Page 58 - 《橡塑技术与装备》2023年5期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

表 2 主要实验设备
仪器名称 型号参数 生产厂家
电热鼓风干燥箱 BPG-9070A 上海一恒科学仪器有限公司
同向双螺杆挤出造粒机 TSE-30A/500-11-40 南京瑞亚佛斯高聚物装备有限公司
单螺杆挤出机 RM-200 哈尔滨哈普电气技术有限责任公司
三辊压延机 CLT-110 哈尔滨哈普电气技术有限责任公司
塑料注塑成型机 TTI-95G 东华机械有限公司
高混机 SHR-10 江苏白熊有限公司
冲片机 XJY-I 承德市金建检测仪器有限公司
缺口制样机 JJANM-11 承德市金建检测仪器有限公司
摆锤式冲击试验机 ZBC1400-B 美特斯工业系统（中国）有限公司
电子万能拉伸试验机 CMT-2503 珠海市三思泰捷电气设备有限公司
维卡软化点测试仪 HDT/V-1103 承德市金建检测仪器有限公司
差式扫描量热仪 Q20 美国 TA 公司
扫描电子显微镜（SEM） GSM-6460LV 日本电子株式会社
超声波手持焊接机 CXRY-3508 昆山泰速尔机电设备有限公司

表 3 HDPE/PA6/HDPE-g-MAH/UHMWPE 体系配方 电镜的样品。将喷金后的样品放入仪器中，观察其形貌。
实验编号 HDPE/ 份 PA6/ 份 HDPE-g-MAH/ 份 UHMWPE/ 份 （6）焊接处抗拉强度测试
HPH 60 20 20 0
U-1 60 20 20 1 按照 GB/T 19274—2003 进行测试，样品长度
U-2 60 20 20 3 220 mm，焊接处在试样正中，拉伸速率为 50 mm/
U-3 60 20 20 5
U-4 60 20 20 7 min，每组选 3 根进行测试，取平均值。
U-5 60 20 20 9

1.4 样品性能测试 2 结果与讨论
（1）拉伸性能测试 2.1 力学性能分析
按照 GB/T 1040.3—2006 进行测试，拉伸速率为 图 1、图 2、图 3 为 UHMWPE 含量对 HDPE/
50 mm/min，从每组中选取 5 根样条进行测试，取平 PA6/HDPE-g-MAH/UHMWPE 体 系 力 学 性 能 的 影
均值。 响。随着 UHMWPE 含量的增加，HDPE/PA6/HDPE-
（2）冲击性能测试 g-MAH/UHMWPE 共混体系的拉伸强度先增加后降
按照 GB/T 1843—2008 进行测试，样条长宽高 低，在 UHMWPE 份数为 5 份时，拉伸强度达到最大
分别为为 80 mm×10 mm×4 mm，采用悬臂梁，样条 值，为 38.9 MPa，与纯 HDPE 相比提升了 27.7%，相
缺口深度为 2 mm，从每组中选取 5 根样条进行测试， 比 HPH 降低了 5.2%，当 UHMWPE 含量继续增加后，
取平均值。 在份数达到 7~9 份时拉伸强度快速下降。共混体系的
（3）结晶性能测试 断裂伸长率随着 UHMWPE 含量的增加而降低，但该
在每组样品上切取 3~5 mg 放入铝坩埚中，在 混合体系的缺口冲击强度随 UHMWPE 含量的增加而
氮气环境下，起始温度为 30 ℃，升温速率为 10 ℃ / 增大，有较大幅度的提升，在 UHMWPE 含量为 9 份
-2
min，加热到 250 ℃，恒温 5 min 消除热历史以后， 时， 冲击 强 度 达 到最 大 值， 为 19.6 kJ·m ， 相比 纯
以 10 ℃ /min 降温至 30 ℃，再以 10 ℃ /min 升温至 HDPE 提升了 149.1%。这是由于当 UHMWPE 加入到
250 ℃，观察其熔融结晶曲线。 HDPE/PA6/HDPE-g-MAH/UHMWPE 共混体系中
可由（1）式计算得出共混物的结晶度（X C ）： 时，会对其原本结构有一定的影响，且在熔融过程中
∆H m UHMWPE 的黏度大，在加工过程中活动能力差，容
X = ( )× 100 % 式（1）
C
W ·∆H m0 易团聚，影响共混体系本身的取向，从而使力学相比
（4）维卡软化温度测试
共混体系略有下降。但在随着 UHMWPE 含量的增加，
按照国标 GB/T 1633—2000 进行测试，样品为边
加剧了分子链之间的纠缠，使分子链运动困难，使复
厚度 4 mm，边长 10 mm 的正方形，采用 A50 法，使
合材料的拉伸强度有了一定的回升，断裂伸长率降低。
用 10 N 的力，升温速率为 50 ℃ /h。
正是由于加入 UHMWPE 使得分子链的纠缠度变大，
（5）扫描断面微观分析
在缺口冲击时能缠结的分子链能够吸收一部分的冲击
在做完缺口冲击断面试样上截取 1 cm，作为扫描
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