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热致液晶聚合物原位复合材料的研究是近年来聚合物共混改性领域的一个热点。液晶聚合物凭借自身的结构而具备诸多优异的性能,在聚合物改性中体现出独特的优势。PET树脂是一种具有较高熔融温度和玻璃化温度的结晶性高聚物,在较宽的温度范围内,具有良好的物理机械性能。但由于其大分子主链中苯环的存在,导致链段活动性差,结晶速度慢,成型加工困难,模塑温度高,生产周期长,阻碍了PET的大规模生产和使用。论文作者在查阅大量国内外文献的基础上,选择热致液晶聚合物对PET进行改性,以制备综合性能优异的液晶聚合物/PET复合材料。同时,在实验过程中尝试引入动态成型理念,力图充分利用塑料动态成型工艺的优越性,来强化复合材料制品的力学性能,进一步促进新型动态加工技术与设备在工程塑料制品中的推广应用。
论文利用Moldflow软件对稳态和动态注射时纤维在基体中的取向进行了模拟分析。具体实验采用传统的双螺杆挤出机制各复合材料,然后利用新型动态注射机注射制品。实验研究中充分利用现代高分子测试手段对PET/TLCP原位复合材料体系的相容性、流变行为、力学性能、微观形貌及熔融结晶性能等进行表征,得到如下主要的研究结果：
(1)热致液晶对剪切速率的响应比PET明显,共混体系的表观粘度介于PET和TLCP之间,属于剪切变稀流体,随液晶含量的增加,偏离牛顿流体的程度增大；在一定的剪切速率下,体系的表观粘度没有随液晶含量的增加而单调下降；液晶聚合物的加入,使共混体系中PET结晶速率加快,结晶度增大。
(2)对比PET/TLCP复合材料在稳态注射和动态注射下制品的力学性能,结果发现：振动的引入能进一步提高制品的力学性能(与稳态注射条件下制品的力学性能相比,动态注射制品拉伸强度最高增加了13％,冲击强度最高增加了7％);SEM照片显示,动态注射的制品中出现了长径比较大的液晶聚合物纤维结构,这是因为动态注射时螺杆的往复轴向运动产生局部的拉伸流动形成的,是制品力学性能提高的主要原因。