in-situ wide-, small- and ultra-small-angle X-ray scattering techniques. We aim to establish structural and processing parameters (such as molecular weight, crystallization condition, die temperature, and so on) dependencies of the plastic deformation and cavitation behavior of iPP samples during the die drawing process. It is also expected to reveal the mechanism of plastic deformation of die drawn iPP and illustrate the essence of cavitation activated around small strains. More importantly, the investigation will mainly focus on the cavitation triggered at large strains in order to propose the universal model and mechanism of this special pre-failure cavitation. Meanwhile, these studies can help to understand the macroscopic fracture of material at a microstructural level and provide new views to solve the problems encountered in the processing.
本项目通过构建固态模拉加工与X射线散射表征联用技术,以等规聚丙烯为主要对象,重点阐述了模拉过程中材料的塑性形变与小形变空洞化行为,并对等规聚丙烯于拉伸过程中出现的大小形变空洞行为进行了区分,揭示了这两种行为对材料最终断裂的影响。模拉时,模具内存在力场分布,该力场由拉力,模具壁带来的压力与摩擦力组成,该力场对模拉过程中材料的微观结构演化具有决定性作用。它能促进双取向片晶结构的形成,并抑制材料成孔。其次,材料拉伸过程中出现的小形变与大形变空洞属于两种独立的过程,小形变空洞由片晶内小晶块的破碎引发,而大形变空洞则由高度取向的非晶网络结构中纤维/微纤间承受应力的系带分子的断裂引发。当非晶网络结构被大规模破坏后,材料随后出现宏观断裂,即材料的断裂与体系内纤维网络结构的失效有关。本项目的研究结果为具有双取向片晶结构,少孔,高强度的加工制件的开发提供了新思路、新方法。并且为理解材料的宏观断裂行为提供了理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.polymer.2020.123049
发表时间:2020-12
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Lu Ying;Lyu Dong;Tang Yujing;Qian Li;Qian Yanan;Xiang Mingyue;Men Yongfeng
通讯作者:Men Yongfeng
Large strain cavitation induced stress whitening in propylene-butene-1 copolymer during stretching
拉伸过程中丙烯-丁烯-1 共聚物中大应变空化引起的应力致白
DOI:10.1016/j.polymer.2019.01.081
发表时间:2019-03
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Lyu Dong;Tang Yujing;Qian Li;Chen Ran;Lu Ying;Men Yongfeng
通讯作者:Men Yongfeng
DOI:https://doi.org/10.1002/pcr2.10040
发表时间:2019
期刊:Polymer Crystallization
影响因子:1.9
作者:Lu Ying;Lyu Dong;Cavallo Dario;Men Yongfeng
通讯作者:Men Yongfeng
Advantage of Preserving Bi-orientation Structure of Isotactic Polypropylene through Die Drawing
模拉保持等规聚丙烯双取向结构的优点
DOI:10.1007/s10118-020-2465-z
发表时间:2021
期刊:Chinese Journal of Polymer Science
影响因子:4.3
作者:Lyu Dong;Sun Yingying;Lai Yuqing;Thompson Glen;Caton-Rose Philip;Coates Phil;Lu Ying;Men Yongfeng
通讯作者:Men Yongfeng
DOI:10.1021/acs.macromol.0c00005
发表时间:2020-06
期刊:Macromolecules
影响因子:5.5
作者:Lyu Dong;Sun Yingying;Lu Ying;Liu Lingzhi;Chen Ran;Thompson Glen;Caton-Rose Fin;Coates Phil;Wang Yan;Men Yongfeng
通讯作者:Men Yongfeng
同步辐射X射线散射技术原位研究二氧化碳压力下聚丁烯-1的结晶与熔化行为
- 批准号:52373028
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:卢影
- 依托单位:
国内基金
海外基金
