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2  實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論    2．1  不同質(zhì)量配比對(duì)共混樹(shù)脂性能的影響        國(guó)外聚乙烯旋轉(zhuǎn)模塑專用樹(shù)脂大多為PE-LLD,其流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性、沖擊性和剛性均優(yōu)于傳統(tǒng)的PE-HD。國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的通用PE-LLD,不能滿足旋轉(zhuǎn)模塑工藝的要求。旋轉(zhuǎn)模塑工藝是將定量的粉狀樹(shù)脂裝入模具內(nèi)，加熱模具，同時(shí)使模具繞互相垂直的主、副軸旋轉(zhuǎn)，使樹(shù)脂熔融并借助旋轉(zhuǎn)離心力作用均勻地涂布于模具內(nèi)腔表面，再經(jīng)冷卻、脫模得到制品。該工藝要求樹(shù)脂有較佳的熱穩(wěn)定性、適宜的熔體流動(dòng)速率和密度。樹(shù)脂熱穩(wěn)定性達(dá)不到要求，則制品顏色發(fā)黃，甚至變焦。樹(shù)脂的熔體流動(dòng)速率也要求在一定的范圍內(nèi)，若成型過(guò)程中模腔內(nèi)熔體流動(dòng)速率過(guò)大，制品的內(nèi)表面易出現(xiàn)凹凸不平的流跡線，致使制品強(qiáng)度降低；若熔體流動(dòng)速率過(guò)小，則樹(shù)脂流動(dòng)性差，成型困難。著色劑選擇時(shí)，要考慮顏料對(duì)加工溫度的耐熱性，對(duì)制品收縮變形的影響，與樹(shù)脂中其他助劑的相容性等。筆者研制的制品要求為軍綠色，顏料總濃度控制在5‰內(nèi)。經(jīng)共混、著色、造粒得到的旋轉(zhuǎn)模塑專用樹(shù)脂性能與美國(guó)Dowlex旋轉(zhuǎn)模塑專用樹(shù)脂性能比較見(jiàn)表4。         從表4可以看出，兩種不同牌號(hào)的PE-LLD樹(shù)脂分別與PE-HD樹(shù)脂共混后，隨著PE-HD含量增加，其密度、熔體流動(dòng)速率、拉伸強(qiáng)度和硬度隨之提高，但沖擊強(qiáng)度隨之下降；考慮共混料的熔體流動(dòng)速率、拉伸強(qiáng)度及沖擊強(qiáng)度，并與Dowlex旋轉(zhuǎn)模塑專用料比較，認(rèn)為質(zhì)量比分別為A／B=20／80(1#配方)、A／C=35／65(2#配方)時(shí)，共混料綜合性能較適合于旋轉(zhuǎn)模塑成型加工工藝要求。2．2  溫度的影響        旋轉(zhuǎn)模塑成型過(guò)程中要求樹(shù)脂不但具有適宜的熔體流動(dòng)性能，而且能夠承受一定時(shí)間內(nèi)的高溫作用，這是得到優(yōu)良旋轉(zhuǎn)模塑產(chǎn)品的必要條件。1#配方和2#配方兩種原料在300℃下經(jīng)旋轉(zhuǎn)模塑成型制備的試樣的紅外光譜見(jiàn)圖1。         圖1的紅外光譜表明，在1600～1800cm—1處沒(méi)有出現(xiàn)羰基伸縮振動(dòng)特征峰，說(shuō)明兩種共混聚乙烯樹(shù)脂在旋轉(zhuǎn)模塑成型工藝條件下沒(méi)有發(fā)生氧化反應(yīng)，原料可以承受一定時(shí)間的高溫作用，具有較好的熱穩(wěn)定性，滿足了旋轉(zhuǎn)模塑工藝專用樹(shù)脂的要求。        成型溫度的不同同樣會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能產(chǎn)生影響，當(dāng)溫度小于290℃時(shí)，樹(shù)脂熔結(jié)不足，制品內(nèi)表面粗糙，壁面有氣泡或孔隙；當(dāng)溫度(300±5)℃時(shí)，樹(shù)脂熔結(jié)達(dá)到最佳狀態(tài)，制品斷面密實(shí)，制品表面光滑平整，內(nèi)外壁色澤一致。當(dāng)溫度高于310℃時(shí)，樹(shù)脂產(chǎn)生熔結(jié)過(guò)度現(xiàn)象，制品內(nèi)表面原料發(fā)生氧化降解，使制品內(nèi)表面變色并發(fā)出光亮，脫膜時(shí)可聞到刺激性酸味。圖2是2#配方料在三個(gè)加熱溫度下旋轉(zhuǎn)模塑制得試樣的斷面掃描電鏡照片。         從圖2掃描電鏡照片表明，成型溫度為300℃時(shí)，樹(shù)脂粉末熔融充分，氣泡數(shù)目減少，試樣斷面密實(shí)。由SEM照片和IR譜圖可見(jiàn)，成型溫度300℃能同時(shí)滿足樹(shù)脂熔體流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性的要求。    2．3  風(fēng)冷時(shí)間的影響        旋轉(zhuǎn)模塑成型后期要進(jìn)行風(fēng)冷，當(dāng)模具內(nèi)溫度下降到200℃以下時(shí)，熔體無(wú)序的分子結(jié)構(gòu)將趨于有序，導(dǎo)致結(jié)晶形成，它對(duì)最終制品的性能和力學(xué)行為有很大影響。熔體快速冷卻時(shí)，結(jié)晶生長(zhǎng)被抑制，最終制品的結(jié)晶度和密度相對(duì)較低，制品沖擊性能較高，韌性也較好，但制品翹曲和變形較大；熔體緩慢冷卻時(shí)，結(jié)晶度和密度相對(duì)較高、制品翹曲和變形較小，但材料會(huì)變脆，沖擊性能變差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，在一定的冷卻時(shí)間范圍內(nèi)，制品無(wú)明顯的強(qiáng)度降低和翹曲變形。            圖3為2#配方不同風(fēng)冷時(shí)間下旋轉(zhuǎn)模塑制得試樣的X射線衍射圖。晶粒尺寸與衍射峰的半峰寬有關(guān)，晶粒越小，衍射峰的半峰寬越大。利用Scherrer方程計(jì)算晶粒平均尺度，由分峰法計(jì)算結(jié)晶度，結(jié)果見(jiàn)表5。                       從表5可見(jiàn)，在20～25 min風(fēng)冷時(shí)間范圍內(nèi)結(jié)晶度和晶粒大小變化較小。因此，在保證風(fēng)冷時(shí)間對(duì)熔體的結(jié)晶度或晶格形態(tài)影響較小的情況下，可適當(dāng)減少風(fēng)冷時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。   2．4  制品的環(huán)境適應(yīng)性        分別用1#和2#配方共混樹(shù)脂為原料，生產(chǎn)了兩種規(guī)格的專用儀器設(shè)備防水包裝箱(圖4)，在國(guó)家包裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行了箱體環(huán)境適應(yīng)性檢測(cè)，在我國(guó)空軍某部空投試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)進(jìn)行了箱體負(fù)載空投試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。          表6測(cè)試結(jié)果表明，共混樹(shù)脂達(dá)到了旋轉(zhuǎn)模塑防水包裝箱的性能要求。制品具有優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性。    3  結(jié)論        本文通過(guò)共混改性的方法制得的兩種聚乙烯旋轉(zhuǎn)模塑專用樹(shù)脂符合旋轉(zhuǎn)模塑原料要求。該原料制得的制品具有優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境適應(yīng)性，可作為旋轉(zhuǎn)模塑的專用原料。（田豐 成國(guó)祥 劉圣軍 楊荊泉 張彥軍 楊健）