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–40℃下的落錘沖擊強度是滾塑制品質(zhì)量的核心表征指標(biāo)之一,
而目前的研究都集中在滾塑工藝、材料特征對低溫沖擊強度的影響方面,
較少有研究者討論試驗參數(shù)對低溫沖擊強度的影響。
目前國內(nèi)沒有滾塑制品低溫沖擊強度的測試標(biāo)準(zhǔn),研究人員均采用國外標(biāo)準(zhǔn)進行測試。
在標(biāo)準(zhǔn)起草的過程中,工作組發(fā)現(xiàn),國外各標(biāo)準(zhǔn)對試驗參數(shù)的要求有較大差異,為了驗證試驗參數(shù)的合理性,
工作組對試樣的冷凍時間、低溫環(huán)境取出時間、落錘質(zhì)量三個主要參數(shù)對低溫沖擊強度的影響進行了研究。
一、主要原材料
線型低密度聚乙烯(PE-LLD):50035E,密度為0.935g/cm3,熔體流動速率為5g/(10?min);
PE-LLD:R546,密度為0.935g/cm3,熔體流動速率為5g/(10?min);
二、主要儀器與設(shè)備
電加熱滾塑 機:BF–1000型;無線模內(nèi)測溫儀:MW–4型;
落錘沖擊試驗機:LC–300B型;低溫冰箱:DW–50–100型;熱熔壓片機:SEIMIT–YP–303型;
三、樣品制備
(1)滾塑法。
將原材料研磨成滾塑標(biāo)準(zhǔn)粉體,粒徑D98≤500μm。
將粉末在滾塑 機上進行滾塑制備試樣,使用300mm×300mm×300mm的正方體鐵質(zhì)模具,
模內(nèi)空氣至高溫度控制在208~212℃,采用水霧冷卻至80℃脫模。
通過控制投料量,制備出不同厚度的滾塑試樣。
(2)模壓法。
將原材料放在壓片機模具中,在溫度220℃、時間15min、壓力3.5MPa下制備試樣,使用水冷至80℃脫模。
通過選取不同型腔厚度的模具并控制投料量,制備出不同厚度的模壓試樣。
將不同厚度的試樣裁剪成邊長為127mm×127mm的方形。
將同一制樣方式下的相同厚度的試樣打亂順序,隨機分成22個試樣一組。
四、性能測試
選擇不同厚度的試樣,在側(cè)面鉆孔至試樣中心,插入無線測溫探頭,放在–40℃冰箱中,觀察溫度隨時間的變化。
–40℃落錘低溫沖擊強度按照國際滾塑協(xié)會制定的《滾塑成型低溫沖擊試驗》標(biāo)準(zhǔn)(4.0版,2003年7月發(fā)布)進行試驗。
五、制備材料性能匯總
經(jīng)過對試樣的冷凍時間、低溫環(huán)境取出時間和落錘質(zhì)量三個試驗參數(shù)的研究,并和現(xiàn)有國外標(biāo)準(zhǔn)進行比較,
得出以下結(jié)論:
(1)ARMI標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)定冷凍時間≥2h是有缺陷的,不能覆蓋試樣的厚度范圍。
(2)AS/NZS?4766–2006標(biāo)準(zhǔn)中將冷凍時間和厚度關(guān)聯(lián)是恰當(dāng)?shù)模?/span>
(3)但其沒有考慮低溫沖擊強度的穩(wěn)定化,其冷凍時間的規(guī)定是有缺陷的。
(4)隨著冷凍時間的延長,試驗的低溫沖擊強度先增大后減小,結(jié)尾趨于穩(wěn)定。
(5)低溫沖擊強度存在極大值,該極值出現(xiàn)的時間和試樣厚度有關(guān),極值大小和試樣厚度及制樣方式有關(guān)。
(6)建議試樣的冷凍時間的小時數(shù)不小于試樣厚度的毫米數(shù)的2倍。
(7)ARMI標(biāo)準(zhǔn)中試樣取出時間不大于30s的規(guī)定不能滿足大多數(shù)滾塑試樣的厚度要求,是不恰當(dāng)?shù)摹?/span>
(8)經(jīng)工作組討論,認(rèn)為試樣取出時間≤15s是比較合理的。
(9)不同沖擊質(zhì)量下的低溫沖擊強度存在差異,但t檢驗差異不顯著。