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2  實驗結(jié)果與討論    2．1  不同質(zhì)量配比對共混樹脂性能的影響        國外聚乙烯旋轉(zhuǎn)模塑專用樹脂大多為PE-LLD,其流動性、熱穩(wěn)定性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、沖擊性和剛性均優(yōu)于傳統(tǒng)的PE-HD。國內(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脂裝入模具內(nèi)，加熱模具，同時使模具繞互相垂直的主、副軸旋轉(zhuǎn)，使樹脂熔融并借助旋轉(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。該工藝要求樹脂有較佳的熱穩(wěn)定性、適宜的熔體流動速率和密度。樹脂熱穩(wěn)定性達(dá)不到要求，則制品顏色發(fā)黃，甚至變焦。樹脂的熔體流動速率也要求在一定的范圍內(nèi)，若成型過程中模腔內(nèi)熔體流動速率過大，制品的內(nèi)表面易出現(xiàn)凹凸不平的流跡線，致使制品強度降低；若熔體流動速率過小，則樹脂流動性差，成型困難。著色劑選擇時，要考慮顏料對加工溫度的耐熱性，對制品收縮變形的影響，與樹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)模塑專用樹脂性能與美國Dowlex旋轉(zhuǎn)模塑專用樹脂性能比較見表4。         從表4可以看出，兩種不同牌號的PE-LLD樹脂分別與PE-HD樹脂共混后，隨著PE-HD含量增加，其密度、熔體流動速率、拉伸強度和硬度隨之提高，但沖擊強度隨之下降；考慮共混料的熔體流動速率、拉伸強度及沖擊強度，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，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)模塑成型過程中要求樹脂不但具有適宜的熔體流動性能，而且能夠承受一定時間內(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圖1。         圖1的紅外光譜表明，在1600～1800cm—1處沒有出現(xiàn)羰基伸縮振動特征峰，說明兩種共混聚乙烯樹脂在旋轉(zhuǎn)模塑成型工藝條件下沒有發(fā)生氧化反應(yīng)，原料可以承受一定時間的高溫作用，具有較好的熱穩(wěn)定性，滿足了旋轉(zhuǎn)模塑工藝專用樹脂的要求。        成型溫度的不同同樣會對產(chǎn)品的性能產(chǎn)生影響，當(dāng)溫度小于290℃時，樹脂熔結(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，樹脂熔結(jié)達(dá)到最佳狀態(tài)，制品斷面密實，制品表面光滑平整，內(nèi)外壁色澤一致。當(dāng)溫度高于310℃時，樹脂產(chǎn)生熔結(jié)過度現(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，脫膜時可聞到刺激性酸味。圖2是2#配方料在三個加熱溫度下旋轉(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，樹脂粉末熔融充分，氣泡數(shù)目減少，試樣斷面密實。由SEM照片和IR譜圖可見，成型溫度300℃能同時滿足樹脂熔體流動性和熱穩(wěn)定性的要求。    2．3  風(fēng)冷時間的影響        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，熔體無序的分子結(jié)構(gòu)將趨于有序，導(dǎo)致結(jié)晶形成，它對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，結(jié)晶生長被抑制，最終制品的結(jié)晶度和密度相對較低，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，結(jié)晶度和密度相對較高、制品翹曲和變形較小，但材料會變脆，沖擊性能變差。經(jīng)實驗，在一定的冷卻時間范圍內(nèi)，制品無明顯的強度降低和翹曲變形。            圖3為2#配方不同風(fēng)冷時間下旋轉(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方程計算晶粒平均尺度，由分峰法計算結(jié)晶度，結(jié)果見表5。                       從表5可見，在20～25 min風(fēng)冷時間范圍內(nèi)結(jié)晶度和晶粒大小變化較小。因此，在保證風(fēng)冷時間對熔體的結(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)，在國家包裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心進(jìn)行了箱體環(huán)境適應(yīng)性檢測，在我國空軍某部空投試驗場區(qū)進(jìn)行了箱體負(fù)載空投試驗。試驗結(jié)果見表6。          表6測試結(jié)果表明，共混樹脂達(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        本文通過共混改性的方法制得的兩種聚乙烯旋轉(zhuǎn)模塑專用樹脂符合旋轉(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 成國祥 劉圣軍 楊荊泉 張彥軍 楊?。?