耐寒、耐冲击高分子材料性能研究

发布时间：2017-09-13 14:13

  本文关键词：耐寒、耐冲击高分子材料性能研究

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【摘要】：随着国家“一带一路”战略以及“高铁走出去”战略的推进,高铁事业的发展得到了国家乃至世界的广泛关注。而关键零部件的国产化是制造自主知识产权高速动车组的关键,本论文针对高速动车组特定关键部件所用高分子材料,通过一系列的表征手段分析不同配比高分子材料力学性能的差异,优选推荐SCCJ4作为用材。本文开展了基础力学性能实验,并结合抗低温、抗紫外线老化、吸水率等实验得到主要结果如下：1、耐寒耐冲击高分子材料在加入一定量的纤维增强后,力学性能得到明显的提升,抗拉强度能够达到170Mpa。纤维复合增强材料的结晶度为10%,平衡吸水率为1.25%,所添加的增强纤维能够阻碍内部结晶,降低材料的吸水能力。2、纤维增强复合材料具有良好的抗低温、抗紫外线老化能力。在-40°C环境下,抗拉强度为145Mpa。在紫外线照射200小时以内,抗拉强度最低为147Mpa,下降幅度仅15%,冲击强度最大值为95×10-3KJ/m2,最大变化率为10%。3、纤维增强复合材料虽然能够降低材料的平衡吸水率,但在水煮的环境下,吸水率仍然较高,且吸水率的提升引起材料抗拉强度下降,冲击强度上升。5小时水煮条件下,抗拉强度下降至112Mpa,下降幅度为36%。4、纤维增强复合材料在吸水及紫外线双因素作用下,经因素量化分析,当α取值0.1时,只有吸水率因素比值为2.83大于2.6,也就是说吸水率,即水煮对实验的结果有一定的影响。5、纤维在基体内部分布均匀,增强纤维的加入降低材料的吸水率以及结晶度,提升了材料的综合力学性能,但添加过量会导致材料脆化。6、经过上述力学性能以及抗低温、抗紫外线老化等实验,结合材料成型工艺难易程度及成本。对比了包括进口材料在内的其它高分子材料的力学性能,得到的结果为,SCCJ4材料具有良好的力学性能及抗低温能力,且成型工艺及成本合理。
【关键词】：PA6 纤维 低温 抗拉强度
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ317
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-26
• 1.1 研究目的及意义11
• 1.2 耐寒耐冲击高分子材料概述及力学性能研究11-14
• 1.2.1 耐寒耐冲击高分子材料概述11-12
• 1.2.2 耐寒耐冲击高分子材料力学性能研究12-14
• 1.3 耐寒耐冲击材料的相关改性14-18
• 1.3.1 耐寒耐冲击材料改性研究现状概述14
• 1.3.2 耐寒耐冲击材料改性的研究综述14-16
• 1.3.3 耐寒耐冲击高分子材料改性后微观结构研究16-18
• 1.4 玻璃纤维增强复合材料的研究综述18-22
• 1.4.1 玻璃纤维强化方法18-22
• 1.5 紫外线影响因素22-26
• 1.5.1 紫外线概述22
• 1.5.2 紫外线相关实验综述22-26
• 第二章 实验部分26-32
• 2.1 实验材料及设备26
• 2.2 实验方案26-32
• 2.2.1 力学性能测定27-28
• 2.2.2 抗低温及紫外线老化实验28-29
• 2.2.3 吸水率影响下的力学性能实验29-30
• 2.2.4 双因素实验30
• 2.2.5 不同高分子材料设备取材力学性能测定30
• 2.2.6 微观实验30-32
• 第三章 结果与讨论32-64
• 3.1 基础力学性能分析32-34
• 3.1.1 抗拉强度32-33
• 3.1.2 冲击强度33-34
• 3.2 抗紫外线及抗低温性能分析34-37
• 3.2.1 抗紫外线老化分析34-37
• 3.2.2 抗低温性能分析37
• 3.3 吸水率对于力学性能影响的研究37-42
• 3.3.1 不同吸水率下的力学性能表征37-39
• 3.3.2 TGA及吸水率测量39-42
• 3.4 双因素实验分析42-49
• 3.4.1 双因素作用下的力学性能表征42-45
• 3.4.2 双因素分析45-49
• 3.5 不同高分子材料力学性能测试分析49-58
• 3.5.1 不同纤维含量下的力学性能分析49-53
• 3.5.2 不同高分子材料的力学性能分析53-58
• 3.6 断口微观形貌观察及结晶度测量58-64
• 3.6.1 试样断口的微观形貌拍摄58-59
• 3.6.2 试样断口的结晶度分析59-64
• 第四章 结论64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70

【参考文献】

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本文编号：844175